為得到二級蓄冷機組在不同蒸發(fā)器進口溫度下，機組和整個蓄冷系統(tǒng)效率隨低溫冷卻水溫的變化規(guī)律，本文搭建了乙二醇蓄冷系統(tǒng)實驗臺和地源熱泵實驗臺，由一級地源熱泵實驗臺負(fù)責(zé)二級蓄冷機組低溫冷卻水的供給。通過試驗得到，在蒸發(fā)器進口溫度一定時，降低冷卻水進口溫度可有效提高機組的效率，但冷卻水溫并不是越低越好，需綜合考慮整個系統(tǒng)的運行狀況。

1、前言

　　蓄冷空調(diào)技術(shù)，指的是在不需要冷量或需冷量很少的時間段，利用制冷設(shè)備將蓄冷介質(zhì)中的熱量移出，進行冷量儲存，然后將此冷量在空調(diào)用冷或工藝用冷高峰期使用，以滿足需求。由于蓄冷空調(diào)具備削峰填谷、平衡電力負(fù)荷，減少機組的裝機容量以及節(jié)省空調(diào)用戶的電力花費等優(yōu)點引起人們高度重視。常規(guī)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)采用雙工況機組利用冷卻塔進行排熱，冷卻水進口水溫約為32℃，在蓄冷工況下機組的效率較低，過冷度較大，同時制冷量相對于空調(diào)工況要下降24%～66%。要使機組在蓄冷和空調(diào)工況都保持較高效率，技術(shù)和工藝要求高，成本昂貴。

　　本文針對蓄冷過程機組效率較低的問題，搭建了雙級復(fù)疊式蓄冷試驗系統(tǒng)，研究以地源熱泵系統(tǒng)作為復(fù)疊式系統(tǒng)中的一級制冷機組，為二級蓄冷機組提供低溫冷卻水時，二級蓄冷機組在不同冷卻水進口溫度和蒸發(fā)器進口溫度下機組的能效變化。由于系統(tǒng)具備地源熱泵冷水機組和蓄冷機組進行復(fù)疊，對于充分利用改造后冷水機組節(jié)省改造運行費用，提高蓄冷機組效率以及對蓄冷系統(tǒng)在不同蓄冷工況下選擇適宜冷卻水溫和系統(tǒng)設(shè)計具有一定的參考價值和重要意義。

2、試驗系統(tǒng)

　　2.1、試驗原理

　　復(fù)疊式試驗系統(tǒng)由搭建的一級地源熱泵制冷系統(tǒng)、二級蓄冷系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，圖1為試驗系統(tǒng)原理圖。二級蓄冷系統(tǒng)由單工況蓄冷制冷系統(tǒng)構(gòu)成，包括蓄冷機組的壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥以及加熱器與蓄冷罐;一級制冷系統(tǒng)由地源熱泵機組和地埋管系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1 試驗測試系統(tǒng)原理

　　該系統(tǒng)的工作原理為:運行一級地源熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生溫度不同的低溫冷凍水，二級蓄冷機組則利用一級地源熱泵產(chǎn)生的低溫冷凍水作為冷卻水并實現(xiàn)向乙二醇溶液蓄冷的目的。其中加熱器負(fù)責(zé)消耗蓄冷機組的冷量，維持試驗過程中二級蓄冷機組蒸發(fā)器進口溫度恒定。

　　2.2、試驗設(shè)備與儀器

　　本試驗系統(tǒng)由一級地源熱泵系統(tǒng)和二級乙二醇蓄冷試驗系統(tǒng)組成，其中一級地源熱泵制冷機組的壓縮機型號為503FSV2-F，額定功率3.7kW;二級蓄冷機組的壓縮機型號為ZB38KQE-TFD-558，額定功率3.2kW。加熱器型號為DR1-5，額定功率5kW。

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):試驗采用JC180采集系統(tǒng)，測溫探頭為PT1000，共布置10個數(shù)據(jù)采集點，包括蒸發(fā)器和冷凝器進出口溫度、蓄冷罐溫度、壓縮機排氣和吸氣壓力、蓄冷機組與一級制冷機組壓縮機的功耗，蒸發(fā)與冷卻循環(huán)流量等。試驗中機組的功率和流量分別利用功率計和渦輪流量計測量，并通過JC180采集系統(tǒng)記錄。JC180可實現(xiàn)機組運行各參數(shù)的實時記錄，并利用華為E5830無線傳輸?shù)皆囼炏鄳?yīng)網(wǎng)址中，使人員在任何地點都可以隨時上網(wǎng)查看和保存數(shù)據(jù)。

5、結(jié)論

　　(1)降低冷卻水進口溫度可有效減少蓄冷時間，并且在同樣冷卻水進口溫降時，高溫冷卻水換來的制冷效果增加量更為明顯;

　　(2)蒸發(fā)器進口溫度一定，隨冷卻水進口溫度降低，蓄冷機組COP逐漸增加，但增加的幅度逐漸減小。蒸發(fā)器進口溫度越高，隨著冷卻水進口溫度的降低，機組的COP增加越快;

　　(3)冷卻水進口溫度一定，隨蒸發(fā)器進口溫度降低，蓄冷機組COP逐漸降低，并且在接近機組的極限制冷溫度附近時效率迅速減小。冷卻水進口溫度越低，隨著蒸發(fā)器進口溫度的降低，機組COP減小越快;

　　(4)試驗采用雙級復(fù)疊來降低冷卻水進口溫度可有效提高蓄冷機組的制冷效率，蒸發(fā)器進口溫度一定時，系統(tǒng)存在最佳冷卻水進口溫度;

　　(5)采用雙級復(fù)疊可充分利用改造后冷水機組，節(jié)省改造費用，提高機組效率以及對于系統(tǒng)在不同蓄冷工況下選擇適宜冷卻水溫有重要意義。