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中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

蓄冷設(shè)備

Thermal storage equipment used for cooling

1 范圍

    本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了蓄冷設(shè)備的定義、分類、試驗和標(biāo)定要求、公布的額定性能需要的最低限

度的數(shù)據(jù)、性能要求、標(biāo)記與銘牌數(shù)據(jù)和遵守條件。

    本標(biāo)準(zhǔn)適用于供冷用蓄冷設(shè)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(yīng)部件在現(xiàn)場組裝的；或遵循預(yù)先確定的設(shè)計規(guī)范在現(xiàn)場安裝的。

    本標(biāo)準(zhǔn)不適用于：

    ——蓄冷容量為35.17kWh或更小的蓄冷設(shè)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(shè)備。

2  定義

    本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。

2.1  環(huán)境空氣  ambient air

    蓄冷裝置四周空間的空氣。

2.2  環(huán)境熱負(fù)荷  ambient heat load

    從環(huán)境獲得的熱而傳給蓄冷裝置的負(fù)荷(一般用kW表示)。

2.3  制冰期  build period

    制冷過程中蓄冷發(fā)生器的運行期。

2.4  充冷流體  charge fluid

    制冷期內(nèi)將熱量從蓄冷裝置或發(fā)生器中移去的傳熱流體。

2.5  充冷期/循環(huán)  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(shè)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(zhuǎn)移熱量的傳熱流體。

2.8  放冷期/循環(huán)  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(shù)  fouling factor

    換熱器表面水側(cè)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(jī)  hermetic(sealed unit)compressor

    壓縮機(jī)裝配于密封的殼體內(nèi)，無軸伸出，使用制冷劑作為電機(jī)冷卻劑。

2.12  時間間隔  interval

    每個試驗讀數(shù)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(zhì)量的固體在其融化點轉(zhuǎn)變成液體時發(fā)生的焓值變化。

2.14  負(fù)荷強(qiáng)度  load intensity

    蓄冷裝置瞬時負(fù)荷與該設(shè)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(fā)生器產(chǎn)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(fā)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(huán)，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(jī)  open-type compressor

    具有伸出機(jī)殼的軸或者其他運動部件，并靠外部動力源驅(qū)動的一種制冷劑壓縮機(jī)。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(tǒng)工作循環(huán)，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(dāng)吸收或放出熱量時會發(fā)生物態(tài)變化的物質(zhì)。

2.22  公布的額定性能  publised ratings

    蓄冷設(shè)備公布的額定性能是規(guī)定負(fù)荷循環(huán)得到的由本標(biāo)準(zhǔn)表4所示的“供應(yīng)商說明的數(shù)

據(jù)——實例設(shè)計日”而進(jìn)一步采用的數(shù)據(jù)和方法。它們由制造廠選擇表、圖或計算機(jī)程序的形式來表示，可以適用于同一制造廠生產(chǎn)的具有相同公稱尺寸和型式(標(biāo)志)的設(shè)備。

2.22.1  標(biāo)準(zhǔn)額定性能  standard ratings

    在標(biāo)準(zhǔn)額定性能工況下進(jìn)行試驗為基礎(chǔ)的額定性能值。

2.22.2  設(shè)計額定性能  mapped ratings

設(shè)計額定性能是指在某些規(guī)定限制下的額定性能，這些限制是為沒有標(biāo)準(zhǔn)額定工況的產(chǎn)品提供的。它們是在產(chǎn)品制造廠確定的一系列運行工況下進(jìn)行試驗為基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)額定性能工況和設(shè)計額定性能工況)下進(jìn)行的試驗為基礎(chǔ)的額定性能值。

2.23  飽和蒸發(fā)溫度  saturated evaporator temperature

在蒸發(fā)器出口連接處的壓力下對應(yīng)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(dǎo)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(shè)備。它可以由一臺蓄冷設(shè)備組成或用多個機(jī)械制冷系統(tǒng)的部件組裝而成。

2.26  蓄冷設(shè)備  thermal storage equipment

任何一種蓄冷裝置和/或發(fā)生器，或兩者聯(lián)合的裝置，可以包括機(jī)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(fā)器，以及壓縮機(jī)、控制器、放熱裝置等的蓄冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷，它們作為蓄冷發(fā)生器的總體性能由制造廠標(biāo)定。

3  分類

3.1  顯熱蓄冷設(shè)備

冷卻用顯熱蓄冷設(shè)備一般采用水作為蓄冷介質(zhì)。在充冷期間，從蓄冷裝置出來的熱水，通過冷水機(jī)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(fù)荷處，產(chǎn)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(shè)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(jī)式或冰漿式，見表1。

