冰蓄冷的选型
除了空调供冷外,全天的其余时间全部用于蓄冷,这样可使主机的容量减少至最小值。
蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节,在方案设计中一般先初步选择较典型的几个值(如30%等),经设备初选型,根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其它因素最后选定较佳的比例值。 蓄冰槽容量
Q′=n2*q*T2
板式换热器选型
F=Q/(K×Δtm)
公式中Q为总换热量;K为换热系数;Δtm 为对数平均温差; 冰蓄冷系统中,由于乙二醇价格较高,对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵,可以减少漏液或几乎不漏液。
水泵选型:根据流程,确定满足各种工况下的最大阻力和流量;为达到节能的目的,尽量选用多台泵。
该工程采用并联流程,初级泵流量=Q/C×Δt
扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门
扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门
水泵选型后,还需与自控专业配合,校核各工况下的流量和阻力分配,以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。 a〕采用主机上游的串联系统,主机上游回水先流经主机,使主机在较高的温度下运行,提高了压缩机的效率,使能耗降低。
b〕蓄冰装置发科(FAFCO)标准蓄冰槽。发科(FAFCO)标准蓄冰槽有以下优点∶在保证导热性能的同时,彻底杜绝腐蚀隐患,重量轻;采用不完全冻结式,可提供稳定的低温载冷剂,减小循环水泵的流量及相应管道的管径,降低初投资;外结冰,无内应力,使用寿命长;传热面积大,结冰融冰速率稳定;结冰厚度薄,制冷主机运行效率高。
c〕设计日联合供冷时,采用主机优先模式,主机一直满负荷运行,机组利用率高,主机和蓄冷盘管容量最小,投资最节省。
d〕所有水泵采用原装进口优质产品,变频运行。整个供冷期,大部分时间都为部分负荷,水泵通过无级调速.变频,节能效果明显。
冰蓄冷是一种利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量的空调。
技术简述
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冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量,它代表着当今世界中央空调的发展方向。
1.削峰填谷、平衡电力负荷。
2.改善发电机组效率、减少环境污染。
3.减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。
4.改善制冷机组运行效率。
5.蓄冷空调系统特别适合用于负荷比较集中、变化较大的场合加体育馆、影剧院、音乐厅等。
6.应用蓄冷空调技术,可扩大空调区域使用面积。
7.适合于应急设备所处的环境,计算机房、军事设施、电话机房和易燃易爆物品仓库等。
优势
(1)节省电费。
(2)节省电力设备费用与用电困扰。
(3)蓄冷空调效率高。
(4)节省冷水设备费用。
(5)节省空调箱倒设备费用。
(6)除湿效果良好。
(7)断电时利用一般功率发电机仍可保持室内空调运行。
(8)可快速达到冷却效果 。
(9)节省空调及电力设备的保养成本。
(10)降低噪乱冷水流量与循环风上减少,即水泵与空调机组运转振动及噪音降低。
(11)使用寿命长。
缺点
(1)对于冰蓄冷系统,其运行效率将降低。
(2)增加了蓄冷设备费用及其占用的空间。
(3)增加水管和风管的保温费用。
(4)冰蓄冷空调系统的制冷主机性能系数(COP)要下降。
运行策略
所谓运行策略是指蓄冷系统以设计循环周期(如设计日或周等)的负荷及其特点为基础,按电费结构等条件对系统以蓄冷容量、释冷供冷或以释冷连同制冷机组共同供冷作出最优的运行安排考虑。一般可归纳为全部蓄冷策略和部分蓄冷策略。
工作模式
蓄冷系统工作模式是指系统在充冷还是供冷,供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统需在规定的几种方式下运行,以满足供冷负荷的要求常用的工作模式有如下几种:
(1)机组制冰模式
(2)制冰同时供冷模式
(3)单制冷机供冷模式
(4)单融冰供冷模式
(5)制冷机与融冰同时供冷
供冷
在此工作模式下制冷机和蓄冰装置同时运行满足供冷需求。按部分蓄冷运行策略,在较热季节都需要采用这种工作模式,才能满足供冷要求。该工作模式又分成了两种情况,即机组优先和融冰优先。
机组优先
回流的热乙二醇溶液,先经制冷机预冷,而后流经蓄冰装置而被融冰冷却至设定温度。
融冰优先
从空调负荷端流回的热乙二醇溶液先经蓄冰装置冷却到某一中间温度,而后经制冷机冷却至设定温度。
产品分类
冰蓄冷空调制冰机组分出很多种类像冰球制冷、钢盘管内(外)融冰、冰浆、冰蕊等制冰方式
流程选择
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蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况,即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时,经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内,将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰,当蓄冰过程完成时,整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时,经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器,将乙二醇溶液温度降低,再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。
乙二醇溶液系统的流程有两种:并联流程和串联流程。
并联流程
这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置,当最大负荷时,可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。
串联流程
即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置,以一套循环泵维持系统内的流量与压力,供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控,也可实现各种工况的切换。
并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好,夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行,蓄冷时更节能,运行灵活。串联流程系统较简单,放冷恒定,适合于较小的工程和大温差供冷系统。
选型
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除了空调供冷外,全天的其余时间全部用于蓄冷,这样可使主机的容量减少至最小值。
蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节,在方案设计中一般先初步选择较典型的几个值(如30%等),经设备初选型,根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其它因素最后选定较佳的比例值。
蓄冰罐
蓄冰槽容量
Q′=n2*q*T2
板式换热器选型
F=Q/(K×Δtm)
公式中Q为总换热量;K为换热系数;Δtm 为对数平均温差;
水泵
冰蓄冷系统中,由于乙二醇价格较高,对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵,可以减少漏液或几乎不漏液。
水泵选型:根据流程,确定满足各种工况下的最大阻力和流量;为达到节能的目的,尽量选用多台泵。
该工程采用并联流程,初级泵流量=Q/C×Δt
扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门
扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门
水泵选型后,还需与自控专业配合,校核各工况下的流量和阻力分配,以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。
考虑因素
a〕采用主机上游的串联系统,主机上游回水先流经主机,使主机在较高的温度下运行,提高了压缩机的效率,使能耗降低。
b〕蓄冰装置发科(FAFCO)标准蓄冰槽。发科(FAFCO)标准蓄冰槽有以下优点∶在保证导热性能的同时,彻底杜绝腐蚀隐患,重量轻;采用不完全冻结式,可提供稳定的低温载冷剂,减小循环水泵的流量及相应管道的管径,降低初投资;外结冰,无内应力,使用寿命长;传热面积大,结冰融冰速率稳定;结冰厚度薄,制冷主机运行效率高。
c〕设计日联合供冷时,采用主机优先模式,主机一直满负荷运行,机组利用率高,主机和蓄冷盘管容量最小,投资最节省。
d〕所有水泵采用原装进口优质产品,变频运行。整个供冷期,大部分时间都为部分负荷,水泵通过无级调速.变频,节能效果明显。
系统指标
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蒸发温度
蓄冷空调系统特别是冰蓄冷式空调系统在蓄冷过程中,一般会造成制冷机组的蒸发温度的降低。理论上说蒸发温度每降低 l℃,制冷机组的平均耗电率增加 3%。因此在配置系统,选择蓄冷设备时应尽可能地提高制冷机组的蒸发温度。对于冰蓄冷系统,影响制冷机组的蒸发温度的主要因素是结冰厚度,制冰厚度越薄,蓄冷时所需制冷机组的蒸发温度较高,耗电量较少;但是制冰厚度太薄,则蓄冰设备盘管换热面积增加,槽体体积加大,因此一般应考虑经济厚度来控制制冷系统的蒸发温度。
蓄冷量
名义蓄冷量
名义蓄冷量是指由蓄冷设备生产厂商所定义的蓄冷设备的理论蓄冷量(一般比净可用蓄冷量大)。 净可利用蓄冷量是指在一给定的蓄冷和释冷循环过程中,蓄冷设备在等于或小于可用供冷温度时所能提供的最大实际蓄冷量。
可利用蓄冷量
净可利用蓄冷量占名义蓄冷量的百分比例值是衡量蓄冷设备的一个重要指标,此比例值越大,则蓄冷设备的使用率越高,当然此数值受蓄冷系统很多因素的影响,如蓄冷系统的配置,设备的进出口温度等。对于冰蓄冷系统此数值可近似为融冰率.
