大温差水蓄冷空调系统的模拟研究
大温差水蓄冷空调系统的
模拟研究
同济大学 于 航☆
(日本)久留米工业大学 崔 军
(日本)九州大学 渡边俊行
摘要 对水蓄冷系统的动态模拟计算及能耗分析的结果表明:大温差水蓄冷系统的冷水泵耗电量较一般温差水蓄冷系统可减少9%;大温差水蓄冷系统中空气源热泵的CO P值有所提高;与非蓄冷空调系统及一般温差水蓄冷系统相比,大温差水蓄冷运行费最少。
关键词 水蓄冷 大温差 动态模拟 能耗分析
Si m ul a ti o n of t h e c hill e d w a t e r st or a g e a ir
c o n diti o ni n g s yst e m wit h l a r g e t e m p e r a t ur e diff e r e n c e
By Y u H ang★,Cui Jun and Watanabe Toshiyuki
Ab s t r a c t Th e r e s ul t s of s imul a t i n g a n d e n e r g y a n a l ys i s of t h e c hill e d w a t e r s t o r a g e a i r
c on di t i oni n g s ys t e m wi t h l a r g e t e mp e r a t ur e dif f e r e n c e s how t h a t e l e c t ri c i t y c ons ump t i on of
c hill e
d w a t
e r p ump s i n t h e s ys t e m i s l e s s t h a n t h a t o
f c onve n t i on a l t e mp e r a t ur e dif f e r e n c e
s ys t e m by a b ou t9%a n d t h a t CO P va l ue of a i r s our c e h e a t p ump i n t h e s ys t e m i s i n c r e a s e d a n d t h a t t h e op e r a t i n g c os t s of t h e s ys t e m i s l e s s t h a n t h a t of a non2t h e rma l2s t o r a g e a i r
c on di t i oni n g s ys t e m o r a c hill e
d w a t
e r s t o r a g e s ys t e m wi t h no rma l t e mp e r a t ur e di
f f e r e n c e.
Ke yw o r d s c hill e d w a t e r s t o r a g e,l a r g e t e mp e r a t ur e dif f e r e n c e,d yn a mi c s imul a t i on,
e n e r g y a n a l ys i s
★Tongji University,Shanghai,China
①
本文以文献[1]中介绍的大温差水蓄冷空调系统的应用实例为参照,对大温差水蓄冷空调系统运行和能耗等方面进行了数值模拟,并与非蓄冷空调系统及一般温差水蓄冷空调系统进行了比较。
1 主要计算模型
1.1 水蓄冷槽计算模型
本文采用多槽连接完全混合型水蓄冷槽模型,如图1所示。第1槽为低温槽,第N槽为高温槽,假定各槽内水温均匀分布。为了保证换热器和制冷机的入口水温,在取用低温槽或高温槽的水时需与来自高温槽或低温槽的水适量混合。根据各槽的热量收支情况,建立关于各槽水温的微分方程组,并进行时间离散,计算各时刻的水槽温度。相邻水槽间水流动的方向随水蓄冷槽的使用方法不同而不同。如当G2>G22+(G1-G11)时,水从高温槽向低温槽流动;而当G2 1.2 板式换热器计算模型 图2是板式水—水换热器(以下简称换热器)的计算模型,为N流路2段式。水蓄冷槽侧和负荷侧的空调冷水逆向流过换热器,进行热量交换。假设任意时刻水蓄冷槽侧(低温侧)各流路的入口水温相同,并取各流路出口水温的算术平均值作为该侧的出口水温。负荷侧(高温侧)也作同样的 ? 6 1 ?技术交流园地 暖通空调HV&AC 2003年第33卷第4期 ①☆于航,女,1964年5月生,博士研究生,工学博士,副教 授 200092上海市四平路1239号同济大学机械学院 (021)65983605 E2mail:yhang@https://www.wendangku.net/doc/e46416648.html, 收稿日期:20020527 修回日期:20030605 G 相邻水槽间的水流量 G 1冷热源侧水流量G 2换热器侧水流量 G 11从低温槽到冷热源的水流量G 22从高温槽到换热器的水流量 T GI 冷热源入口水温T G O 冷热源出口水温 T EI 换热器入口水温 T E O 换热器 出口水温 T i 第i 槽的水温 V i 第i 槽的容量 图1 水蓄冷槽模型 T i 高温侧第i 流路的水温 t i 低温侧第i 流路的水温t i p 第i 块换热板的温度 图2 板式换热器模型 假设。根据换热板及其两侧冷水的微小体积的热 量收支情况,建立换热板温度和水温的微分方程组,通过时间和空间离散,计算任意时刻的换热板温度和水温。1.3 空调房间计算模型 将空调房间沿高度方向分成吊顶、室内和地板下3个部分,再分别划分其外区和内区,即对6个空间进行温湿度计算。空气温度和墙体表面温度采用逐次状态迁移法[2]计算,并假设同一空间的任意点在计算时刻的空气热量和水分收支都是一样的。1.4 冷却除湿盘管计算模型 冷却除湿盘管采用动态计算模型[3]模拟,其出口水温和空气温湿度根据入口水温、入口空气温度、入口空气绝对湿度、水流速、空气流速等确定。水侧和空气侧换热系数及物质移动系数为水流速、空气流速以及温度的函数。对每根盘管分别进行干湿状态判断。1.5 热源机器计算模型 冷热源机器假定为空气源热泵机组。参照日本建筑设备技术者协会空调系统模拟程序 HASP/ACSS/8502中的机器特性式[4]计算。 2 系统的动态模拟2.1 计算条件 计算对象为建筑面积15000m 2的办公楼,共11层,每层包括6个空调房间。每个空调房间的空调面积为234m 2。外窗面积21.6m 2(18m ×1.2m ),无外遮阳。气象条件采用日本空气调 和?卫生工学会的标准气象数据。其他基准计算条件见表1。 