9.7 蓄冷、蓄热

9.7.1 本条规定了蓄冷的条件。
    1～3 采用蓄冷方式或者是为了节约初投资，或者是为了节约运行费用，但两者都只能作为采用蓄冷方案的必要条件而非充分条件，所以还应从技术经济层面上入手，做到方案整体上最优。
    4 特殊场合，如矿山的避险硐室，采用相变蓄冷装置蓄冷，作为灾难时降温使用。
    5 这里指的是供电能力有限的情况。
9.7.2 本条规定了集中蓄热的条件。
    蓄热要比蓄冷应用的更为普遍。蓄热的介质包括水、相变材料等。
9.7.3 本条规定了蓄冷空调负荷计算和蓄冷方式的选择，为新增条文。
    1 对于一般的工业建筑来说，典型设计蓄冷时段通常为一个典型设计日。对于全年非每天使用(或即使每天使用但使用负荷并不总是满负荷的厂房，如阶段性工艺生产等)，其满负荷使用的情况具有阶段性，这是根据实际负荷使用的阶段性周期作为典型设计蓄冷时段来进行的。
    由于蓄冷系统存在间歇运行的特点，空调系统不运行的时段内，建筑构件(主要包括楼板、内墙)仍然有传热而形成了一定的蓄热量，这些蓄热量需要空调系统来带走。因此在计算空调蓄冷系统典型设计日的总冷量(kW·h)时，除计算空调系统运行时间段的冷负荷外，还应考虑上述附加冷负荷。
    2 对于用冷时间短，并且在用电高峰时段需冷量相对较大的系统，可采用全负荷蓄冷；一般工程建议采用部分负荷蓄冷。在设计蓄冷-释放周期内采用部分负荷的蓄冷空调系统，应考虑其在负荷较小时以全负荷蓄冷方式运行。
9.7.4 本条规定了选择载冷剂的要求。
    蓄冰系统中常用的载冷剂是乙烯乙二醇水溶液，其浓度愈大，凝固点愈低。一般制冰出液温度为—7℃～—6℃，蓄冰需要其蒸发温度为—11℃～—10℃，因此希望乙烯乙二醇水溶液的凝固温度在—14℃～—11℃之间。所以常选用乙烯乙二醇水溶液体积浓度为25％左右。
9.7.5 本条规定了乙烯乙二醇水溶液作为载冷剂的要求。
    1 乙烯乙二醇水溶液系统的溶液膨胀箱，容量计算原则与水系统中的膨胀水箱相同，存液和补液设备一般由存液箱和补液泵组成，存液箱兼作配液箱使用。补液泵扬程、存液箱容积按本规范 第9.9.13条和第9.9.14条的相关规定计算确定。对冰球式系统尚应考虑冰球结冰后的膨胀量。
    2 乙烯乙二醇水溶液的物理特性与水不同，与水相比，其密度和黏度均较大，而热容量较小，故对一般水力计算得出的水管阻力、溶液流量均应进行修正。
    3 蓄冷系统的载冷剂一般选用乙烯乙二醇水溶液，遇锌会产生絮状沉淀物。
    4 由载冷剂乙烯乙二醇水溶液直接进入空气调节系统末端设备时，要求空气调节水管路系统安装后确保清洁、严密，而且管材不得选用镀锌管材。
    5 载冷剂乙烯乙二醇水溶液管高处与水系统一样会有空气集存，应予以即时排除。
    6 多台并联的蓄冰装置采用并联连接时，设置流量平衡阀是为了保证每台蓄冰装置流量分配均衡，从而实现均匀蓄冷和取冷。
    7 载冷剂系统中的阀门性能非常重要，它们直接影响系统中各种运行工况之间的正确转换，而且要确保在制冰工况下，防止低温溶液进入板式换热器，引起用户侧不流动的水冻结，破坏板式换热器的结构。
    8 一个冰蓄冷系统，常用的运行工况有：蓄冰、蓄球装置单独供冷、制冷机单独供冷，制冷机与蓄冰装置联合供冷等。实现工况转换宜配合自动控制。
9.7.6 本条规定了蓄冰装置的设计要求。
    1 蓄冷装置种类很多，蓄冷与取冷的机理也各不相同，因而其性能特征不同。蓄冷特性包括两个内容，即为保证在电网的低谷时段(一般约为7～9时)完成全部冷量的蓄存，应能提供出的两个必要条件：确定制冷机在制冰工况下的最低运行温度(一般为—4℃～—8℃)，用以计算制冷机的运行效率，根据最低运行温度及保证制冷机安全运行的原则，确定载冷剂的浓度(一般为体积浓度25％～30％)。
    2 对用户及设计单位来说，蓄冰装置的取冷特性是非常重要的，因为所选蓄冰装置在融球取冷时，冷水温度能否保持、逐时取冷量能否保证是一个空气调节系统稳定运行的前提条件之一。所以蓄冰装置的完整取冷特性曲线中，应能明确给出装置逐时可取出的冷量(常用取冷速率来表示和计算)及其相应的溶液温度。
    对取冷速率，通常有两种定义法：
    其一，取冷速率是单位时间可取出的冷量与蓄冰装置名义总蓄冷量的比值，以百分数表示(一般球盘管式蓄冰装置均按此种方法给出)；
    其二，取冷速率是某单位时间取出的冷量与该时刻蓄冰装置内实际蓄存的冷量的比值，以百分数表示(一般封装式蓄冰装置均按此种方法给出)。
    由于定义不同，在相同取冷速率时，实际上取出的冷量并不相等。因此在选择产品时，务必首先了解清楚其定义方法。
9.7.7 本条规定了设备容量的确定。
    全负荷蓄冰系统初投资最大，占地面积大，但运行费最节省。部分负荷蓄冰系统则既减少了装机容量，又有一定蓄能效果，相应减少了运行费用。本规范附录L中所指一般空气调节系统运行周期为1天21h，实际工程(如教堂)使用周期可能是一周或其他。
    一般产品规格和工程说明书中，常用蓄冷量量纲为冷吨(RT·h)时，它与标准量纲的关系为；1RT·h＝3.517kW·h。
9.7.8 本条规定了蓄冰时段供冷措施。
    1 蓄冰时段内供冷负荷较小时，为了整个系统的简化，建议在大系统制冰工况下，在环路中增设小循环泵取冷管路，保证少量用冷需求。
    2 一般制冷机在制冰工况下效率比较低，连续空气调节负荷可以让冷机在空气调节工况下连续运行解决供冷，以保证制冷机的运行效率永远最高。即在系统中另设制冷机按空气调节工况运行来负担这部分负荷，以保证系统运行更为节能与节省运行费。这台制冷机称为基载制冷机，意为满足基本需求的制冷机。当然，制冰冷机和蓄冰装置容量计算中不需考虑这部分负荷。
9.7.9 本条规定了冰蓄冷系统的冷水供回水温度的温差要求。
    采用蓄冷空调系统时，由于能够提供比较低的供水温度，应加大冷水供回水温差，节省冷水输送能耗。在蓄冰空调系统中，由于系统形式、蓄冰装置等的不同，供水温度也会存在一定的区别，因此设计中要根据不同情况来确定。
    设计中要根据不同蓄冷介质和蓄冷取冷方式来确定空调冷水供水温度。各种方式常用冷水温度范围可参考表11。表11中也列出了采用水蓄冷时的适宜供水温度。