制/融冰率
制冰率(IPF)有两种定义,一是指对于冰蓄冷式系统中,当完成一个蓄冷循环时,蓄冰容器内水量中冰所占的比例.另一个是指蓄冰槽内制冰容积与蓄冰槽容积之比。而融冰率是指在完成一个融冰释冷循环后,蓄冰容器内融化的冰占总结冰量的百分比。制冰率与融冰率这两个概念是冰蓄冷式系统中评价蓄冰设备的两个非常重要数值 融冰率与系统的配置有关,对于串联式制冷机组下游的系统,蓄冷设备的融冰率较高;反之,则较低。而并联系统的融冰率界于两者之间。
特性
通常蓄冷系统的蓄冷温度取决于蓄冷速率和这一时间蓄冷槽体的状态特性,对于外融冰式系统是指内管壁的结冰量。对于蓄冷时间短的蓄冰系统,一般需要较高的蓄冷速率,即指较低的(平均)蓄冷温度蓄冷;反之,蓄冷速率慢,蓄冷温度较高。一般情况下蓄冷设备生产厂商都可以提供各种蓄冷速率下最低蓄冷温度值。 对于蓄冷设备如容器式、优态盐式,在蓄冷过程的初期会产生过冷现象,过冷现象仅发生在蓄冷设备已完成释冷,内无一点余冰时,其结果是降低了蓄冷开始阶段的换热速率。过冷现象可以通过添加起成核作用的试剂来削减其过冷度值。据国外资料介绍,某种专利成核剂可限制过冷度在-3℃~-2℃之间。
对于蓄冰式系统,在释冷循环过程中,若释冷温度保持不变,则释冷量会逐渐减少;或当释冷速率保持恒定时,释冷温度会逐渐上升。这对于完全冻结式,容器式蓄冷设备表现特别明显,这是由于盘管外和冰球内的冰在大部分是隔着一层水进行热交换融冰,同时换热面积是在动态变化;而对于制冰滑落式,冷媒盘管式蓄冷设备,温水与冰直接接触融冰,释冷温度相对保持稳定。
实际上,蓄冷设备很少保持释冷速率恒定不变,实际释冷速率取决于空调负荷曲线图,特别是最后几个小时的空调负荷值最为重要,这决定了释冷循最高释冷温度值。 因此,对于同种类型的蓄冷设备,哪一种在实际释冷速率条件下,保持恒定释冷温度的时间越长,哪一种设备的性能越好。
占用空间
蓄冷设备的占用空间是业主与设计者应重点考虑的项目,特别是高楼林立的都市地区,寸士即寸金,有时为增加停车位,而放弃采用蓄冷空调系统,因此蓄冷设备的单位可利用蓄冷量所占用体积或面积是衡量蓄冷设备的一项重要指标,应优先考虑占用空间少,布置位置灵活的蓄冷设备。
热损失
在设计蓄冷槽体时应注意:槽体必须有足够的强度克服水,冰水混合物或其它冷媒体的静压,槽体应作防腐防水处理,同时应防止水的蒸发。对于埋地式蓄冷槽,槽体还须承受泥土和地表水对槽体四周的压力。 蓄冷槽体一般每天有l—5%的能量损失,其数值大小取决于槽体的面积、传热系数和槽体内外温差。对于埋地式蓄冷槽设计时必须考虑其冷损失,通常换热系数取0.58~1.9W/ M2.K。槽体材料可选用钢结构、混凝土、玻璃钢或塑料。
安全性
蓄冷空调系统,主要应用于商用大楼,特别是都市人口稠密的地区,其系统首先应考虑安全性。 通常蓄冷设备的维修量很小,如内融冰式、容器式、优态盐式等.但对于冷媒盘管式系统,由于制冷剂在蓄冷设备内直接蒸发,蒸发面积很大,制冷剂需求量也很多,蓄冷设备的安全性与可靠性是十分重要的。而对于制冰滑落式,冰晶式蓄冷设备的机构维修问题应予以重视。
使用寿命
通常常规空调系统的使用寿命 15—25年,同样对于蓄冷设备的使用寿命也应加以限制,一般最少应有15年以上的使用寿命,以保证设备的可靠性。 例如,对于优态盐式系统,其使用寿命周期应在相变次数3000次以上仍保持系统原有的名义蓄冷量和净可利用蓄冷量。
经济性
蓄冷空调系统无论是采用部分蓄冷还是全部蓄冷,其初期投资通常均比常规空调系统高,这就要求设计者应正确掌握建筑物空调负荷的时间变化特性,确定合理的蓄冷设备及其系统配置,制定系统的运转策略,准确地作出经济分析,以便投资者可以在短时间里以节省电费的形式收回多出的投资.一般情况下,在一个已设计好的蓄冷系统中可以以单位可利用蓄冷量所需的费用来衡量蓄冷设备。另外,蓄冷系统的配置也影响蓄冷设备的大小。
10、关于冰蓄冷中载冷剂的选择;1)要求载冷剂在工作温度下处于液体状态,不发生相变。2)要求载冷剂的凝固温度至少比制冷剂的蒸发温度低4~8℃,标准蒸发温度比制冷系统所能达到的最高温度高。比热要大,在传递一定热量时,可使载冷剂的循环量小,使输送载冷剂的泵耗功减少,管道的耗材量减少,从而提高循环的经济性。另外当一定量的流体运载一定量的热量时,比热大能使传热温差减小。3)热导率要大,可增加传热效果,减少换热设备的传热面积。4)粘度要小,以减少流动阻力和输送泵功率。5)化学性能要求稳定。载冷剂在工作温度内不分解;不与空气中的氧化合,要求不腐蚀设备和管道。感谢东华大学环境与工程学院的各位老师提供资料。
发展状态
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在发达国家,60%以上的建筑物都已使用冰蓄冷技术。美国芝加哥一个城市区域供冷系统,600多万平方米的建筑共有4个冷站,城市集中供冷。其中芝加哥城市供冷三号冷站蓄冰量是12.5万冷吨时,电力负荷438兆瓦,每日制冰4700吨。从美、日、韩等国家应用的情况看,冰蓄冷技术在空调负荷集中、峰谷差大、建筑物相对聚集的地区或区域都可推广使用。目前我国每年新建建筑面积约20亿平方米,其中,城市新增住宅建筑和公共建筑约8亿~9亿平方米,为冰蓄冷技术的推广应用提供了巨大市场。我国每年公共建筑新增面积约3亿平方米,如30%的新建公共建筑采用冰蓄冷空调系统,全国每年可节电15亿千瓦时。
1、模块化设计
模块化设计,当万一有个别高灵蓄冰桶泄漏时,只需将该蓄冰桶关闭,其他蓄冰桶则可继续工作,不会影响整个系统运行。