表1 基准计算条件 项 目 数 值 计算月份7～9 计算步长/s 10 蓄冷时段22:00～8:00空调时段8:00～18:00 室内温度/℃ 26标准层空调面积/m 21404层高/m 3.9吊顶高/m 2.8照明负荷/(W/m 2)20在室人数/(人/m 2)0.15机器发热量/(W/m 2)10新风量/(m 3/(人?h )) 20 为了进行比较,本文设计了3种系统方案:非蓄冷空调系统(方案1)、一般温差水蓄冷系统(方案2)和大温差水蓄冷系统(方案3)。方案1的制冷机以白天运行为主,方案2和方案3则以夜间用电低谷时段运行为主。方案2的蓄冷温差为5℃,方案3的蓄冷温差为10℃。换热器的水蓄冷槽侧入口及负荷侧出口水温设定见表2。采用PID 控制理论,并将空调室内温度、换热器的进出口水温、空气源热泵的进水温度等作为控制对象。 表2 换热器的温度设定 ℃ 方案2 方案3 水蓄冷槽侧入口 79负荷侧出口 8 10 2.2 计算结果 以大温差水蓄冷系统为例说明模拟计算的结果。8月8～9日的计算结果如图3所示。图3a 是根据计算用气象数据绘制的室外气象条件。从图3b 中可以看出,空调室内温度为26℃±0.5℃。换热器的蓄冷槽侧进水温度及空调负荷侧出水温度分别稳定在设定值9℃和10℃(见图3c )。从蓄冷槽内水温变化曲线(图3d )可以推断由掺混引起的热损失很少。2.3 系统能耗分析2.3.1 总能耗比较 各方案7～9月的总耗电量计算结果见表3。与非蓄冷空调系统(方案1)相比,两种水蓄冷系统的总耗电量均较多,方案2多耗电21%,方案3 ? 701? 暖通空调HV&AC 2003年第33卷第4期 技术交流园地 图中左半部分表示8月8日计算参数, 右半部分表示8月9日计算参数 图3 计算结果 多耗电15%。因此笔者认为水蓄冷系统总能量消耗相对较高。空气源热泵的进水温度为12℃,出水温度计算结果为7℃(见图3e)。图3f是水蓄冷槽的蓄冷率设定值和计算值。根据计算,蓄冷槽内最大蓄冷率约为85%。 表3 各方案计算结果 方 案 总耗电量 /(MWh) 高峰耗电量 /(kWh) CO P 水泵耗电量 /(MWh) 常规空调系统3682624 3.72 一般水蓄冷系统447682 4.1746.5 大温差水蓄冷系统424226 4.1941.2 2.3.2 高峰时段用电量比较 热源部分(空气源热泵+冷水一级泵①)的能量消耗在水蓄冷空调系统的总能量消耗中占有很大比例[1]。笔者计算了8月6～10日各方案在高峰时段内的用电量,并进行了比较(见表3)。日本的用电高峰时间段为13:00～16:00。计算表明,与非蓄冷空调系统(方案1)相比,一般温差水蓄冷空调系统(方案2)的耗电量约减少74%,大温差水蓄冷系统(方案3)的耗电量约减少91%。 ① 一级泵为设置在制冷机—水蓄冷槽环路中的冷水泵;二级泵为设置在水蓄冷槽—板式换热器环路中的冷水泵;三级泵为设置在板式换热器—空调负荷环路中的冷水泵。2.3.3 水泵耗电量比较 本文比较了一般温差水蓄冷系统(方案2)和大温差水蓄冷系统(方案3)的二、三级水泵耗电量。由于大温差水蓄冷系统的冷水环路水温差较大(8℃),与一般温差水蓄冷系统相比,因水流量较小,水泵动力得到一定程度的节省。根据计算,大温差水蓄冷系统的水泵总耗电量较一般温差水蓄冷系统减少了9%(见表3)。 2.3.4 性能系数(CO P)的比较 蓄冷空调的空气源热泵以夜间运行为主,室外空气温度较低,并且基本上处于满负荷运行状态,因而有利于提高CO P。非蓄冷空调系统的空气源热泵白天运行,并且需要根据空调负荷的变化调节其制冷量,使制冷机处于部分负荷运行状态,影响其CO P。各方案CO P计算结果见表3。蓄冷空调系统中的空气源热泵CO P分别提高了0.45(约12%)和0.47(约13%)。 2.3.5 运行费用比较 根据2.3.1节各方案总耗电量的计算结果,参照日本某电力会社的昼夜电力价格(表4),对各方案7～9月的运行电费进行了试算,结果为:非蓄冷空调系统(方案1)为621万日元,一般温差水蓄冷系统(方案2)为423万日元,大温差水蓄冷系统(方案3)为380万日元。较之非蓄冷空调系统,一般温差水蓄冷和大温差水蓄冷系统分别节省运行费198万日元(约32%)和241万日元(约39%)。 表4 日本某电力会社的昼夜电价 日元/(kWh)白天(8:00～22:00)16.90 夜间(22:00～8:00) 4.14 3 结语 a)大温差水蓄冷系统的二、三级冷水泵耗电量较一般温差水蓄冷系统可减少9%。 b)大温差水蓄冷系统的空气源热泵性能系数得到提高。 c)与非蓄冷空调系统及一般温差水蓄冷空调系统相比,大温差水蓄冷空调系统运行费用最少。 参考文献 1 于航,渡边俊行.大温差水蓄冷空调系统的工程应用实例.暖通空调,2002,32(3) 2 渡 俊行,尾崎明仁,浦野良美,他.离散时间系の壁体非定常佾热计算式について.日本建筑学仝计画系论文集,1988,391 3 崔军,渡 俊行, 有二,他.冷却除湿 の动特性に阌すゐ研究.空氘调和?卫生工学仝论文集,1994,56 4 日本建筑设备士协会.空调? ? 标准? }? ? HASP/ACSS/8502? 解说书. 1986 ? 8 1 ?技术交流园地 暖通空调HV&AC 2003年第33卷第4期 水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析 发表时间：2019-03-21T15:47:56.907Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：丁岳峰 [导读] 在白天用电高峰时释放该冷量提供空调服务，从而缓解空调高峰电力的矛盾。目前较为流行的蓄冷方式有二种，即水蓄冷、冰蓄冷。 中冶华天南京工程技术有限公司江苏南京 210000 引言 蓄冷技术，简而言之，是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并通过介质将冷量储存起来，在白天用电高峰时释放该冷量提供空调服务，从而缓解空调高峰电力的矛盾。目前较为流行的蓄冷方式有二种，即水蓄冷、冰蓄冷。 正文 随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的20%以上，使得电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，对人们正常的生活带来不少影响。解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术，将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期，均衡城市电网负荷，达到多峰填谷的目的，蓄冷技术的原理，简而言之，是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务，从而避免中央空调争用高峰电力，最常用的蓄冷方式主要有两大类：冰蓄冷和水蓄冷。 