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中央空调冰蓄冷与水蓄冷区别
新闻来源:北京格力中央空调销售服务中心    点击数:8609    更新时间:2011/10/2 9:32:15    收藏此页

    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、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。

 
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