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中華人民共和國行業標準

蓄冷設備

Thermal storage equipment used for cooling

1 范圍

    本標準規定了蓄冷設備的定義、分類、試驗和標定要求、公布的額定性能需要的最低限

度的數據、性能要求、標記與銘牌數據和遵守條件。

    本標準適用于供冷用蓄冷設備。其可以充人和放出任何種類的傳熱流體，且可以是全部由工廠裝配的；或從工廠供應部件在現場組裝的；或遵循預先確定的設計規范在現場安裝的。

    本標準不適用于：

    ——蓄冷容量為35.17kWh或更小的蓄冷設備。

    ——將制冷劑作為放冷流體的蓄冷裝置。

    ——僅用于供熱的蓄熱設備。

2  定義

    本標準采用下列定義。

2.1  環境空氣  ambient air

    蓄冷裝置四周空間的空氣。

2.2  環境熱負荷  ambient heat load

    從環境獲得的熱而傳給蓄冷裝置的負荷(一般用kW表示)。

2.3  制冰期  build period

    制冷過程中蓄冷發生器的運行期。

2.4  充冷流體  charge fluid

    制冷期內將熱量從蓄冷裝置或發生器中移去的傳熱流體。

2.5  充冷期/循環  charge period/cycle

    將能(熱)量從蓄冷裝置中移去的一段時間。

2.6  充冷速率  charge rate

    在充冷期間從蓄冷設備中逐時移去能(冷)量的速率，一般用kW表示。

2.7  放冷流體  discharge fluid

向蓄冷裝置轉移熱量的傳熱流體。

2.8  放冷期/循環  discharge period/cycle

    將能(冷)量加入蓄冷裝置的一段時間。

2.9  放冷速率  discharge rate

    在放冷期間向蓄冷裝置加入能(冷)量的速率，一般用kW表示。

2.10  污垢系數  fouling factor

    換熱器表面水側積聚污垢所造成的傳熱計算中包括的熱阻。

2.11  封閉式(密封單元)壓縮機  hermetic(sealed unit)compressor

    壓縮機裝配于密封的殼體內，無軸伸出，使用制冷劑作為電機冷卻劑。

2.12  時間間隔  interval

    每個試驗讀數之間的時間間隔。

2.13  融化潛熱  latent heat of fusion

    在恒定壓力和溫度下單位質量的固體在其融化點轉變成液體時發生的焓值變化。

2.14  負荷強度  load intensity

    蓄冷裝置瞬時負荷與該設備凈可用蓄冷容量之比，一般用kW/kWh表示。

2.15  融化期  melt period

    確定蓄冷發生器產冰量的冰融化試驗期。

2.16  凈制冰量  net ice making capacity

    充冷工況下蓄冷發生器的總制冰量，一般用kW表示。

2.17  凈蓄冷量  net usable storage capacity

    對于一給定的充冷和放冷循環，蓄冷裝置能提供的實際蓄冷量，一般用kWh表示。

2.18  名義蓄冷量  nominal storage capacity

    由制造廠確定的蓄冷裝置的理論容量，通常大于凈蓄冷容量。

2.19  開啟式壓縮機  open-type compressor

    具有伸出機殼的軸或者其他運動部件，并靠外部動力源驅動的一種制冷劑壓縮機。在固定件和運動件之間需要軸封。

2.20  周期  period

    對于蓄冷系統工作循環，為了分析和評價而劃分的一個小時的時間段。

2.21  相變材料(PCM)  phase change material

    一種通常在恒定的溫度下，當吸收或放出熱量時會發生物態變化的物質。

2.22  公布的額定性能  publised ratings

    蓄冷設備公布的額定性能是規定負荷循環得到的由本標準表4所示的“供應商說明的數

據——實例設計日”而進一步采用的數據和方法。它們由制造廠選擇表、圖或計算機程序的形式來表示，可以適用于同一制造廠生產的具有相同公稱尺寸和型式(標志)的設備。

2.22.1  標準額定性能  standard ratings