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，而且初投资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：投资省，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、冰蓄冷与水蓄冷的对比 水蓄冷系统不仅从节能而且从节省初投资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。 造价方面，同等蓄冷量的水蓄冷系统造价约为冰蓄冷的一半或更低。冰蓄冷需要的双工况制冷机组价格高，装机容量大，增加了配电装置的费用，且冰槽的价格高，使用有乙二醇数量多，价格贵，管路系统和控制系统均较复杂，因此总造价高。 蓄冷系统装机容量方面，水蓄冷的蒸发温度与常规空调相差不大，且可采取并联供冷等方式使装机容量减小。冰蓄冷工质的蒸发温度较低，制冷机组在蓄冰工况下的制冷能力系数Cf为0.6～0.65（制冰温度为-6℃时），其制冷能力比制冷机组在空调工况下低0.4～0.35。相同制冷量下，冰蓄冷的双工况制冷机组容量要大于常规空调工况机组。 移峰量上看在同等投入的情况下，水蓄冷系统一般设计为全削峰，节省电费大大多于冰蓄冷系统。冰蓄冷为降低造价，一般为1/2或1/3削峰，节省电费少于水蓄冷系统。 浅谈 流态冰蓄冷系统设计 （第三代） 目录 说明 (3) 产品特点 (3) 安装事项 (3) 项目经济性分析表 (4) 一、峰谷电价政策 (5) 1、国家电力现状及电力优惠政策 (5) 二、冰蓄冷空调系统简介 (5) 1、冰蓄冷空调原理 (5) 2、实施目的 (6) 3、直接接触式的主要特点 (6) 三、直接接触式设计方案 (6) 1、贵项目基本情况 (6) 2、建设冰蓄冷系统的可行性...................................................................................错误！未定义书签。 3、设计计算依据 (7) 4、冰蓄冷空调系统运行费用表 (8) 5、实施费用................................................................................................................错误！未定义书签。 1﹑冰蓄冷冷站增加设备及工程费用...................................................................错误！未定义书签。 6、结论 (15) 四、直接接触式控制以及主机群控系统 (16) 1、冰蓄冷控制系统 (16) 2、控制功能 (16) 3、主机群控系统 (17) 说明 通过“移峰填谷”，可使*******公司整个空调系统每年节省运行电费109.35万元。 不改动系统和空调主机，冰蓄冷与现有空调系统并联运行，安全可靠。 产品特点 冰蓄冷系统是通过制冰方式，以冰的相变潜热为主蓄存冷量的蓄冰系统，利用夜间电网低价电力运转制冷机制冷并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时（高峰电价约为低谷电价的3~5倍）将冰融化供冷，以达到降低运行费用的目的。我司自主研发的独特冰蓄冷技术，突破了传统冰蓄冷的概念，效益更高。 ⑴.自主设计定指标生产的高效二次蓄冰主机，蓄冰COP可达到10； ⑵.直接蒸发式的蓄冰方式，蒸发温度可控制在-1℃； ⑶.外融冰设计，采用冷水直灌，融冰效率极高。 安装事项 ⑴.安装过程简单快捷、占地面积小，可利用建筑物外绿化带面积等，蓄冰罐可以放置室外。 ⑵.不改动原有空调系统，安装过程基本不影响生产； ⑶.安装调试共需约4个星期。 冰蓄冷空调系统的优点和缺点： （1）优点： ①平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设，对国家而言，是节能的； 对于大城市的商业用电而言，均会出现用电的峰谷时段，在用电的峰段，常常会出现供电不足的状况，而在用电的谷段，又常常会出现电量过剩的状况，如果将低谷电的电能转化为冷能应用到峰值电时的空调系统中去，则可以缓解电网压力，平衡电网； 对国家电网而言，要满足用户1kwh的用电需求，必须要发电站发出超过1kwh 的电量便于抵消电在运输过程中的损耗，而用户对电的需求和利用程度在实际过程中却是不定的，是随机的，尤其是对建筑内的空调而言，其使用程度往往同当天的室外天气条件密切相关，不定性特点尤为突出，倘若国家电网发出的余电无法被用户使用，一来是对能源的浪费，二来对国家电网的安全也存在着隐患，于是，冰蓄冷技术在空调系统中的应用便大大地减缓和减少了以上问题； ②能使制冷主机的装机容量减少； 冰蓄冷空调系统按运行策略可分为两类，一类是全部蓄冷模式，另一类是部分蓄冷模式。对于第一类，通俗地说就是建筑的所有冷负荷（注：蓄冰装置是无法作为热源使用的）全由蓄冰装置承担，而制冷机组（通常是双工况制冷机组）只扮演为蓄冰装置充冷制冰的角色，在空调系统运行的时候，制冷机组处于停机状态，而蓄冰装置则全时段运行，为用户提供冷量。对于第二类，也是实际工程中常用的运行方式，即蓄冰装置只承担建筑冷负荷的一部分，而另一部分则由制冷机组（双工况）承担。因此，由上述可知，不论哪种运行方式，蓄冰装置总是要承担一部分冷负荷的，我们所说的减少了制冷主机的装机容量，实质上就是蓄冰装置承担了制冷机组本应该要承担的一部分负荷，这部分负荷值的大小也就是蓄冰装置的蓄冷量大小； ③目前各地供电部门对用电限制较严，征收的额外费用也名目繁多，建筑业主与用户的经济负担较重，还常常受到限电、拉闸停电种种束缚。若发展冰蓄冷空调技术，就能较好的缓解空调用电与城市用电供应能力的矛盾； ④由于采用了冰蓄冷与低温大温差供冷送风相结合的技术，在初投资费用方面，既可减少空调处理设备、输配设备的大小，输送管网的粗细，还可减少机房管井的占用面积，压低建筑层高，从而不但可节省空调的初投资费用，而且还可降低建筑造价；在运行费用方面，由于送风温度低，风机、水泵的输配功率大幅度降低，制冷空调系统的整体能效得到提高，再加上分时电价的优惠，从而使建筑业主与用户支付比常规空调更少的运行费用； ⑤由于采用了低温大温差供冷送风，使空调处理与输送过程均在较低温度下进行，有利于抑止细菌、病菌的繁殖；较低的室内温度，可进一步改善室内空气品质与热舒适水平。 （2）缺点： 第一章工程概况简述 1.工程概况及主要工程内容 工程概况：本项目位于广东省清远市清新区太平镇万邦鞋业办公大厦,总建筑面积约：15000m2，空调面积：10000m2,建筑总高15m，其中楼层主要为研发室，办公室、制模室、空调设备房等等。 本项目主要工程内容为：中央空调机房冷源系统，冷冻水管立管、每楼层预留水管到管井口、蓄水槽防水、保温及布水工程等。 