表1  蓄冷設(shè)備的分類

分    類	型    式		蓄冷介質(zhì)	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(nèi)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(jī)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(gòu)成的蓄冷裝置。在充冷期間，蒸發(fā)的制冷劑或冷的載冷劑通過盤管/平板進(jìn)行循環(huán)，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(huán)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(jī)，它是將返回的熱水通過水箱并經(jīng)過換熱器外表面進(jìn)行循環(huán)。此時在換熱器外表面，返回的熱水被載冷劑或換熱器內(nèi)循環(huán)的制冷劑冷卻。

3.2.1.2  內(nèi)部融解  內(nèi)部融解時，通常返回的熱載冷劑是通過盤管/平板而循環(huán)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(shù)封裝有蓄冷介質(zhì)(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(gòu)成的蓄冷設(shè)備。在充冷期間，水或載冷劑是在低于蓄冷介質(zhì)的相變溫度下，通過箱/容器循環(huán)的，并使蓄冷介質(zhì)產(chǎn)生相變(凍結(jié))。在放冷(制冷)期間，返回的熱水或者載冷劑通過箱/容器循環(huán)，并且當(dāng)封裝的蓄冷介質(zhì)相變(融解)時袖冷卻。

3.2.3  制冰滑落式/冷水機(jī)式  預(yù)制的蓄冷設(shè)備一般包括一個或多個往復(fù)式或回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、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(fā)器與制冷劑相連接，而將流經(jīng)蒸發(fā)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(fā)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(huán)的，在箱內(nèi)它被冰融化而冷卻。某些制冰機(jī)也可以作為冷水機(jī)，在制冷期間將返回的熱水在進(jìn)入貯蓄箱之前經(jīng)過蒸發(fā)器循環(huán)，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(fā)生器循環(huán)而產(chǎn)生冰漿的蓄冷設(shè)備。在冰漿發(fā)生

器內(nèi)，蒸發(fā)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(nèi)產(chǎn)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(huán)的(直接地或經(jīng)由也許此時正在作為制冰機(jī)或冷水機(jī)運行的冰漿發(fā)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(biāo)準(zhǔn)的和設(shè)計的額定性能應(yīng)該按照本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、B、C和D規(guī)定的方

法、程序和儀器進(jìn)行試驗驗證。

4.2  允差

4.2.1  蓄冷裝置  公布的設(shè)計額定值，對于任何生產(chǎn)的蓄冷裝置，其根據(jù)試驗得到的凈蓄冷量應(yīng)該不低于100%的額定蓄冷量。

4.2.1.1  流體側(cè)壓降不得高于額定值+15%。

4.2.1.2  充冷循環(huán)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(guī)定充冷期間標(biāo)定方法所預(yù)測值的0.3℃

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

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

4.2.2  蓄冷發(fā)生器  公布的標(biāo)準(zhǔn)額定性能，對于任何的蓄冷發(fā)生器，其根據(jù)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(cè)壓降不要高于額定值的15%。同樣，平均滿負(fù)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(fā)溫度不得低于其平均額定值的0.3℃。

5  標(biāo)定要求

5.1  額定工況

    設(shè)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(shè)計額定性能和使用額定性能，還必須包括按本標(biāo)準(zhǔn)表4所確定的附加輸入功率額定值以及滿負(fù)荷循環(huán)性能數(shù)據(jù)。

5.1.1.1  標(biāo)定額定值  每種蓄冷裝置的設(shè)計額定性能必須限定在表2所規(guī)定的工況范圍內(nèi)。

表2  標(biāo)定額定工況的限定和試驗方法

5.1.1.2  附助設(shè)備輸入功率額定值  蓄冷裝置公布的附助設(shè)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(chǎn)生凈可用蓄冷容量的充冷循環(huán)和/或放冷循環(huán)過程中運行，包括由制造廠安裝的任何電機(jī)、電機(jī)起動器、變頻器和控制器。將循環(huán)的載冷劑泵流到蓄冷裝置外部的蓄冷系統(tǒng)負(fù)荷處所需的動力必須排除在外。

5.1.2  蓄冷發(fā)生器  蓄冷發(fā)生器(帶或者不帶組裝的機(jī)械制冷部件如放熱和/或壓縮設(shè)備)制造廠必須提供按表3規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)額定工況下運行時的標(biāo)準(zhǔn)凈制冰量額定值和輸入功率額定值。

5.1.2.1  發(fā)生器  應(yīng)該在表3對特殊型式設(shè)備所規(guī)定的人口流體溫度下標(biāo)定。入口流體的流

量必須由制造廠規(guī)定。

5.1.2.2  制冷劑側(cè)污垢系數(shù)  對于發(fā)生器，所有標(biāo)準(zhǔn)額定性能的制冷劑側(cè)污垢系數(shù)允差應(yīng)該是0.0000m²·℃/W。

表3  蓄冷發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)額定工況

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

5.1.2.4  分設(shè)的冷凝器  裝有壓縮設(shè)備但無冷凝器的發(fā)生器，對于HFC和HCFC制冷劑必須在40.6℃冷凝時標(biāo)定，而對于R717，必須在35.7℃冷凝時標(biāo)定。