2.对环境无污染,蓄冰桶内为乙二醇系统和冻结冰水系统,因其整体为封闭式结构,对环境无污染。
3.故障率低、使用寿命长,蓄冰桶内无运转部件,无内应力,故冰桶故障率低,设计使用寿命在20 年以上。
4.应用广泛,制冷主机可灵活选用活塞式、螺杆式、涡旋式,也可以使用三级离心式冷水机组。
5. 安装方式灵活、快捷,蓄冰桶在工厂内整体组装配管,发运至现场后作为成品只待就位。由于接管标准化,产品模块化、成品化,安装简单方便,现场无须制冷专业安装人员。
6. 对原有系统的改造扩建快捷、灵活,在扩建项目中,蓄冰桶模块化的设计能很方便地在原有系统上增加一个或者多个蓄冰桶,即可满足用户新的需求,实现用户中央空调系统的升级换代。在改造项目中,只需断开部分管路,就地改造原有的冷却盘管,便可使系统更新为蓄冰系统。
7. 单元体积小,可充分利用有效空间,蓄冰桶直径分别为2.3 米和1.8 米,根据蓄冷量不同,蓄冰桶高度分为各种规格,可充分利用建筑物内边角等废弃空间。蓄冰桶可根据空间的需要安装于室内、室外,甚至可以叠放,或埋在地下以节约空间;
8、灵活的设计使蓄冰空调系统均可达到五种运行模式:1.双工况主机制冰模式(夜间蓄冷)2.双工况主机制冰兼为未端供冷模式3.双工况主机单独供冷模式4.蓄冰桶融冰单独供冷模式
9、同普通的送风系统相比较,低温送风的好处包括减少初投资,养活耗电量和降低运行费用。采用名义温度7℃送风系统(6℃到8℃的范围)在具有蓄冰装置的应用中可以提供最大的好处。初投资的减少来自于空气处理机组、风管、水泵、管道和配电设备等规格的减少。有些建筑中,由于风管尺寸减小从而使要求的建筑层高减小,可以节约建造费用。例如,送风温度从136℃降到7℃。在送风和配水系统上的投资可减少14%—9%。将采用136℃送风温度的一般冷水机组与采76℃送风的蓄冰系统相比较时,净投资上的减少还包括在机组和蓄冰桶上的投资可减少5%-11%。
蓄冰系统与低温送风结合的系统在初投资上面是可以与常规空调系统相竞争的。在初投资相等的情况下。蓄冷系统具有常规系统无可匹敌的优点:它可以减小电力需求。对于冷水机组,风机和水泵的耗电量可减少50%甚至更多。增加高峰期以外的耗电千瓦小时数(KWH)而减少高峰期内的耗电量;至少可以减少用户的运行费用20%;它为用户提供了更加灵活的系统,包括将蓄存的制冷容量在短缺的时候提供给一些关键场合使用,并且它的维护要求也较低。一般来说,一天使用10—14小时的各种大楼,建议采用低温的送风系统和蓄冰系统。
10、蓄冰筒的材料技术要求
蓄冰筒外壳采用电冰箱外壳生产工艺,筒体由8MM工程材料制成;蓄冰筒保温材料由50毫米厚的聚氨酯发泡材料整体发泡而成,外壳用1.0毫米厚的防火防撞防潮铝合金保护板,整个蓄冰桶由聚氨酯发泡成为一个整体,具有强度高,保温性能好的特征;蓄冰筒的关键导热材料均系国外特殊定制进口,工厂化批量生产能保证每一个蓄冰筒性能完全一致;蓄冰筒采用逆流热交换器平均控制法,在结冰的过程中,水不会被冰包围,冰块可以自由滑动,因而避免产生应力或冻坏冰筒。
常用冷媒为乙二醇的水溶液。
工作原理
利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,以减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量。
流程
1、串联系统有机组位于蓄冰装置的上游和机组位于蓄冰装置的下游两种形式。 串联系统的制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置,以一套循环泵维持系统内的流量与压力,供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控,也可实现各种工况的切换。
2、并联系统有单(板式)换热器系统和双(板式)换热器系统。 并联系统的制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置,当最大负荷时,可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。
扩展资料:
冰蓄冷的特点
(1)转移制冷机组用电时间,起到转移电力高峰期用电负荷的作用。
(2)蓄冷空调系统的制冷设备容量和装设功率小于常规空调系统,一般可减少30%~50%。
(3)蓄冷空调系统的一次投资比常规空调系统要高。如果计入供电增容费及用电集资费等,有可能投资相对或增加不多。
(4)蓄冷空调系统的运行费用由于电力部门实行峰谷电价政策,比常规空调系统要低,分时电价差值愈大,得益愈多。
(5)蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行比例增大,状态稳定,提高设备利用率。
(6)蓄冷空调不一定节电,而是合理使用峰谷段的电能。
参考资料来源:百度百科-冰蓄冷
工程热力学 流体力学 传热学
夏季:将室内的热搬出室外
室内得热(热源)主要构成: 1.围护结构 2.灯光、用电设备及内部热源等 3.人体 4.物料(如食品) 5.渗透进入的空气 6.大面积的散湿(如游泳池水面)
室 外
热量
冬季:向室内补充热,主要弥补室内向室外散发的热
空调机(制冷)原理
空调(供热)原理
热源供热: 1. 煤,天然气、油燃烧 2. 电设备供热 3. 热泵供热(电)
热泵工作原理
中央空调系统的主要特点
1. 除分体空调外,其余空调形式都可称中
央空调系统