2.设计概况 本次设计采用大温差水蓄冷中央空调系统，夏季设计日总尖峰冷负荷为875KW。 冷源配置：整体规划主机选用1台250RT螺杆机及1台114RT螺杆式,该设备为甲方提供.主机夜间水蓄冷，即夜间为蓄冷工况：供回水温度为 4.5℃/12.5℃，白天为空调工况：供回水温度为7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37℃。两台主机在夜间可同时蓄冷或单独蓄冷,把一个蓄冷水池蓄满为止. 本项目一个蓄冷水池的总容积 800m3，按容积利用率0.95计算，蓄冷水池的可利用容积大于760m3。 本项目蓄冷工况运行时，水池进/出水温度为 4.5/12.5 ℃；放冷工况运行时，水池进/出水温度为12.5/4.5 ℃，均采用8 ℃温差。 考虑到水池中冷热水间的热传导和斜温层等因素影响，蓄冷水池的完善度一般取0.90～0.95；考虑到保温层传热的影响，冷损失附加率一般取1.01～1.02。因此，本项目实际蓄冷量约为3200kWh（即915RT）。 第二章制冷系统技术方案 1.设计依据 本方案设计依据如下： 业主提供的设计资料 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50019-2003) 《蓄冷空调工程技术规程》 (JGJ 158-2008) 《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50242002) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调?动力》（2003版） 《全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水》（2003版） 《蓄冷空调工程实用新技术》方贵银教授编著 2.负荷计算 水蓄冷空调系统的负荷计算采用国家现行《采暖通风与空气调节规范》（GB50019-2003）的有关规定，求得蓄冷—放冷周期内逐时负荷和总负荷，并绘制出负荷曲线图，作为确定系统形式、运行策略和设备容量的依据。采用系数法对逐时冷负荷进行估算。其中设计日各时段冷负荷值如下表：一期设计日尖峰冷负荷为1156RT，采用逐时负荷系数法，设计日逐时冷负荷分布如下： 表设计日各时段负荷值情况 水蓄冷系统自然分层储水池布水系统设计 一、工程概况 本工程位于四川省成都市的一套错峰运行热回收空调系统，蓄水池采用的是现浇钢筋混凝土水池，形状为方形。 二、蓄冷形式的选择 考虑经济适用性能以及建造施工难度，本蓄冷系统采用自然分层水蓄冷形式。 三、蓄冷池布水系统的设置 自然分层系统主要是利用冷热水密度的不同，使温度低的冷水向下运动，温度高的热水向上运动，从而实现冷热水的分层。从热力学原理我们可以知道，两个温度不同的物体放在一起它们之间会有热传递，我们的蓄冷池水层也一样，会在冷热水层中间形成一个温度过度层，我们叫它斜温层，这个斜温层一方面会把我们的冷水冷量传递给热水（由于传递速率不大，冷量流失不多），另一方面又能起到一个冷热区域隔离的作用，因此蓄冷效果的好坏直接受到斜温层的影响，斜温层越稳定，那么我们的冷热区域热量混合就越少，所以自然分层蓄水池的关键是在冷热水层间建立稳定的斜温层。 1、布水管路系统的形式选择 本工程的储水池为方形，根据国内外实际运行经验，选择H型布管形式更加有效，因此我方对本工程也采用H型的布管形式，如下图所示： 布水器分为上下两层，上部为热水的进出口，下部为冷水的进出口，为了防止有压水扰动斜温层，冷水布水器的出水孔设置在管道的下部，热水布水器的出水孔设置在管道的上部，出水孔的宽度一般控制在管道圆周的90°—120°范围内，如下图所示： 冷水出水孔热水出水口 2、布水器的设计计算 由于蓄冷系统的冷热水温度相差不大，通常小于20℃，所以水的密度差不大，形成的斜温层不是很稳定，因此要求布水器出口的水流速度足够小，以免造成对斜温层的扰动破坏，那么我们就需要一个适当的Fr 数以及Re 数，来保证斜温层的稳定，根据国内外经验，要保证维持稳定的斜温层，Fr ≤2,Re=(240—280)，具体的计算式及各参数的含义如下： Fr=[]2/)21(g /ρρρ-h L Q 其中Q 为进口最大流量，m 3/h ，g 为重力加速度，9.8m/s2，h 为最小进水口高度，m ρ1为进口水密度，Kg/m 3， ρ2为储水池内水密度，Kg/m 3，L 为布水器的有效长度，m 。 Re=q/v2 其中q 为布水器单位长度的流量，m 3/s;v 为进口水的运行粘度，㎡/s 。 根据我们的需求运行工况，把数据带入以上两式，就可以求出相应的布水管在水池的最小高度h ，以及布水管单位长度上的出水孔个数及出水孔的大小孔径。 3、布水器管径配置计算 根据主机的额定供水量控制水流速度在1.2m/s 查设计手册求出管径。 4、水泵及水—水板式换热器的选择 根据流量及流速控制扬程，进行水泵的选型，板换根据负荷量进行选择。 5、管网的布置根据现场实际情况根据建筑给排水施工图集综合考虑。 第一章工程概况简述 1. 工程概况及主要工程内容 工程概况：本项目位于广东省清远市清新区太平镇万邦鞋业办公大厦, 总建筑面积约：15000m2空调面积：10000m2建筑总高15m其中楼层主要为研发室，办公室、制模室、空调设备房等等。 本项目主要工程内容为：中央空调机房冷源系统，冷冻水管立管、每楼层预留水管到管井口、蓄水槽防水、保温及布水工程等。 2. 设计概况 本次设计采用大温差水蓄冷中央空调系统，夏季设计日总尖峰冷负荷为 875KW。 冷源配置：整体规划主机选用1台250RT螺杆机及1台114RT螺杆式，该设备为甲方提供?主机夜间水蓄冷，即夜间为蓄冷工况：供回水温度为 4.5 C /12.5 C,白天为空调工况：供回水温度为7C/12 C,冷却水供回水温度为32C /37C。两台主机在夜间可同时蓄冷或单独蓄冷，把一个蓄冷水池蓄满为止. 本项目一个蓄冷水池的总容积800 m3，按容积利用率0.95计算，蓄冷水池的可利用容积大于760m3。 本项目蓄冷工况运行时，水池进/出水温度为4.5/12.5 C；放冷工况运行时，水池进/出水温度为12.5/4.5 C,均采用8 C温差。 考虑到水池中冷热水间的热传导和斜温层等因素影响，蓄冷水池的完善度一般取0.90?0.95 ;考虑到保温层传热的影响，冷损失附加率一般取1.01?1.02。因此，本项目实际蓄冷量约为3200kWh （即915RT）。 第二章制冷系统技术方案 1.设计依据 本方案设计依据如下： 业主提供的设计资料 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《蓄冷空调工程技术规程》(JGJ 158-2008) 《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50242002) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《全国民用建筑工程设计技术措施一一暖通空调？