    在標準額定性能工況下進行試驗為基礎的額定性能值。

2.22.2  設計額定性能  mapped ratings

設計額定性能是指在某些規定限制下的額定性能，這些限制是為沒有標準額定工況的產品提供的。它們是在產品制造廠確定的一系列運行工況下進行試驗為基礎的額定性能值。

2.22.3  使用額定性能  application ratings

在使用額定性能工況(不同于標準額定性能工況和設計額定性能工況)下進行的試驗為基礎的額定性能值。

2.23  飽和蒸發溫度  saturated evaporator temperature

在蒸發器出口連接處的壓力下對應的制冷劑飽和溫度。

2.24  二次載冷劑  secondary coolant

任何由制冷劑冷卻，并且用于熱傳導時無相變，沒有閃點或溫度高于66℃閃點的液體，亦稱“載冷劑”。

2.25  蓄冷裝置  thermal storage device

能夠用顯熱和/或潛熱貯蓄冷量的設備。它可以由一臺蓄冷設備組成或用多個機械制冷系統的部件組裝而成。

2.26  蓄冷設備  thermal storage equipment

任何一種蓄冷裝置和/或發生器，或兩者聯合的裝置，可以包括機械制冷裝置的各種其他部件。

2.27  蓄冷制冰裝置  thermal storage generator

由制造廠組裝部件而成的裝置，包括蒸發器，以及壓縮機、控制器、放熱裝置等的蓄冷系統進行制冷，它們作為蓄冷發生器的總體性能由制造廠標定。

3  分類

3.1  顯熱蓄冷設備

冷卻用顯熱蓄冷設備一般采用水作為蓄冷介質。在充冷期間，從蓄冷裝置出來的熱水，通過冷水機組被冷卻到要求的溫度，然后返回到蓄冷容器。在放冷（制冷）期間，冷水從蓄冷器中泵送到負荷處，產生的熱水再返回到蓄冷器。為保持返回的熱水與貯蓄的冷水相分離，可采用單獨的或分隔的水箱，或者只有一個水箱時采用迷宮、隔板或熱分層等方法。

3.2  潛熱蓄冷設備

可以分為冰盤管式、封裝的冰或相變材料式、制冰滑落式/冷水機式或冰漿式，見表1。

表1  蓄冷設備的分類

分    類	型    式		蓄冷介質	充冷流體	放冷液體
顯    熱	冷水		水	水	水
	其他液體		其他液體	其他液體	其他液體
潛    熱	冰盤管式	外部融解	冰或其他 相變材料	制冷劑	水或 載冷劑
				載冷劑
		內部融解	冰或其他 相變材料	載冷劑	載冷劑
				制冷劑	制冷劑
	封裝的冰或相變材料式		冰或其他 相變材料	水	水
			冰或其他 相變材料	載冷劑	載冷劑
	制冷滑落式/冷水機式		冰	制冷劑	水
	冰漿式		載冷劑中的冰	載冷劑/冰	載冷劑/冰

3.2.1  冰盤管式  一個由浸沒在水箱中的盤管、平板或其他傳熱表面構成的蓄冷裝置。在充冷期間，蒸發的制冷劑或冷的載冷劑通過盤管/平板進行循環，使其外表面形成冰。在放冷(制冷)期間，一般采用下列兩種方法中的任一種方法：

3.2.1.1  外部融解  外部融解時，返回的熱水是通過水箱循環的，因為是在形成的冰體外部，從而被融化的冰所冷卻。一些冰盤管裝置也可用作冷水機，它是將返回的熱水通過水箱并經過換熱器外表面進行循環。此時在換熱器外表面，返回的熱水被載冷劑或換熱器內循環的制冷劑冷卻。

3.2.1.2  內部融解  內部融解時，通常返回的熱載冷劑是通過盤管/平板而循環的，并使盤管/平板外部的冰融化時被冷卻。

3.2.2  封裝的冰或相變材料式 用無數封裝有蓄冷介質(水——冰或其他諸如共晶鹽的相變材料)的相對較小的容器充填密實的箱或容器所構成的蓄冷設備。在充冷期間，水或載冷劑是在低于蓄冷介質的相變溫度下，通過箱/容器循環的，并使蓄冷介質產生相變(凍結)。在放冷(制冷)期間，返回的熱水或者載冷劑通過箱/容器循環，并且當封裝的蓄冷介質相變(融解)時袖冷卻。

3.2.3  制冰滑落式/冷水機式  預制的蓄冷設備一般包括一個或多個往復式或回轉式壓縮機、冷凝器、連接管路和控制器。采用垂直板、垂直管、筒形或其他的蒸發器與制冷劑相連接，而將流經蒸發器外表面的水膜制成冰的蓄冷裝置。間歇地使熱的制冷劑氣體通過蒸發器，或者在外表面通過刮刀使冰以片狀或塊狀脫落到貯蓄箱中收集起來。在放冷(制冷)期間，返回的熱水是通過貯蓄箱循環的，在箱內它被冰融化而冷卻。某些制冰機也可以作為冷水機，在制冷期間將返回的熱水在進入貯蓄箱之前經過蒸發器循環，在該處即被冷卻(制冰或不制冰)。