2. 空调主机(常设在机房内或室外,设备
用电功率大且集中)
3. 空调末端(常设在空调房间内或靠近空
调房间的机房中,用电负荷小且分散)
主要中央空调设备种类
主机类
冷源:
水冷冷水机组
直燃(溴化锂)机
热源:主要为锅炉
蒸汽锅炉、热水锅炉 燃煤、燃气、燃油
风冷热泵型冷(热)水机组
主要中央空调设备种类
为主机类配套通用设备
1. 冷却塔(圆形、矩形) 2. 水泵 3. 电动阀门 4. 板式换热器(水-水换热,非用电设备)
冷却塔
主要中央空调设备种类
末端类
组合式空调器
柜式空调器 (新风机组) 立式、卧式、吊装 VAV BOX (变风量末 端装置) 风机盘管
主要中央空调设备种类
近年来,新出现的设备 1.水环热泵机组(分体式、 整体式) 2.制冷剂变流量多联机 水环热泵机组(整体式)
多联机
空调系统的概念
大系统概念
以完成一个完整的热交换过程,将多个空调设备构成的一个独立
系统(如空调主机、水泵、冷却塔、空调末端等)
小系统概念
以一个换热器加一台或几台风机组成的一台设备再加风管、风口
串联而成一个末端空调系统,通常有系统编号(如K-n,KX-n)
中央空调系统的几种主要形式
1. 水冷冷水机组+空调末端
1.
电制冷冷水机组形式(包括冰蓄冷系统、地源热泵机组形式)
2.
直燃机机组形式
2. 风冷热泵冷(热)水机组+空调末端 3. 水环热泵系统 4. 多联机系统
空调形式分类
从冷热源布置方式看,
有集中和分散布置两种
集中布置都要求有独立的主机放置部位,主要有两 种形式,
1. 2.
水冷冷水机组+空调末端 风冷热泵形式(包括多联机)+空调末端
分散布置主要有:
1. 2.
水环热泵系统
分体空调
空调形式分类
从冷却方式看,
有水冷和风冷两种
水冷方式包含:
1.
2. 3.
电制冷冷水机组 直燃式燃气机组 水环热泵机组
1. 2. 3.
风冷方式
风冷热泵机组 多联机组
分体空调
空调形式分类
从冷热源输送形式看,
•以水作介质将冷热源输送至空调末端,
•直接将制冷剂输送至空调末端(多联机、分体 空调)
空调形式分类
从能源驱动方式看,
•制冷
•电 •直燃溴化锂机组 •蒸汽(热水)溴化锂机组
•供热
•电(电热、热泵) •燃气锅炉
1. 水冷冷水机组系统(电制冷)
这种形式是大型、超大型建筑常用形式
以水作冷热源传输介质,具有冷(热)输送距
离远的特点
如冬季要求有空调供暖,还需设锅炉房提供热
源
电制冷水冷冷水机组系统原理
水冷冷水机组系统
系统构成的主要设备:
机房部分(空调主机等主要设备)
冷源:冷水机组;冷却水泵,冷冻水泵,冷却塔。 冷水机组提供冷冻水(7/12℃)。 热源:锅炉,热水泵。锅炉提供热水(60/50℃)。
空调区域(空调末端主要设备)
全空气空调处理机组(包括新风机组), 风机盘管
水冷冷水机组系统
主机
低压启动
380V/3/50(150~850KW/台)
高压直接启动
3300V/6600V/10000V3/50 (1000KW/台 以上)
暖通设备选型样本中可查得
启动电流及运转电流值
控制柜
1.机组运行参数的显示、 参数重设定 2.机组故障自我保护功 能
启动柜
供电电缆接于此柜中, 大型机组时,独立设于主机 外
水冷冷水机组系统
水泵:
1. 冷却水泵,用电量由水专业提供。控制要求由暖通专 业确定
2. 空调水循环泵:因冬夏季水量差异,一般分冷水泵和
热水泵。因不同时使用的原因,电量总和统计时仅计 冷水泵。冰蓄冷系统中还增加有乙二醇循环泵
3. 大型系统,有分一次泵、二次泵。一次泵负担机房内
管路水循环;二次泵负担机房至空调末端的水循环。 4. 上述泵一般均布置在机房内
水冷冷水机组系统
冷却塔
冷却塔是空调系统中最终实现将室内热量搬出室
外的关键设备,一般放在室外通风良好的地方 工作原理:利用水的蒸发将热带入到大气中。冷 却塔用电设备:风机 风机作用就是强制加速水的蒸发
水冷冷水机组系统
系统特点
1. 机房内主机、水泵(包括室外冷却塔)用电量占整 个空调系统用电负荷的50~70%,而其余的空调 用电却分布在所有空调区域的空调末端设备上 2. 机房内设备起停控制、运行监测,一般都设专人值 守
3. 机房内水管布置众多,管径大,如供电由电缆托盘
引进,需注意工种间配合
水冷冷水机组系统
机房设备开启顺序:
冷却塔风机----冷却水泵----冷冻水泵----主机 多数情况下,上述设备与主机台数一一对应,但在近来, 出于节能需要,某些系统形式略有变化(如主机侧变流量
控制),不再要求主机与冷冻水泵的一一对应,但冷却泵、
冷却塔仍要求一一对应。暖通专业在采用这种系统形式时, 会在提电资料时特别说明
关机顺序:
主机----冷冻水泵----冷却水泵----冷却塔风机
如暖通设计者在各设备水路前加装有电动阀,则开机前需先开启
相应阀门,关机后需关闭该阀门
水冷水冷机组系统
机房设备开启顺序:
冷却塔风机----冷却水泵----冷冻水泵----主机
一般通用设备与主机台数一一对应,但在近来,出于节能需要,某 些系统形式略有变化(如主机侧变流量控制),不再要求主机与冷 冻水泵的一一对应,但冷却泵、冷却塔仍要求一一对应。暖通专业 在采用这种系统形式时,会在提电资料时特别说明
关机顺序:
主机----冷冻水泵----冷却水泵----冷却塔风机
如暖通设计在各设备水路前加装有电动阀,则开机前
需先开启相应设备前阀门,关机后需关闭该阀门
2. 风冷热泵系统
这类系统中小型各公共建筑、或小型住宅建筑(如别墅、
大户型单元住宅)常用空调形式
特点:
1.
