




开式蓄冷水罐的水质如何保障
众所周知,蓄冷罐根据项目的技术要求不一样,蓄冷罐可以分为闭式水蓄冷罐和开式水蓄冷罐。然而开式蓄冷罐的水质应该怎么保障呢。
①开式蓄冷罐虽然和空气直接接触,但是也只是通过一个透气口来与罐外的空气进行接触,所以接触的面积很小,罐内的冷冻水的含氧量变化会很小,再加上蓄冷罐水体量相比于原来空调系统的水量要多得多,所以只要保证初始补水的水质检验合格,以后的水质就更容易保持;
②即便担心开式蓄冷罐的水质问题,还能使用氮气密封系统,这种系统被广泛的应用于石化行业,用于隔离开罐内的冷冻水避免受到空气氧气的氧化作用,并且普遍的都是持压罐体,所以将它应用于微正压的蓄冷罐都是可行性的。
大温差水蓄冷与小温差水蓄冷充放冷的过程进行数值模拟研究,因此,所建模型将蓄冷罐的布水器简化成均匀流速的平面,并且蓄冷罐的外壁面按绝热层考虑。其中大温差蓄冷的供回水温度分别为7 ℃/18 ℃,小温差蓄冷的供回水温度分别为12 ℃/18 ℃。充、放冷过程15 min,罐体直径为5.12 m,蓄水高度为21 m,高径比为4.1,初始流速为0.021 m/s,设计的弗劳德数Fr为0.6,雷诺数Re为1 050,以上参数值均为实际工程设计值。
充冷时蓄冷罐内充满了18 ℃热水,7 ℃(或12 ℃)冷水从罐的下方流入,热水从罐的上方流出;放冷时蓄冷罐内充满了冷水,冷水从罐的下方流入,热水从罐的上方流出,2个过程都属于瞬态传热过程。
应用GAMBIT前处理软件建立物理模型并生成六面体非结构网格,应用Fluent软件对充、放冷过程进行模拟计算。通过截取所建模型的中心平面,监视蓄冷罐内部的流动状态与温度场分布,从而得到各时刻蓄冷罐内斜温层的变化情况。图1~4显示了不同蓄冷温差下,充、放冷过程斜温层的变化情况。
由于将蓄冷罐作为数据中心应急冷源,整个放冷过程时间较短,因此要求罐内的水流速度较快,导致斜温层相对较厚,蓄冷和取冷的效率较低。其中大温差(7 ℃/18 ℃)蓄冷的效率约为90.6%,小温差(12 ℃/18 ℃)蓄冷的效率约为88.2%,这是由于忽略了布水器的影响,导致模拟计算的蓄冷效率大于实际的运行效率。
从模拟结果可以看出,斜温层的存在一方面影响蓄冷效率,另一方面则有利于水蓄冷系统实现温度分层,使冷热水不至于混合。此外,蓄冷罐在充、放冷过程中,斜温层的厚度都逐渐增大,并且斜温层的波动也逐渐增强。这是由于在运行过程中,斜温层在时间上有一个积累,通过导热作用,同时降低热水温度和提高冷水温度。