动力(>2003版) 《全国民用建筑工程设计技术措施一一给水排水》(2003版) 《蓄冷空调工程实用新技术》方贵银教授编著 2.负荷计算 水蓄冷空调系统的负荷计算采用国家现行《采暖通风与空气调节规范》(GB50019-2003的有关规定，求得蓄冷一放冷周期内逐时负荷和总负荷，并绘制出负荷曲线图，作为确定系统形式、运行策略和设备容量的依据。采用系数法对逐时冷负荷进行估算。其中设计日各时段冷负荷值如下表： 一期设计日尖峰冷负荷为1156RT采用逐时负荷系数法，设计日逐时冷负荷分布如下： 水蓄冷和冰蓄冷选型参考 来源:本站原创时间:2010-6-12 点击数: 826 随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的20%以上，使得电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，对人们正常的生活带来不少影响。解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术，将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期，均衡城市电网负荷，达到多峰填谷的目的，蓄冷技术的原理，简而言之，是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务，从而避免中央空调争用高峰电力，最常用的蓄冷方式主要有两大类：冰蓄冷和水蓄冷。 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，而且初投资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 东华大学环境学院冰蓄冷设计 姓名：何燕娜 班级：建筑1202 学号： 121430205 2014年12月 1.1 项目概述 本项目为浙江某办公楼建设项目的双工况冰蓄冷系统应用。 1.2 冰蓄冷系统在本项目中的应用 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。 本文就对冰蓄冷系统设计进行详细阐述，并和传统的风冷系统进行初投资和运行成本的综合比较。 1.3 冰蓄冷系统的工作模式 冰蓄冷系统的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。蓄冷系统需要在几种规定的方式下运行，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 在此种工作模式下，通过浓度为25%的乙二醇溶液的循环，在蓄冰装置中制冰。此间，制冷机的工作状况受到监控，当离开制冷机的乙二醇溶液达到最低出口温度时制冷机关闭。此种工作模式的示意图如图1-2所示。 图1-2 机组制冰工作模式示意图 （2）制冰同时供冷模式 当制冰期间存在冷负荷时，用于制冷的一部分低温乙二醇溶液被分送至冷负荷以满足供冷需要，乙二醇溶液分送量取决于空调水回路的设定温度。一般情况下，这部分的供冷负荷不宜过大，因为这部分冷负荷的制冷量是制冷机组在制冰工况下运行提供的。蓄冷时供冷在能耗及制冷机组容量上是不经济合理的，因此，只要此冷负荷有合适的制冷机组可选用，就应设置基载制冷机组专供这部分冷负荷，该工作模式示意图如图1-3所示。 图1-3 制冰同时供冷模式示意图 （3）单制冷机供冷模式： 在此种工作模式下，制冷机满足空调全部冷负荷需求。出口处的乙二醇溶液不再经过蓄冰装置，而直接流至负荷端设定温度有机组维持。该工作模式示意图如图1-4所示。 （1）一、空调蓄冰 电能难于储存，单靠供电机构本身的设备难以达到"削峰填谷"的目标，无法尽 量在电力低谷期间使用电力；当然，有些电力公司由于电网调峰能力不足，建 设抽水蓄能电站进行调峰，但其初投资高、运行费用大，难以推广。因此，大 多数国家的供电机构都采用各种行政和经济手段，迫使用户各自将用电高峰削平，并尽量将用电时间转移到夜间，蓄冷系统就是在这种情况下发展起来的。 蓄冷系统就是在不需冷量或需冷量少的时间（如夜间），利用制冷设备将 蓄冷介质中的热量移出，进行蓄冷，然后将此冷量用在空调用冷或工艺用冷高 峰期。蓄冷介质可以是水、冰或共晶盐。因此，蓄冷系统的特点是：转移制冷 设备的运行时间；这样，一方面可以利用夜间的廉价电，另一方面也就减少了 白天的峰值电负荷，达到电力移峰填谷的目的。 空调系统是现代公用建筑与商业用房不可缺少的设施，其耗电量很大，而且 基本处于电负荷峰值期。例如，饭店和办公楼每平米建筑面积的空调峰值耗电 量约40～60瓦；以北京为例，目前，公用与商用建筑的空调用电负荷约为60 万千瓦，约为高峰电负荷的16%，因此，空调负荷具有很大的削峰填谷潜力。二、全负荷蓄冷与部分负荷蓄冷 除某些工业空调系统以外，商用建筑空调和一般工业建筑用空调均非全日空调，通常空调系统每天只需运行10～14小时，而且几乎均在非满负荷下工作。图1-1中的A部分为某建筑典型设计日空调冷负荷图。如果不采用蓄冷，制冷 机组的制冷量应满足瞬时最大负荷的需要，即qmax 为应选制冷机组的容量。 蓄冷系统的设计思想通常有二种，即：全负荷蓄冷和部分负荷蓄冷。 1. 全负荷蓄冷 全负荷蓄冷或称负荷转移，其策略是将电高峰期的冷负荷全部转移到电力 低谷期。如图1-1，全天所需冷量A均由用电低谷或平峰时间所蓄存的冷量供给；即蓄冷量B+C等于A，在用电高峰时间制冷机不运行。这样，全负荷蓄冷 系统需设置较大的制冷机和蓄冷装置。虽然，运行费用低，但设备投资高、蓄 1、水蓄冷空调原理 水蓄冷技术是将夜间电网多余的谷段电力与水的显热相结合来蓄冷，并在白天用电高峰时段使用蓄藏的低温冷冻水提供空调用冷。即空调主机晚上谷段电价制冷通过蓄冷槽蓄冷，高峰电价时段空调主机尽量不开机，为电网“移峰填谷”而节约电费支出。 2、实施目的 通过实施水蓄冷空调工程，取得国家电力部门的相关优惠电价政策（见下表），在实际的“谷制峰用”中，节约大量的空调电费，降低贵公司的运行成本。 大工业用电峰谷电价表 从2005年6月1日抄见电量起执行 二、电力优惠政策 针对广东省目前电力供求紧张的形势，为充分运用电价政策引导电力用户移峰填谷，缓解电力供求矛盾，根据国家有关电价政策，结合我省实际，施行了分时段的电价，常规空调其电价为：高峰段1.0189元/度，平段0.6526元/度，谷段0.3368元/度。 