因冷却要求,机组必须放置
通风良好的地方,通常都直
接放在室外,如屋顶等
2. 因采用热泵形式,不需另设热源 3. 主要在长江中下游地区(冬季气温多在0℃以上) 4. 因单台制冷量限制,一般不适宜用在大型、超大型建筑
风冷热泵系统原理图
风冷热泵系统
系统构成的主要设备:
主机端部分(空调主机等主要设备) 冷热源:冷水机组;空调循环水泵。 夏季提供冷冻水(7/12℃) 冬季提供热水(45/40℃)
空调区域(空调末端主要设备)
全空气空调处理机组(包括新风机组), 风机盘管
控制要求:
设备开启顺序:
风冷热泵系统
空调循环水泵----主机 水泵与主机台数一一对应,
关机顺序:
主机----空调循环水泵
机组均自带控制柜,供电直接进控制柜。外部仅设检修断电
开关即可。(电功率:5~150KW/台)
小型机组还自带循环水泵
机组开启后,仅定时有人观察机组运行,无需专人值守
冰蓄冷系统
系统特点:
主要利用夜间23:00~凌晨7:00用电低谷时间电价便宜,主机制冷
蓄冰,储存冷量,以待白天使用。目的是减少主机装机容量,减少
白天高峰高价用电,达到节约电费目的 常规冰蓄冷系统的主机装机容量较正常装机容量减少1/3。特殊场合
可减少一半以上(如体育馆)
适用场合:写字楼、商场、体育场馆等夜间11:00后不需供冷的建 筑;峰谷电价比至少要大于4以上的地方 缺点:蓄冰需较大空间;初投资高;
冰蓄冷系统原理图
冰蓄冷系统
系统构成的主要设备:
机房部分(空调主机等主要设备)
冷源:冷水机组;乙二醇循环泵;板式换热器;蓄冰槽;冷冻
水循环泵,冷却水泵,冷却塔。 乙二醇水温:蓄冰-6~-1.5 ℃;放冷:3~5 ℃
冷冻水温(7/12 ℃ )。
热源:锅炉,热水泵。锅炉提供热水(60/50℃)。 空调区域(空调末端主要设备) 全空气空调处理机组(包括新风机组), 风机盘管
冰蓄冷系统
在供电要求上
1. 本质上与水冷冷水机组系统形式相同 2. 多了乙二醇循环泵
3. 系统对自控要求高,
1. 2. 3.
需精确计算蓄冷量、放冷量,
为适应蓄冷、放冷转换要求,管路上装设有多个电动阀门
系统一天(24小时内)共有五种运行模式,需要根据多个 监测参数,进行运行模式转换
地源热泵系统
地源热泵系统近年来作为可再生能源利用名义,在某
些有条件实施的工程中采用。
地源热泵系统基本构成同电制冷水冷冷水机组形式。
冷却塔功能由地下水、地表水或土壤源换热器代替。
因采用了热泵技术,地源热泵机组可为空调末端设备
提供冷热水。
供电方式基本同水冷冷水机组模式
地源热泵系统原理图
系统基本构成同上,取消冷却塔。冷却塔由 地下水、地表水或土壤源换热器替换。热源 无锅炉,由地源热泵机组提供冷热水。
地源热泵系统
系统构成的主要设备:
主机端部分(空调主机等主要设备)
冷热源:冷水机组;空调循环水泵,冷却水循环泵(潜水泵)。
夏季提供冷冻水(7/12℃) 冬季提供热水(45/40℃)
空调区域(空调末端主要设备)
全空气空调处理机组(包括新风机组),
风机盘管
溴化锂吸收式制冷机组
直燃式燃气型溴化锂机组
蒸汽(热水)型溴化锂机组
特点是冷水机组用能由电改成了天然气或其它热源
(如蒸汽、热水等)。减少了空调主要用电设备用电。 溴化锂机组也有少量用电设备,如溶液泵、真空泵
系统其它部位设置完全相同
以上几种类型均属于冷热源集中布置形式。整个空调
系统的用电主要集中在主机房,或室外。
在空调区域的空调设备样式、布置方式完全相同,在
暖通专业中,这部分称作空调末端形式
冷热源部位均以水作介质输送至各空调末端使用
空调系统末端形式
1.
1.
全空气系统
柜式空调器(风柜),形式分立式、卧式; 小型的也可吊装(0.5~100KW/台)
2.
特点:空调冷(热)空气均通过风管经风口 送出。
3.
除新风机组外,还有大量回风回到机组, 与新风混合后重新处理送出
4.
除吊装外,均要求设机房放置
5.
优点:单台机组承担空调面积可大可小
最大可达几千平米
空调系统末端形式
2. 风机盘管+新风系统
1.
直接安装在空调区域,
开关可由用户自己完成。
2. 3. 4.
自带控制设备,就地可控制设备的开启、温度调节 一般单台机组负担空调区域不大于40m2 风机盘管单台电功率不大于200W,单相供电
5.
设备水管接管前装有一电动两通阀,阀开闭由风机盘管自
带温控器控制
6.
本身仅负责室内空气循环处理,需要另设新风供应系统
空调系统末端形式
3. 变风量系统(VAV-BOX)
1. 2.
VAV系统属近年来写字楼空调设计中空调末端应用形式 其实质是属于全空气系统中的一种应用
3.
4.
安装部位在空调送风主管与送风口之间
自带温控装置。根据所负担空调区域设定温度, 自动调节送风量,以达到控制室内温度目的
5.