3.2.4  冰漿式  將載冷劑從貯蓄箱通過冰漿發生器循環而產生冰漿的蓄冷設備。在冰漿發生

器內，蒸發的制冷劑冷卻載冷劑，并在返回和保留在貯蓄箱中的溶液內產生松散的冰晶。在放冷期間，返回的熱載冷劑是通過貯蓄箱循環的(直接地或經由也許此時正在作為制冰機或冷水機運行的冰漿發生器)，在此處，它被融解的冰晶所冷卻。

4  試驗要求

4.1  試驗要求所有標準的和設計的額定性能應該按照本標準的附錄A、B、C和D規定的方

法、程序和儀器進行試驗驗證。

4.2  允差

4.2.1  蓄冷裝置  公布的設計額定值，對于任何生產的蓄冷裝置，其根據試驗得到的凈蓄冷量應該不低于100%的額定蓄冷量。

4.2.1.1  流體側壓降不得高于額定值+15%。

4.2.1.2  充冷循環中每個時間段平均流體溫度(或飽和吸入溫度)不得低于公布的規定充冷期間標定方法所預測值的0.3℃

4.2.1.3  放冷循環中每個時間段的平均流體溫度，不得高于公布的標定方法所預測值的0.3℃。

4.2.1.4  循環中任意點的滿負荷輸入功率不要高于輸入功率額定值的5%。

4.2.2  蓄冷發生器  公布的標準額定性能，對于任何的蓄冷發生器，其根據試驗得到的凈制冰量必須不低于其額定凈制冰量的95%，而且如有可能，流體側壓降不要高于額定值的15%。同樣，平均滿負荷輸入功率不要高于其平均輸入功率額定值的59/5，或者，平均飽和蒸發溫度不得低于其平均額定值的0.3℃。

5  標定要求

5.1  額定工況

    設備的型式必須決定于公布的額定性能。

5.1.1  蓄冷裝置  蓄冷裝置公布的額定性能必須包括由凈蓄冷量組成的設計額定性能和使用額定性能，還必須包括按本標準表4所確定的附加輸入功率額定值以及滿負荷循環性能數據。

5.1.1.1  標定額定值  每種蓄冷裝置的設計額定性能必須限定在表2所規定的工況范圍內。

表2  標定額定工況的限定和試驗方法

5.1.1.2  附助設備輸入功率額定值  蓄冷裝置公布的附助設備輸入功率中額定值必須是蓄冷裝置所有附件從用戶動力源所需的功率。這些附件必須在產生凈可用蓄冷容量的充冷循環和/或放冷循環過程中運行，包括由制造廠安裝的任何電機、電機起動器、變頻器和控制器。將循環的載冷劑泵流到蓄冷裝置外部的蓄冷系統負荷處所需的動力必須排除在外。

5.1.2  蓄冷發生器  蓄冷發生器(帶或者不帶組裝的機械制冷部件如放熱和/或壓縮設備)制造廠必須提供按表3規定的標準額定工況下運行時的標準凈制冰量額定值和輸入功率額定值。

5.1.2.1  發生器  應該在表3對特殊型式設備所規定的人口流體溫度下標定。入口流體的流

量必須由制造廠規定。

5.1.2.2  制冷劑側污垢系數  對于發生器，所有標準額定性能的制冷劑側污垢系數允差應該是0.0000m²·℃/W。

表3  蓄冷發生器標準額定工況

5.1.2.3  僅有蒸發器  不帶壓縮設備和冷凝器和發生器按凈制冰量(kW)來標定，它是飽和蒸發溫度(SET)的函數，包括每個制造廠的圖或表格數據。必須提供的蒸發器制冷劑質量流量kg/h、溫度℃和壓力kPa。滑落式制冰機/冷水機和圖或表格數據也必須包括所要求的壓縮設備能力。

5.1.2.4  分設的冷凝器  裝有壓縮設備但無冷凝器的發生器，對于HFC和HCFC制冷劑必須在40.6℃冷凝時標定，而對于R717，必須在35.7℃冷凝時標定。

5.1.2.5  水冷式冷凝器  裝有水冷式冷凝器的發生器必須在冷凝器入口水溫為29.4℃，進入蒸發器水溫為6.7℃，壓縮機每千瓦能量的水流量為0.054L/s的條件下進行標定。水側污垢系數允差必須是0.000044m²·℃/w。