3、水蓄冷中央空调的优点 采用蓄冷空调系统后，可以将原常规系统中设计运行8小时或10小时的制冷机组压缩容量35-45%，在电网后半夜低谷时间（低电价）开机，将冷量以冷冻水的方式蓄存起来，在电网高峰用电（高价电）时间内，制冷机组停机或者满足部分空调负荷，其余部分用蓄存的冷量来满足，从而达到"削峰填谷"，均衡用电及降低电力设备容量的目的。水蓄冷空调具有以下优点： A、节省新装用户的空调系统初投资 （1）节省空调制冷系统投资 制冷系统（包括冷却塔等辅机）的容量按日平均负荷选择即可，无需再按冷耗峰值配制。用于宾馆、公寓，机电设施容量减少20-30%，用于办公楼、大厦及单班制企业，减少50-60%。所节省的基建投资及电力增容费，足以补偿蓄冷设施之所需并有较大结余。（湖北省中医 医院采取3台1300KW冷水机组满足住院4.3万平米的 面积，比原设计减少一台1300KW冷水机组 （2）节省电力投资 设备容量减少，所需输电和变电设备的容量也相应减少，电力报装费用及电力设备投资降低。 实现“小马拉大车”，在扩建面积不大的建筑中，可不增设主机，仅增设空调末段设备，即可保证新建建筑的空调功能和要求。 B、节省空调系统运行电费 （1）我国现已实行峰谷用电分时计费，高峰时段与下半夜电价比为3-5∶1（湖北峰谷差为3.75∶1,签定协议后，电力公司与用户方签署备忘录保证优惠电价和优先供电），谷制峰用，充分利用夜间低谷电，节省大量运行电费（湖北武汉市中商广场一年可节约空调运行费用70万元）。 C、节省空调系统运行电量 （1）夜间气温较低，制冷单耗随之下降6-8% 冰蓄冷系统的设计与施工 一、工程概述 XXXX位于XX东侧，建设单位是XXX房地产开发有限公司。该建筑物功能类型为办公，酒店，银行办公的综合大厦，总建筑面积11.6万平方米。是全 国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由XXXX安装工程有限公司第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水，冷冻站在地下3层;机房建筑 面积1200m2蓄冰槽520m2）。冷冻站采用蓄冰空调系统，充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量，补充在电力高峰期的空调冷负荷需要，节约系统运行成本。 二、设备配置 （一）冷源 1. 双工况螺 杆式冷水机组3台（YSFAFAS55CNE约克（合资） 2.基载 离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE勺克（合资） （二）冷却塔：大连斯频得 冷却塔共计5台，CTA-600UFW两台，CTA-450UFW三台。 （三）板式换热器：丹麦APV 板式换热器共计3台，选用APV板式换热器J185-MGS16/16 （四）蓄冰槽（现场加工） 蓄冰槽共有六台，最大蓄冰量31787.2KW（9040RT。（见表1） （五）乙二醇循环水泵：德国KSB 乙二醇循环水泵共计4台，其中1台备用，并配4台变频器。 （六）冷却水循环泵：德国KSB 冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，其中1台备用 三、运行策略： （一）负荷说明 根据建筑使用情况及初步设计估算结果，整幢大楼的尖峰冷负荷为 11428KW（3250RT。由于气温变化，空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化，根据负荷分布情况，出100獗荷情况逐时空调负荷:（见表2） 蓄冰的模式可采用全部（全量）蓄冰模式或部分（分量）蓄冰模式。本工程采用部分蓄冰模式。 根据采暖通风专业提供的建筑物设计日100%负荷如下：最大小时冷负 荷:11428KW（ 3250RT 设计日冷负荷：151705KWH（ 43144RTH 最大小时基载冷负荷：2286KW（ 650RT 扣除基载冷负荷后的最大小时冷负荷：9142.33KW （2600RT 扣除设计日基载冷负荷后冷负荷：96852.4KWH （27544RTH （二）系统流程简述 本设计蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备，系统选用串联单循环回路方式，在循环回路中，乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台，每台换热量为用3961KW（ 1126RT，用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开，保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动，而不流经各空调负荷回路，可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9根据冷负荷变化，通过电动调节阀 CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷需求。电动调节阀CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷需求。同时，空调冷 冰蓄冷空调系统原理及应用 1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点 冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷，将水在专门的蓄冰槽冻结成冰以蓄存冷量；在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组，直接将蓄冰槽的冷能释放出来，满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小，而夜间制冷因气温较低可使效率更高，完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点： (1)利用低谷段电力，具有平衡峰谷用电负荷，缓解电力供应紧； (2)冰水主机的容量减少，节省增容费用； (3)总用电设施容量减少，可减少基本电费支出； (4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费； (5)冰水温可低至1～4℃，减少空调设备风管的费用； (6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少； (7)电力高压侧及低压侧设备容量减少； (8)室相对湿度低，冷却速度快，舒适性好； (9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行，效率高，机器损耗小； (10)充分利用24h有效时间，减少了能量的间歇耗损； (11)充分利用夜间气温变化，提高机组产冷量； (12)投资费用与常规空调相当，经济效益佳。 冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。当然它也有一些缺点，如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。 2系统的组成及制冰方式分类 2.1系统组成 冰蓄冷空调系统一般由制冷机组、蓄冷设备(或蓄水池)、辅助设备及设备之间的连接、调节控制装置等组成。冰蓄冷空调系统设计种类多种多样，无论采用哪种形式，其最终的目的是为建筑物提供一个舒适的环境。另外，系统还应达到能源最佳使用效率，节省运转电费，为用户提供一个安全可靠的冰蓄冷空调系统。 2.2制冰方式分类 根据制冰方式的不同，冰蓄冷可以分为静态制冰、动态制冰两大类。此外还有一些特殊的制冰结冰，冰本身始终处于相对静止状态，这一类制冰方式包括冰盘管式、封装式等多种具体形式。动态制冰方式在制冰过程中有冰晶、冰浆生成，且处于运动状态。每一种制冰具体形式都有其自身的特点和适用的场合。 3运行策略与自动控制 3.1运行策略 深圳市信义玻璃厂中央空调系统 技 术 经 济 分 析 深圳市安朗节能有限公司 2010年9月 目录 一、空调系统的特点 (2) 1.水蓄冷空调系统特点 (2) 2.常规电制冷冷水机组系统特点 (3) 3.风冷热泵系统特点 (3) 二、项目概况及经济技术条件 (5) 1.项目概况 (5) 2.电力政策 (5) 三、项目空调系统初期投资分析 (6) 1.常规电制冷+风冷热泵系统 (6) 2.水蓄冷系统初投资 (6) 四、项目空调系统机房运行费用分析 (7) 1.运行策略分析 (7) 2.运行费用计算 (8) 五、经济性分析 (9) 目前，本工程中央空调系统采用的是较为普遍的常规电制冷机组与风冷模块机供冷，虽然该系统十分简单，容易操作，但从其运行情况来看，却存在不节能，运行费用高，效果不好等缺点，现在根据甲方要求，对该系统进行改造，从而达到解决以上问题的目的，根据深圳市的电价政策等措施，推荐采用水蓄冷中央空调系统。 一、空调系统的特点 1.水蓄冷空调系统特点 水蓄冷空调是利用夜间低谷荷电力制冷储存在蓄能装置中，白天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先进水平，预示着中央空调的发展方向，有如下优点： a.利用蓄能技术移峰填谷，平衡电网负荷，提高电厂发电设备的利用率， 降低电厂电网的运行成本，节约电厂、电网的基础建设投入。 b.减少冷水机组容量，降低主机一次性投资；总用电负荷少，减少配电 容量与配电设施费。利用峰谷荷电价差，大大减少空调年运行费。c.使用灵活，过渡季节、节假日或者下班后部分办公室使用空调可由蓄 冷槽提供，无需开主机，节能效果明显。具有应急功能，提高空调系统的可靠性。 d.启动时间短，只需15-20分钟即可达到所需温度，而常规系统则需1 小时左右。 e.可实现大温差低温送风变风量空调系统，缩小送水（风）管的管径， 1 本资料由“江南雨”整理总结 共1页 冷蓄冷系统特点：1、电力移峰填谷、均衡电力负荷，社会效益显著；2、享受峰谷电价，与常规空调相比，运行费用大大降低，经济效益显著；3、降低电力设施投资(无电力增容费)，冷机无需按峰值负荷造型，冷机容量和装设功率小于常规空调系统，一般可减少30%～50%，电力高压侧和低压侧容量减少，降低电力建设费用；4、充分利用设备，冰蓄冷空调制冷满负荷运行比例增大，提高冷机COP值和运行效率，冷机工作状态稳定，提高设备利用率并延长机组寿命；5、投资比较，冰蓄冷空调一次性投资比常规空调略高(仅机房部分，末端设备与常规空调系统相同)，但若计入配电设施建设费等，有可能投资相当或增加不多，甚至可能投资降低。效率比较：夜间冷机制冷工况进行时，由于气温下降带来的得益可补偿由蒸发温度下降所带来的损失。 全负荷蓄冰空调系统运行电费最省，但由于设备的使用效率低（主机高峰期不运行），所需的主机和储冰器的容量较大，与主机配套的冷却塔和电力设备也大，一次投资费用最多。因此全负荷蓄冰空调在实际工程中较少采用。 部分负荷蓄冰空调在日间电力高峰期，由储冰器和制冷主机联合供冷，设备的使用效率高，相对于全负荷蓄冰模式，主机和储冰器的容量最多可减少至近一半，可实现最少的初投资和最短的投资回收期。但该模式的运行电费比全负荷蓄冰模式高。 新建项目的投资比较：水蓄冷空调增加了水蓄冷槽、蓄冷放冷泵，但减少了主机系统的配置容量，因此初投资与常规空调系统基本相当，甚至低于常规空调系统。冷蓄冷空调由于需增加双工况主机、冰蓄冷设备、乙二醇溶液、乙二醇泵、低温板换等设备，因此初投资明显高出常规空调系统。 系统效率比较：水蓄冷空调系统在蓄冷时比常规系统出水温度低3℃左右，主机的COP值降低有限，考虑到整个系统节能性(如蓄冷时夜间气温比较低，冷却效率高)水蓄冷系统基本不增加耗电量，多数系统甚至可节省电量，真正做到节钱又节能。冷蓄冷空调系统在制冰时，其乙二醇溶液温度需降至‐6℃左右，比常规空调系统温度降低了13℃左右，因此冰蓄冷空调比常规空调的COP值下降了30%～35%。另外，乙二醇溶液的换热性能比水要差。 实用性比较：水蓄冷空调采用常规冷机即可，因此水蓄冷空调既适合新建项目又适合改造项目。冰蓄冷空调需要采用双工况主机、冰蓄冷设备、乙二醇溶液、乙二醇泵、低温板换等设备，因此冰蓄冷难以适用于改造项目，只能用于新建项目。 运行及维护费用：水蓄冷不存在相变，操作简单，易于维护，其运行成本和维护成本低。冰蓄冷系统蓄冷及放冷过程中都有相变过程，操作复杂，运行费用高，维护繁琐。一般来讲同等蓄冷量的冰蓄冷系统的维护费用是水蓄冷系统的2～3倍。 蓄冷系统的制冷机容量不仅与尖峰负荷有关，也与整个设计日逐时负荷分布有关，其值可能小于尖峰负荷，也可能大于尖峰负荷。因此，冰蓄冷的制冷机容量可能大于也可能小于常规系统的制冷机容量。 冰蓄冷工程设计经验总结 1.蓄冰槽容量不宜过大，会使蓄冰槽因自重变形，必须增加槽的壁厚以及进行加固，还会给制作安装和运输带来困难，同时也增加了费用。在蓄冰槽的扩散管的排布上，会因扩散管的排布过密而浪费大量的空间，还会影响冻冰及融冰的效果。 2.冷冻站通常位于大厦的地下部分，而地下部分又往往是停车库、站房、办公集中的部位;使用面积非常紧张、造价昂贵;在蓄冰槽的设置及排布上应尽量使用可利用的空间位置。 3.乙二醇溶液100%的价格大约是7100元/吨，价格昂贵。在系统中，如果因为检修或系统渗漏会造成很大的不必要的经济损失，同时对环境造成污染。在施工中，管道及设备用设立牢固的支、吊架，同时系统应进行严格的严密性试验。如果有可能在乙二醇溶液充注前进行水溶液的试运转，观察整个系统的运转情况;及自控系统的测点及电动阀门的动作配合。 4.蓄冰槽在安装过程中,槽与下面的支撑必须进行隔冷处理,以免局部形成冷桥，槽的本体必须进行绝热保温设计以减少冷损失。