6.
一台柜式空调器送风管上可带多个VAV BOX
每个BOX温控器均与柜式空调器控制器联动,以调节总送风量。柜式 空调器由变频控制调节风量
7.
复杂的BOX可自带小风机、加热盘管
水环热泵系统
水环热泵系统近年来在房地产商开发的商业、写字楼、甚至宾馆客房
项目中经常采用。
地源热泵系统基本原理同家用空调形式。差异是用冷却水冷却代替风
冷冷却
冷却水可以是冷却塔、地下水、地表水或土壤源换热器代替。因采用
了热泵技术,冬夏季皆可使用。
循环水温15~35℃。如夏季采用冷却塔冷却,冬季需另设热水锅炉补
充热量以维持循环水水温
供电方式冷却塔端同水冷冷水机组模式,末端同家用空调,主要用电
设备在空调房间。根据设备容量大小,供电有220/380V两种方式
水环热泵原理图
多联机系统
多联机系统近年来在中小型商业、写字楼、宾馆客房项目中经
常采用。
多联机系统基本原理同家用空调形式。通俗讲就是一拖多 多联机属风冷形式。因采用了热泵技术,冬夏季皆可使用。 主要特点是制冷剂管道直接送入空调房间末端。管道管径小,
布置较水管灵活。但管道布置长度、主机(室外机)与末端 (室内机)间高差有限制。一台主机所带末端数量有限制
供电方式同风冷冷水机组模式,主要用电设备在主机端,末端
同风机盘管空调形式
多联机末端形式种类多,与水系统末端产品样式有许多近似
多联机原理图
分体空调
分体空调机有家用和商用之分 家用和商用机区别在室外机与室内机间连接管道长度
和两者间安装高差以及单机制冷(热)量的大小
商用机供电方式多为380V,小容量主机也有220V供电 商用机室内机样式与多联机室内机样式一样,种类多 一般均是一台室外机带一台室内机,个别商用机可带
2台室内机
分体空调原理
空调水系统变频变流量技术
中央空调的冷负荷随环境温度和使用面积的变化而变化,定流量水系统的水系的水泵电机基本是满负荷运行,形成大流量小温差的现象,针对这种效率低,能耗大的情况,采用空调水系统变频器控制冷冻水泵电机运行,使冷冻水的流量与冷负荷成正比例的变化,收到良好的节能效果,经济效益显著。选用变频器时主要考虑到电机功率相匹配的容量,同时也要考虑可靠性高,操作简便,价格适宜等因素。变频器的发展大约经过30年的技术创新,已成为电机调速转动的主流,在各行业领域中发挥着重要的作用,而且随着变频器的全数字控制方式发展,其精度高,可靠性高,稳定性好,存储能力强,逻辑运算能力强等优势将更加突出,经济效益更加显著,应用范围更加广泛。
蓄冷蓄热、低温送风和大温差技术
空调蓄冷,利用分时电价的不同,贮存电网低谷时段的“便宜的能源”,在需要冷量的峰值时段,将贮存的冷量释放出来以满足空调负荷的要求。以蓄冷介质区分,有水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷三种方式。冰蓄冷的优势:①冷水机组容量降低38%;②空调设备功率减少27%;③年运行费用节省37.1万元。冰浆是含有悬浮冰粒子的固液两相溶液,也称流体冰,二元冰。其中冰粒子颗粒为毫米至厘米级别,通常为了降低凝固点加入醇类和盐类抑制剂。冰浆技术应用优势为:⑴、巨大的相变潜热,并可利用低温显热(冰的融解热335KJ/kg,水的比热容4.18KJ/kg.℃);⑵、较好的流动性,可泵送至任何地方;⑶、融冰释冷速度,热响应速度快;⑷、采用蓄冷策略,减少系统运行费用,增强供冷的可靠性。
自从改革开放到现在,我国的综合国力和人民的生活水平都有很大程度的提高,电力工业作为国民经济的基础产业之一,已取得长足的发展。冰蓄冷空调也是如此[12][13]。。我国近年来的总装机容量已达年增长1.5×107kW,1996年发电装机容量已居世界第二位[1]。再冷器剥离法利用冷凝器后较热的制冷剂将乙二醇溶液加热到0℃以上,通过泵1送入蓄冰槽后将冰融化并使之脱离。。但是,电力的增长仍然满足不了每年用电量5%~7%增长的要求,全国缺电的局面仍未得到根本的改变。1.2 再冷式蓄冰系统制冷循环分析 图2所示T-s图表示制冷系统的循环过程。。特别是近年来城市进程的不断发展,城市建筑能耗呈现加速增长的趋势,使得电力系统峰谷差急剧增加,电网负荷率明显下降。同时,冰蓄冷系统制冰充冷时由于蒸发温度比常规空调低8-10℃,冷机效率下降率达30%左右,是一种节费不节能的空调方式。。据统计,城市空调的用电负荷已占到城市高峰电力总负荷的40%以上,而空调的负荷特性与电力负荷特性基本相同,是造成电网峰谷荷差逐步加大的最主要原因。随着《中华人民共和国节约能源法》的公布施行,冰蓄冷系统节能问题受到更加广泛的重视。。为此许多地方电力公司纷纷推出了峰谷分时电价政策,特别制定了针对蓄能空调技术推广使用的各种优惠政策,由此为蓄能空调广泛推广带来了契机。
所谓冰蓄冷空调,即在夜间电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间),制冷主机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来,待白天电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间),再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要或生产工艺用冷的需求。小型家用中央冰蓄冷空调系统主要由三部分组成:(a)由压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤 器、电子膨胀阀和冰蓄冷罐组成的制冷蓄冰系统。。这样制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期,而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行,从而实现用电负荷的“移峰填谷”。摘要:介绍了再冷式冰蓄冷系统的运行原理,利用模拟计算的方法对影响再冷式冰蓄冷系统性能的因素进行了分析,分析结果表明该系统制冷机夜间运行的COP值比传统蓄冰系统高出约14%,可把夜间制冷机的蒸发温度提高2℃且不需要任何附加能量。