5.1.2.5  水冷式冷凝器  裝有水冷式冷凝器的發(fā)生器必須在冷凝器入口水溫為29.4℃，進(jìn)入蒸發(fā)器水溫為6.7℃，壓縮機(jī)每千瓦能量的水流量為0.054L/s的條件下進(jìn)行標(biāo)定。水側(cè)污垢系數(shù)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(fā)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(jìn)行標(biāo)定。空氣側(cè)方面污垢允差必須是0.0000m²·℃/w。5.1.2.7  蒸發(fā)式冷凝器  裝有蒸發(fā)式冷凝器的發(fā)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(jìn)行標(biāo)定。空氣側(cè)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(fā)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(fā)生器所有部件所需的功率，這些部件包括壓縮機(jī)電機(jī)、油泵、制冷劑泵、電機(jī)起動器、變頻器和控制器。必須單獨表示出制造廠安裝在發(fā)生器上的放熱裝置中風(fēng)扇和泵的輸入功率額定性能，必須排除將循環(huán)的載冷劑或水泵送到蓄冷發(fā)生器外部的蓄冷系統(tǒng)負(fù)荷所需的功率。

5.2  使用額定性能

    使用額定性能是設(shè)計額定工況范圍之外或非標(biāo)準(zhǔn)額定工況的額定性能，可由制造廠決定，以便選擇設(shè)備。

5.3  特定工況

    制造廠預(yù)備的以滿足特定工作要求的額定性能，它應(yīng)當(dāng)包括本標(biāo)準(zhǔn)表4規(guī)定的完全充冷和放冷循環(huán)的性能數(shù)據(jù)。

6  公布的額定性能需要的最低限度的數(shù)據(jù)

6.1  公布的額定性能數(shù)據(jù)  (目錄中或計算機(jī)輸出的)公布的額定性能數(shù)據(jù)必須包括或能夠引出設(shè)備設(shè)計、每個這種設(shè)備的設(shè)計額定性能或標(biāo)準(zhǔn)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(huán)中使用的傳熱流體的類型。

6.1.1.4  本標(biāo)準(zhǔn)表4規(guī)定的滿負(fù)荷循環(huán)的性能數(shù)據(jù)。

6.1.1.5  初始充冷期，h和充冷循環(huán)過程傳熱流體最小進(jìn)口溫度，℃。

6.1.1.6  充冷和放冷循環(huán)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(shè)計工作壓力，kPa。

6.1.2  蓄冷發(fā)生器

6.1.2.1  制冷期內(nèi)發(fā)生器的凈制冰量，kW。

6.1.2.2  制冷期內(nèi)進(jìn)入發(fā)生器的傳熱流體的類型；溫度，℃和流量，L/s。

6.1.2.3  通過發(fā)生器的傳熱流體壓力降，kPa。

6.1.2.4  對于無壓縮設(shè)備的發(fā)生器，蒸發(fā)器制冷流量，kg/h；溫度，℃和壓力，kPa；還有制冷劑飽和蒸發(fā)溫度，℃。對于采冰機(jī)、壓縮設(shè)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(fā)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(fā)生器，要求的進(jìn)口水溫，℃；流量，L/s和水側(cè)壓力降，kPa。

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

6.1.2.8  對于裝有蒸發(fā)式冷凝器的發(fā)生器，要求的進(jìn)口空氣濕球溫度，℃。

6.1.2.9  充冷循環(huán)輸人功率，kW和有效標(biāo)定的額定電壓和頻率。

6.1.2.10  用于標(biāo)定的污垢系數(shù)允差，m²·℃/W。

7  標(biāo)記和銘牌數(shù)據(jù)

7.1  標(biāo)記和銘牌數(shù)據(jù)

    設(shè)備銘牌數(shù)據(jù)必須標(biāo)明：

7.1.1  負(fù)責(zé)性能標(biāo)定的制造廠和/或供應(yīng)商的名字。

7.1.2  設(shè)備的型號和唯一能證實產(chǎn)品的序列號。

7.1.3  裝置或機(jī)組中所含的附件、電機(jī)和控制器的電氣特性和功率消耗執(zhí)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。8  自愿遵守

8.1  遵守

    遵守本標(biāo)準(zhǔn)是自愿的，但不符合本標(biāo)準(zhǔn)全部要求的產(chǎn)品或設(shè)備，雖屬于本標(biāo)準(zhǔn)的“范圍”(見“1”)，亦不得宣稱或示意遵守本標(biāo)準(zhǔn)。

表4  供應(yīng)商說明的數(shù)據(jù)——實例設(shè)計日

凈可用蓄冷量___________kWh

 

表4（續(xù)）

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___________℃