5.1.2.6  空冷式冷凝器  裝有空冷式冷凝器的發生器必須在氣壓計壓力為101.3kPa時人口空氣干球溫度為35℃的條件下進行標定。空氣側方面污垢允差必須是0.0000m²·℃/w。5.1.2.7  蒸發式冷凝器  裝有蒸發式冷凝器的發生器必須在氣壓計壓力為101.3kPa時入口空氣濕球溫度為23.9℃的條件下進行標定。空氣側方面污垢允差必須是0.0000m²·℃/w。

5.1.2.8  輸入功率額定性能  蓄冷發生器公布的輸入功率額定性能必須包括用戶動力源中所需的功率，和制造廠安裝的發生器所有部件所需的功率，這些部件包括壓縮機電機、油泵、制冷劑泵、電機起動器、變頻器和控制器。必須單獨表示出制造廠安裝在發生器上的放熱裝置中風扇和泵的輸入功率額定性能，必須排除將循環的載冷劑或水泵送到蓄冷發生器外部的蓄冷系統負荷所需的功率。

5.2  使用額定性能

    使用額定性能是設計額定工況范圍之外或非標準額定工況的額定性能，可由制造廠決定，以便選擇設備。

5.3  特定工況

    制造廠預備的以滿足特定工作要求的額定性能，它應當包括本標準表4規定的完全充冷和放冷循環的性能數據。

6  公布的額定性能需要的最低限度的數據

6.1  公布的額定性能數據  (目錄中或計算機輸出的)公布的額定性能數據必須包括或能夠引出設備設計、每個這種設備的設計額定性能或標準額定性能，以及制造廠可以選擇包括的任何附加使用額定性能。額定性能必須含有下列資料：

6.1.1  蓄冷裝置

6.1.1.1  凈可用蓄冷量，kWh。

6.1.1.2  附件輸入功率額定值，kW。

6.1.1.3  在充冷和放冷循環中使用的傳熱流體的類型。

6.1.1.4  本標準表4規定的滿負荷循環的性能數據。

6.1.1.5  初始充冷期，h和充冷循環過程傳熱流體最小進口溫度，℃。

6.1.1.6  充冷和放冷循環過程中流量最大時通過蓄冷裝置的傳熱流體的壓降，kPa。

6.1.1.7  設計工作壓力，kPa。

6.1.2  蓄冷發生器

6.1.2.1  制冷期內發生器的凈制冰量，kW。

6.1.2.2  制冷期內進入發生器的傳熱流體的類型；溫度，℃和流量，L/s。

6.1.2.3  通過發生器的傳熱流體壓力降，kPa。

6.1.2.4  對于無壓縮設備的發生器，蒸發器制冷流量，kg/h；溫度，℃和壓力，kPa；還有制冷劑飽和蒸發溫度，℃。對于采冰機、壓縮設備所需的總制冷量，kW。

6.1.2.5  對于需要由他人提供的冷凝器的發生器、制冷劑類型、總放冷量，kW和冷凝溫度，℃。

6.1.2.6  對于裝有水冷式冷凝器的發生器，要求的進口水溫，℃；流量，L/s和水側壓力降，kPa。

6.1.2.7  對于裝有空冷式冷凝器的發生器，要求的進口空氣干球溫度，℃。

6.1.2.8  對于裝有蒸發式冷凝器的發生器，要求的進口空氣濕球溫度，℃。

6.1.2.9  充冷循環輸人功率，kW和有效標定的額定電壓和頻率。

6.1.2.10  用于標定的污垢系數允差，m²·℃/W。

7  標記和銘牌數據

7.1  標記和銘牌數據

    設備銘牌數據必須標明：

7.1.1  負責性能標定的制造廠和/或供應商的名字。

7.1.2  設備的型號和唯一能證實產品的序列號。

7.1.3  裝置或機組中所含的附件、電機和控制器的電氣特性和功率消耗執行國家有關標準。8  自愿遵守

8.1  遵守

    遵守本標準是自愿的，但不符合本標準全部要求的產品或設備，雖屬于本標準的“范圍”(見“1”)，亦不得宣稱或示意遵守本標準。

表4  供應商說明的數據——實例設計日

凈可用蓄冷量___________kWh

 

表4（續）

傳熱流體：__________                          需要其他制冷能量輸入：是/否（圈一個）

密度_____在_______℃                          比熱_____(kJ/kg·℃)在___________℃