蓄冰空调技术正是从电力用户着手,参与电力调峰, 平衡电网,充分利用谷期电力,将部分峰期电力需求转移到谷期,削减供电量,减少电力建设投资,保护大气环境。关键词: 相变材料 蓄冷 空调系统 1 前言 冰蓄冷系统具有技术成熟、性能稳定等优点,但需配置双工况机组,且多数系统要增加乙二醇溶液为载冷剂的中间换热装置,增加了系统的设计和控制难度。。利用冰蓄冷技术,还可转移50%[2]的高峰电力需求,对缓解高峰电力压力,提高能源使用效率和保护环境都将有巨大的社会经济意义。国外研究机构有:国际制冷学会冰浆研究会,丹麦国际冰浆研究中心,国际能源署。研究冰浆的学术机构:美国阿尔贡国家实验室,美国橡树岭国家实验室,加拿大多伦多大学应用科计大学,丹麦科技研究院,荷兰代夫特大学机械系,瑞典皇家技术学院,英国埃克塞特大学机械系,日本东京工业大学。
区域冷热电联供和分布式能源技术
区域供冷系统(DistrictCooling System,DCS),类似如北方的城市集中供热系统的,是在一定规模的区域内,由专门的制冷站集中制造冷冻水,通过冷冻水管网络向各用冷建筑物输送,从而提供制冷空调服务的系统[1, 2]。
区域供冷系统可视为大规模的中央空调系统,其用户可以包括公寓、写字楼、酒店、商场、机关、医院以及住宅。区域供冷系统适合应用在冷负荷密度高以及年冷负荷系数大的地方,如工业建筑群,人口稠密的城市商业区等。区域供冷系统由中心制冷站、冷冻水输配管网、冷用户三部分组成。中心制冷站通过各种方式生产冷冻水。其设备包括制冷机以及附属设备、蓄冷设备、热交换设备以及控制装置。冷冻水输配管网将中心制冷站生产的冷冻水输送至各用户。冷用户是需要制冷空调的建筑物,装有末端的冷热交换设备。区域供冷相对于传统的中央空调以及分体空调具有以下特点和优势:1).能源利用效率高。2).同时使用系数小,制冷主机装机容量小。 3).减少运行管理人员,提高维护质量。4).环保优势明显。5).有利于采用蓄冷技术。6). 建筑美观性和空间利用率的提高。
区域供冷与分布式冷热电联供系统的相互促进。上世纪70年代,在经历了两次石油危机后,从热电联产(Combined heating and power, CHP)开始发展起来的分布式能源系统在发达国家迅速增加,并向分布式冷热电联供系统方向发展。分布式冷热电联供系统(Distributed Energy System / Combined Cooling, Heating and Power,DES/CCHP)系统首先包含分散式电源(Decenturalized Electricity System)的内涵,即相对于大电厂+大电网而言的小而分散的电力生产,就地使用,从而减少电网输配系统的投资、电力输配损失,和管理费用;另方面是燃料发电后的余热以不同途径联产冷和热,同时供应用户,实现能源的高效和梯级利用。这也是引言中提到的第二代那样供应系统的精髓。国外的DES项目,在数量上,以1MW以下的小型为多;但从总装机容量上,少数10MW规模的大型DES占了总负荷的很大比例。调研表明,大型的DES,都是有集中供热供冷作为基础的。我国人口众多,城市人口居住十分密集。我国的北方和中部地区冬季气候寒冷,采暖时间根据纬度不同,3--6个月不等。在北方许多大中城市,集中供热系统近年来发展很快。因此,在我国的北方地区,有在集中供热的基础上发展大型的分布式热电联供系统的极好条件。显然,大型系统机组更大、效率更高,比小型系统更为经济。
而在我国冬暖夏热的南方地区,供冷时间长,全年需要供冷的时间为6-8个月,基本无采暖负荷;供热的概念,对于城市用能,主要指提供生活热水;(对于工业用能,还有工艺用蒸汽)。南方城市的中心区域,建筑物密集,而且不同类型的建筑物分布在同一个区域,特别适合采用区域供冷系统。在南方城市的中心区域建立分布式冷热电联供系统,以区域供冷的方式供应冷能,是在中国特有的人口、地域条件下,发展大型DES/CCHP的重要基础,不仅能发挥区域供冷与分布式冷热电联供系统各自的优势,而且将进一步提高能源的利用效率。
区域供冷系统具有能源利用效率高、环保、经济等优势。蓄冷技术+区域供冷还能对电网调峰。分布式冷热电联供系统实现了能源的梯级利用,具有节能、环保与可靠性高的优点。区域供冷与分布式冷热电联供系统结合后,不仅能发挥各自的优势,进一步提高能源利用效率,并且还能使分布式冷热电联供系统得到新的发展,其规模大大拓宽。在我国大型的分布式冷热电联供系统更经济。与区域供冷和集中供热系统相结合的大型分布式冷热电联供系统是解决目前我国能源形势严峻,天然气利用的快速发展以及新一轮的城市化高潮等问题的最佳方法,具有广阔的发展前景。
地源热泵等舒适节能空调技术
地源/水源热泵空调是以水为载体,通过地源热泵机组系统,冬季将地温热能(地下水或土壤热能)传递转移到需供暖的建筑物内部,夏季又可以将建筑物内热量,通过热泵机组系统,传递转移到地球浅部地层中去,它是充分利用了地下水或地下土壤常年温度保持恒定的特点,是环保、节能、“零”污染、“零”排放的一种空调设备。它具有如下特点:(1)节能30%~60%;(2)高效、环保;(3)冬、夏两用;(4)寿命高达二十五年;(5)降低投资风险,节省初投资。
桶式蓄冰特有的逆流换热器及平均控制法安全可靠
蓄冰桶利用其自身的特有技术,在结冰过程中水不会被冰包围,冰块可以自由滑动,因而避免产生应力或使冰桶损坏;
无转动部件,蓄冰桶内未冻结的水无须搅拌;
特有的换热器,使流体流动更均匀,结冰厚度一致。
换热面积大、结冰厚度薄、蓄融冰效率高
蓄冰桶是盘管换热器中单位蓄冷量换热面积最大的蓄冰设备;
蓄冰冰层薄,厚度仅为12mm,蓄冰时乙二醇温度无需很低。因此蓄冰桶可与蓄冰能耗低的三级高心冷水机组 相配合,蓄冷时冷机效率高,耗电量小,节能特性突出;
由于传热面积大,蓄冰速率稳定;融冰效率高;
可实现低温送风及大温差系统。 1. 制冰率高
由于融冰方式属于完全冻结内融冰方式,因为无须预留空间作为冷水通道,因此具有较高的制冰率。
2. 防腐防堵、耐久性强、可靠性高
