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1、論冰蓄冷與水蓄冷 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高。中央空調(diào)的應(yīng)用越來越廣泛,其耗電量也越來越大,一些大中城市中央用電量已占其高峰用電量的20%以上,使得電力系統(tǒng)峰谷負荷差加大,電網(wǎng)負荷率下降,電網(wǎng)不得不實行拉閘限電,嚴重制約著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對人們正常的生活帶來不少影響。解決該問題的有效辦法之一是應(yīng)用于蓄冷技術(shù),將空調(diào)用電從白天高峰期轉(zhuǎn)移到夜間低谷期,均衡城市電網(wǎng)負荷,達到多峰填谷的目的,蓄冷技術(shù)的原理,簡而言之,是利用夜間電網(wǎng)多余的谷荷電力繼續(xù)運轉(zhuǎn)制冷機制冷,并以冰的形式儲存起來,在白天用電高峰時將冰融化提供空調(diào)服務(wù),從而避免中央空調(diào)爭用高
2、峰電力,最常用的蓄冷方式主要有兩大類:冰蓄冷和水蓄冷?! ∫弧⒈罾洹 ☆櫭剂x蓄冷介質(zhì)以冰為主,不同的制冰開式,構(gòu)成不同的蓄冷系統(tǒng)。蓄冷系統(tǒng)的思想通常有兩種,完全蓄冷與部分蓄冷。因為部分蓄冷方式可以削減空調(diào)制冷系統(tǒng)高峰耗電量,而且初投資夜間比較低所以目前采用較多,在確定部分負荷蓄冷系統(tǒng)的裝置容量時,一般有兩種情況, 1、空調(diào)系統(tǒng)夜間不運行,僅白天運行,或者夜間運行的空調(diào)負荷較小,在這種情況下,選擇制冷機的最佳平衡計算公式應(yīng)為 qc=Q/Qs=N2Cfqc, 式中qc:以空調(diào)工況為基點時的制冷機制冷量,kw,Qs:蓄冰槽容量,KWH; N1
3、:白天制冷主機在空調(diào)工況下的運行小時數(shù),由于白天制冷機不一空均為滿載運行,計算時該值可取n.N2:夜間制冷主機在蓄冷工況下的運行小時數(shù)。 Cf:冷水機組系數(shù),即冷水機組蓄冰工況制冷能力與空調(diào)工況制冷能力的比值,一般活塞式與離心式冷水機組約為,螺桿式冷水機組約為它取決于工況的溫度條件和機組型號?! 「鶕?jù)這個公式,我們結(jié)合具體的工程,就可得出應(yīng)配置的冷水機組的制冷能力與蓄冰槽容量?! ?、空調(diào)系統(tǒng)部分夜間運行,而且所需的冷負荷比較大。在這種情況下,我樣一般以夜間所需的冷負荷為依據(jù)。選擇基載主機。然后從總負荷中扣除基載主機所承擔(dān)的負荷,再按第一種情況合
4、理配制冷水機與蓄冰槽?! 《?、水蓄冷水蓄冷是利用3-7°C的低溫水進行蓄冷,可直接與常規(guī)系統(tǒng)區(qū)配,無需其它專門設(shè)備?! ∑鋬?yōu)點是:投資省,維修費用少,管理比較簡單。但由于水的蓄能密度低,只能儲存水的顯熱,故蓄水槽上地面積大。如若利用高層建筑內(nèi)的消防水池,在確定制冷機容量與蓄冷槽的容量時,可根據(jù)消防水池的容量來計算出蓄冷量,然后根據(jù)剩余負荷量來確定制冷機組的制冷量。最后校核一下冷水機組能否滿足夜間蓄冷的需要?! ∪F(xiàn)以某工程為例來對蓄冷系統(tǒng)和冰蓄冷系統(tǒng)做一經(jīng)濟比較分析 某高層建筑總建筑面積15000m2,空調(diào)面積1XXm2,建筑物總高度5
5、4M為高一類工程。其功能主要以辦公為主,空調(diào)運行時間為8:00-18:00,消防水池的有效容積為600m3. 設(shè)計日全日最高負荷為:1232KW;設(shè)計日全日總冷量9854kwH, 1、水蓄冷系統(tǒng): 因為常規(guī)頓漢布什螺桿機低溫保護溫度為4℃,我們設(shè)定水池取冷溫度為℃,回水溫度12℃,則總蓄冷量為4524,考慮到冷量損失,我們確定實際能夠利用的冷量為4060KW,其負擔(dān)的空調(diào)面積數(shù)為5000,制冷主機的容量為6844KW,蓄冷量占總冷量的比率為場4060/9854=41%,我們選用696KW立式螺桿機組一臺,滿足夜間蓄冷池的蓄冷要求。 因水池供
6、冷為開式系統(tǒng),為節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的運行費用,應(yīng)最大限度地降低蓄冷池供冷泵的揚程,我們在進行系統(tǒng)設(shè)計時,將整幢主樓分成高、低兩個區(qū),低區(qū)空調(diào)面積5000m2,采用蓄冷池供冷,為開式系統(tǒng),高區(qū)空調(diào)面積7000m2,采用制冷機組供冷,為閉式系統(tǒng)?! ?、冰蓄冷系統(tǒng) 我們采用部分蓄冷方式,根據(jù)公式qc=Q/得出qc=9854/=700kw 蓄冰槽容量:Qs=N2Cfqc=8××200=3920KwH 根據(jù)上式我們選用一臺700KW雙工況水冷螺桿機組,蓄冰槽的蓄冷量為3920kwH。 其冷凍站配置及概算如下: 注:造價僅供參考。 以上分析比較來看
7、,水蓄冷系統(tǒng)不僅從節(jié)能而且從節(jié)省初投資方面都具有很大的優(yōu)越性,它充分利用了建筑的消防水池,不再占用建筑面積,節(jié)省了機房面積,但我們不能因此而完全肯定水蓄冷,否定冰蓄冷,他們各用各自的適用范圍,下面我們來分析一下: 根據(jù)公式qc=Q/Qs=N2Cfqc 我們可得出蓄冷比率: η=Qs/Q=/Q=/[×/Q] =1/[1+) 對于一般的辦公建筑來說,N1、Cf、N2均為確定值,分別為,8,,則η=1=% 在這個比率下,制冷機與蓄冷槽容量配置為最佳,對冰蓄冷而言,因蓄冰槽可根據(jù)蓄冷量的大小來配置,不受任何限制,我們就可根據(jù)這一比率來確定蓄冷量
8、,從而配置出相應(yīng)的制冷機與蓄冰槽,但對水蓄冷而言,因為它利用的是消防水池,而建筑物消防水池的容積只與建筑物的性質(zhì)及使用功能