乙二醇溶液在蓄冰过程中通常在-2.19℃/- 5.56℃范围内，与周围环境的温差大;如果隔热效果不好，在平时的运行中会造成非常大的浪费。所以蓄冰槽的本体的保温厚度应大于标准工况的冷冻水的保温厚度，保温层应严密尽量减少冷损失。 5.蓄冰槽无论是立槽还是卧槽在设计中必须考虑载冷剂（即25%的乙二醇溶液）的分配均匀性。在槽的入口和出口设均流管。本工程采用了DN200扩散管，均流管供、回各一根，在系统冻冰及融冰过程中流向相反。将载冷溶液均匀有效地传给槽内蓄冰球。 6.在蓄冰槽的设计中还考虑人孔以便填充球，在填充蓄冰球时，对高于2M的卧槽或立槽，应预先在槽中充入1/3槽的水以减少填球时的冲击使球均匀地填充（由于冰球的密度比水小，冰球浮于水面有利于冰球的扩散）;同时水不宜过多，不利于冰球填满整个冰槽（造成冰槽底部无冰球）;槽的底部设卸球孔，也可作排污用。 7.在冰蓄冷系统流程中系统与用户的联接方式有直接连接（即整个系统全部充满乙二醇溶液）和间接连接（即乙二醇溶液系统仅限于一定范围内，通过板式换热器与二次水进行热交换）。本工程在设计中采用了间接连接，乙二醇溶液仅限于在制冷机房内循环;外部空调水系统仍是水系统。这种做法有两个好处: A、乙二醇溶液仅限于制冷机房用，用量少; B、减少在大楼内部存在因检修和维护造成乙二醇溶液泄漏的问题。 C、尤其是高层建筑能起到隔断高层建筑冷水系统静压以保护空调制冷主机;提高蓄冰系统安全系数，减少乙二醇溶液泄漏概率;减少设备及阀部件承压稀疏的作用。其代价仅仅是增加了一台热交换器。 8.本工程采用了部分蓄冰的控制策略而且是制冷机优先，这样制冷主机的容量可以大大减少，同时也减少了电力增容费，在负荷较低时尽量利用所蓄的冰。 9.在系统设计中还应考虑到:乙二醇溶液受球内介质相变时的影响而体积膨胀，在系统中他的相变膨胀量是2%～9%。为此系统应设置膨胀水箱，而且还设置了溶液补给箱作为膨胀水箱外的溢流箱。在系统亏液或浓度降低时进行补液。 设置溶液补给箱有以下作用: 01工程概述 北京国际金融中心位于月坛北桥东侧，建设单位是首创集团融金房地产开发有限公司。该建筑物功能类型为办公，酒店，银行办公的综合大厦，总建筑面积11.6万平方米。是全国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由北京建工总机电设备安装工程有限公司第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水，冷冻站在地下3层;机房建筑面积1200m2(蓄冰槽520m2)。冷冻站采用蓄冰空调系统，充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量，补充在电力高峰期的空调冷负荷需要，节约系统运行成本。 02设备配置 （一）冷源 1.双工况螺杆式冷水机组3台(YSFAFAS55CNES)约克(合资) 2.基载离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE）约克(合资) （二）冷却塔:大连斯频得 冷却塔共计5台，CTA-600UFWS两台，CTA-450UFWS三台。 （三）板式换热器:丹麦APV 板式换热器共计3台，选用APV板式换热器J185MGS16/16。 （四）蓄冰槽（现场加工） 蓄冰槽共有六台，最大蓄冰量31787.2KW(9040RT)。 （五）乙二醇循环水泵:德国KSB 乙二醇循环水泵共计4台，其中1台备用，并配4台变频器。 （六）冷却水循环泵:德国KSB 冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，其中1台备用。 03运行策略 （一）负荷说明 根据建筑使用情况及初步设计估算结果，整幢大楼的尖峰冷负荷为11428KW（3250RT）。由于气温变化，空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化，根据负荷分布情况，计算出100%负荷情况逐时空调负荷: 目前蓄冰的模式可采用全部（全量）蓄冰模式或部分（分量）蓄冰模式。本工程采用部分蓄冰模式。 根据采暖通风专业提供的建筑物设计日100%负荷如下:最大小时冷负荷:11428KW（3250RT） 设计日冷负荷:151705KWH（43144RTH） 最大小时基载冷负荷:2286KW（650RT） 扣除设计日基载冷负荷后冷荷:96852.4KWH（27544RTH） （二）系统流程简述 本设计蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备，系统选用串联单循环回路方式，在循环回路中，乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台，每台换热量为用3961KW（1126RT），用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开，保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动，而不流经各空调负荷回路，可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9，根据冷负荷变化，通过电动调节阀CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷需求。电动调节阀 CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷需求。同时，空调冷冻水回路采用的是二级泵系统，节省运行费用。 本工程最大蓄冰容量31787.2KW（9040RT），分6个冰槽，槽内净高2.35米。为了尽量减少冰槽的占地面积，我们将蓄冰槽作成非标准型的，尽量利用建筑空间，顶板上方预留设备入口兼检查孔，供设备及检修人员出入。冰槽结构为外保温。自蓄冰槽向外的结构组成分为:防水涂刷层，橡塑保冷层。为满足电力部门削峰填谷的需求，电力高峰段，双工况冷水机组，基载冷水机组满负荷运行，不足冷量由融冰输出供给。系统设计中同时考虑备用问题，当任意一台机组发生故障时，开启备用基载冷水机组满足空调供冷的需求。当任意一台双工况冷水机组发生故障时，开启备用基载冷水机组，满足第二水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析
浅谈流态冰蓄冷系统设计
冰蓄冷空调系统的优点和缺点
水蓄冷方案汇总.doc
水蓄冷系统
水蓄冷方案汇总
水蓄冷和冰蓄冷选型参考
冰蓄冷设计
蓄冷空调系统设计
水蓄冷简介
冰蓄冷系统的设计与施工
冰蓄冷空调系统原理及应用
水蓄冷中央空调技术方案.doc
冰蓄冷、水蓄冷方面总结
(建筑工程设计)冰蓄冷工程设计经验总结
冰蓄冷系统的设计与施工方案