换热器材质为改性导热塑料管,彻底防止内外腐蚀;
管径为16mm,与冷水机组管束接近,难以赌塞
蓄冰桶内无金属部件与水的接触,彻底防止氧化腐蚀。
3. 冷损失小
蓄冰桶采用整体发泡,保温性能好,是所有蓄冰装置中冷损失最少的;可置于室外等任何场所。
一、冰蓄冷
顾名思义蓄冷介质以冰为主,不同的制冰开式,构成不同的蓄冷系统。蓄冷系统的思想通常有两种,完全蓄冷与部分蓄冷。因为部分蓄冷方式可以削减空调制冷系统高峰耗电量,而且初夜间比较低所以目前采用较多,在确定部分负荷蓄冷系统的装置容量时,一般有两种情况,
1、空调系统夜间不运行,仅白天运行,或者夜间运行的空调负荷较小,在这种情况下,选择制冷机的最佳平衡计算公式应为
qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc,
式中qc:以空调工况为基点时的制冷机制冷量,kw,Qs:蓄冰槽容量,KWH;
N1:白天制冷主机在空调工况下的运行小时数,由于白天制冷机不一空均为满载运行,计算时该值可取(0.8-1.0)n. N2:夜间制冷主机在蓄冷工况下的运行小时数。
Cf:冷水机组系数,即冷水机组蓄冰工况制冷能力与空调工况制冷能力的比值,一般活塞式与离心式冷水机组约为0.65,螺杆式冷水机组约为0.7.它取决于工况的温度条件和机组型号。
根据这个公式,我们结合具体的工程,就可得出应配置的冷水机组的制冷能力与蓄冰槽容量。
2、空调系统部分夜间运行,而且所需的冷负荷比较大。在这种情况下,我样一般以夜间所需的冷负荷为依据。选择基载主机。然后从总负荷中扣除基载主机所承担的负荷,再按第一种情况合理配制冷水机与蓄冰槽。
二、水蓄冷水蓄冷是利用3-7°C的低温水进行蓄冷,可直接与常规系统区配,无需其它专门设备。
其优点是:省,维修费用少,管理比较简单。但由于水的蓄能密度低,只能储存水的显热,故蓄水槽上地面积大。如若利用高层建筑内的消防水池,在确定制冷机容量与蓄冷槽的容量时,可根据消防水池的容量来计算出蓄冷量,然后根据剩余负荷量来确定制冷机组的制冷量。最后校核一下冷水机组能否满足夜间蓄冷的需要。
三、现以某工程为例来对蓄冷系统和冰蓄冷系统做一经济比较分析
某高层建筑总建筑面积15000m2,空调面积12000m2,建筑物总高度54M为高一类工程。其功能主要以办公为主,空调运行时间为8:00-18:00,消防水池的有效容积为600m3.
设计日全日最高负荷为:1232KW;设计日全日总冷量9854kwH,
1、水蓄冷系统:
因为常规顿汉布什螺杆机低温保护温度为4℃,我们设定水池取冷温度为5.5℃,回水温度12℃,则总蓄冷量为4524,考虑到冷量损失,我们确定实际能够利用的冷量为4060KW,其负担的空调面积数为5000,制冷主机的容量为6844KW,蓄冷量占总冷量的比率为场4060/9854=41%,我们选用696KW立式螺杆机组一台,满足夜间蓄冷池的蓄冷要求。
因水池供冷为开式系统,为节省空调系统的运行费用,应最大限度地降低蓄冷池供冷泵的扬程,我们在进行系统设计时,将整幢主楼分成高、低两个区,低区空调面积5000m2,采用蓄冷池供冷,为开式系统,高区空调面积7000m2,采用制冷机组供冷,为闭式系统。
2、冰蓄冷系统
我们采用部分蓄冷方式,根据公式qc=Q/(N1+CfN2)得出qc=9854/(8.5+0.7×8)=700kw
蓄冰槽容量: Qs=N2Cfqc=8×0.7×200=3920KwH
根据上式我们选用一台700KW双工况水冷螺杆机组,蓄冰槽的蓄冷量为3920kwH。
其冷冻站配置及概算如下:
内容 规格 数量 单位 功率(KW) 价格 (万元) 合计
功率(KW) 总价(万元)
主机 24AUJ8H7 1 台 157 68 157 68
冷却塔 LBC-M-3-200 1 台 7.5 5.0 7.5 5.0
冷冻水泵 KQL125-160A 2 台 5 1.03 18.5 2.06
冷却水泵 KQL150-315 2 台 30.0 1.19 30.0 2.38
卤水泵 KQL125-160A 2 台 18.5 1.03 18.5 2.06
供热泵 KQL100-200A 2 台 18.5 1.06 18.5 2.12
板换 270m2 2 - 27.0 - 27.0 -
蓄冰槽 420型 3 台 - 17.0 - 51.0
电控
-
-
-
-
25.0
-
25.0
合计
-
-
-
-
231.5
-
182.0
注:造价仅供参考。
以上分析比较来看,水蓄冷系统不仅从节能而且从节省初方面都具有很大的优越性,它充分利用了建筑的消防水池,不再占用建筑面积,节省了机房面积,但我们不能因此而完全肯定水蓄冷,否定冰蓄冷,他们各用各自的适用范围,下面我们来分析一下:
根据公式qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc
我们可得出蓄冷比率:
η=Qs/Q=(N2Cfqc)/Q=(N2Cfqc)/[(N1+CfN2)×(N2Cfqc)/Q]
=1/[1+(N1/(CfN2))
对于一般的办公建筑来说,N1、Cf、N2均为确定值,分别为8.5,8,0.7,则η=1(1+8.5/0.7×8)=39.7%
在这个比率下,制冷机与蓄冷槽容量配置为最佳,对冰蓄冷而言,因蓄冰槽可根据蓄冷量的大小来配置,不受任何限制,我们就可根据这一比率来确定蓄冷量,从而配置出相应的制冷机与蓄冰槽,但对水蓄冷而言,因为它利用的是消防水池,而建筑物消防水池的容积只与建筑物的性质及使用功能有关,与建筑面积没有关系,那么在这一条件下限制下,对于空调面积只与建筑物的性质及使用功能有关,与建筑面积没有关系,那么在这一条件下,对空调面积较小的建筑物来说,水池所蓄存的冷量占全日总冷量的比率接近于39.7%,则我们建议采用冰蓄冷系统,对空调面积较小的建筑物来说,水池所蓄存的冷量占全日总冷量的比率接于39.7%,甚至高于39.7%,则我们应采用水蓄冷系统,同时,应与水系统的分区结合起来。
以上是作者的一点观点和看法,恳请同行给予指正。