表11 不同蓄冷介质和蓄冷取冷方式的空调冷水供水温度(℃)

9.7.10 本条规定了共晶盐相变材料的蓄冷，为新增条文。
    作为蓄冰装置，不论其发生相变的材料是水还是其他共晶盐，都要求蓄冷和取冷特性应满足本规范的要求。
    水最适于作首选的相变材料，但其相变结冰温度有限，只能在0℃时进行，因此要求制冷机需在双工况下工作。制冰时蒸发器出液温度需降至—8℃～—5℃，致使制冷效率大幅度下降。如果制冷机不便于实现双工况下工作，而又想利用蓄冷系统，则要利用相变材料。为配合一般制冷机工作，常选相变温度为4℃～8℃。若为特殊工艺服务，如食品、制药等行业，可根据要求选用不同的相变温度。
9.7.11 本条规定了水蓄能系统设计。
    1 为防止蒸发器内水的冻结，一般制冷机出水温度不宜低于4℃，而且4℃水密度最大，便于利用温度分层蓄存，通常可利用温差为6℃～7℃，特殊情况利用温差可达8℃～10℃。
    2 水池蓄冷、蓄热系统的设计，关键是要尽量提高水池的蓄能效率。因此蓄冷、蓄热水池容积不宜过小，以免传热损失所占比例过大。水池加深有利于冷热水分层，能减少水池内冷热水的掺混。加深形式可以多种多样，如水池保温和内壁的处理，进出水口的布置等。结构可以是钢结构或混凝土结构。
    3 一般蓄能槽均为开式系统，管路设计一定要配合自动控制，防止水倒灌和管内出现真空(尤其对蓄热水系统)。
9.7.12 本条是关于消防水池不得兼作蓄热水池的规定，为强制性条文。
    热水不能用于消防，消防水池不得作为蓄热水池使用。使用专用消防水池需要得到消防部门的认可。