使用冰蓄冷中央空调需要注意的问题与优化方向

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中央空调冰蓄冷系统运行管理方案

中央空调冰蓄冷系统运行管理方案

冰蓄冷中央空调系统的运行管理与能耗分析摘要:空调冰蓄冷技术是七十年代开始在国外兴起的一门实用综合技术,我国从九十年代开始逐渐引入,并在近几年迅速发展。

中国科学技术馆冰蓄冷系统在2010年7月调试完毕并全面投入使用。

本文介绍了科技馆冰蓄冷系统在制冰、融冰、制冷等工况下的运行管理方案,以及运行中通过合理调节而达到的最佳节能效果。

结合具体案例分析,阐述了冰蓄冷系统在中央空调中的优势。

关键词:冰蓄冷、运行策略、管理方案、能耗分析目录一、项目概况二、制冷站设备表三、系统流程图1、流程与颜色2、乙二醇流程说明四、冰蓄冷中央空调运行策略五、科技馆冰蓄冷系统自控模式1、融冰优先工况模式2、系统制冰工况模式3、主机运行工况模式六、具体运行管理方案1、各时段电价表2、运行方案3、制冷机组运行和冰蓄冷运行的能耗分析比较绪论:改革开放以来,我国电力需求增长非常迅速,尤其是一天内用电高峰与低谷差距在不断拉大,电网运行的不均匀情况日趋严重。

高峰用电量中空调用电就占了30%以上,使得电力系统峰谷差急剧增加,电网负荷率明显下降,这极大影响了发电的成本和电网的安全运行。

空调冰蓄冷技术是七十年代开始在国外兴起的一门实用综合技术,由于可以对电网的电力起到移峰填谷的作用,有利于整个社会的优化资源配置;同时,由于峰谷电价的差额,使用户的运行电费大幅下降,我国从九十年代开始逐渐引入,并在近几年迅速发展。

因为其自身的特点,推广使用冰蓄冷中央空调是一项利国利民的双赢举措。

一、项目概况:中国科技馆新馆的总建筑面积为10万m²,空调冷负荷为14280KW,制冷机组采用3台制冷量为2743KW的双工况离心式制冷机,1台1055KW的离心式冷水机组。

冰蓄冷系统采用内融冰、主机上游串联系统,总蓄冰量43859KW。

科技馆中央空调在2009年9月份开馆前正式投入使用,但由于设备原因,冰蓄冷系统在2010年7月下旬才调试完毕并投入运行。

作为中央空调的运行管理方,我们必须为科技馆提供切实可行的运行管理方案,既要保证设备安全运行,又要达到节能的目的。

浅谈冰蓄冷空调与常规中央空调的优缺点

浅谈冰蓄冷空调与常规中央空调的优缺点

浅谈冰蓄冷空调与常规中央空调的优缺点本人前段时间做了一个小型的冰蓄冷项目,通过这个项目认真学习了一下蓄冰系统,在此跟各位浅谈一下蓄冰空调与常规空调优缺点对比,以及本人累积的些许设计经验,希望能对初次做蓄冰项目的设计同行带来一些帮助。

现简单分析一下冰蓄冷中央空调系统、常规空调系统的特点。

1)冰蓄冷中央空调系统特点冰蓄冷中央空调系统是在常规中央空调系统的基础上多加一套蓄冰装置,利用夜间低谷用电时段开启制冷机组,将蓄冰装置中的水制成冰,白天在空调用电高峰时段利用融冰取冷满足部分空调负荷,宏观上起到调峰移谷,微观上在提高室内空调品质的同时大大降低用户运行费用的作用。

该技术在二十世纪30年代起源于美国,在70年代能源危机中得到发达国家的大力发展。

从美国、日本、韩国、台湾等较发达的国家和地区的发展情况来看,冰蓄冷已经成为中央空调的发展方向。

比如,韩国明令超过2000㎡建筑,必须采用冰蓄冷或煤气空调,日本超过5000㎡的建筑物,就在设计时考虑采用冰蓄冷空调系统。

很多国家都采取了奖励措施来推广这种技术,比如韩国转移1KW高峰电力,一次性奖励2000美元,美国一次性奖励500美元,等等。

中国在近年加大对蓄能技术的推广力度,国家计委和经贸委2001年底特地下达《节约用电管理办法》,要求各单位推广蓄能技术,并逐步加大峰谷电差价。

一些建筑采用蓄能技术后直接给用户带去了收益,节约了运行成本。

2001年10月举办APEC会议的10万㎡的上海科技城、广州大学城500万㎡等大型建筑采用的就是冰蓄冷空调系统。

冰蓄冷空调从其原理和实践中可以看出它有如下特点优点:①减少冷水机组容量(降低主机一次性投资),总用电负荷少,减少变压器配电容量与配电设施费。

②冷主机制冷效率高(COP大于5.3),同时利用峰谷荷电价差,大大减少空调年运行费,可节约运行费用35%以上。

③减少建筑的配电容量,节约变配电的投资,节约约30%(空调的配电投资);免双线路的高可靠性费用,节约投资。

冰蓄冷中央空调问题与改进对策

冰蓄冷中央空调问题与改进对策

144研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2017.06 (上)冰蓄冷中央空调技术的应用和推广是为应对目前的能源危机和峰谷电价差异问题的出现,冰蓄冷中央空调技术的核心在于其能够实现能源的转移,实现移峰填谷,大大缓解高峰期的用电压力,降低制冷费用,减少能源消耗,促进节能减排事业的发展。

同常规空调系统相比,冰蓄冷中央空调技术在节能、增效方面具有十分明显的优势,但是其依然存在一些问题需要改进。

1 冰蓄冷中央空调工艺及优点(1)冰蓄冷中央空调工艺。

同常规空调相比,冰蓄冷中央空调系统中增加了一套管路系统,该系统以乙二醇为介质,当处在夜间用电低谷期时,管路同双工况机组、冰盘管构成闭合回路,冰盘管吸收能量将冰槽中的水变成冰水混合物,实现能量的交换。

当处在用电高峰期时,为了减少用电压力,节约供电费用,管路系统同冰盘管、板式交换器形成闭合回路,将空调水与冰槽中冰水混合物进行能量交换,实现空调水温度的降低。

具体的冷却工艺系统如图1所示。

图1 冰蓄冷技术系统图(2)冰蓄冷中央空调技术优势。

同常规中央空调相比,冰蓄冷中央空调技术的优势主要表现在以下方面。

①冰蓄冷中央空调继续减少电力消耗。

冰蓄冷技术的核心在于使用冰水混合物为冷源,从而减少了低温送风系统的电能消耗,使得风机能耗降低35%左右。

同时,供回水温差较大,冷水侧水泵的能耗也相应降低。

总体上实现节电20%左右。

②冰蓄冷中央空调系统的投资费用更少。

投资费用降低主要原因在于冰蓄冷设备和管路体积更小,大大减少空间占用,不仅设备造价更低,也能降低空间占用所产生的费用。

从而平衡了冰蓄冷运行费用增加的额度,实现了投资费用和运行费用总体上的减少。

③制冷效果良好。

同传统的风冷不同,冰蓄冷中央空调技术采用冰为制冷工具,因此空气清新度得到提高,室内人员的体感舒适度得到提升。

2 冰蓄冷中央空调技术存在的问题总的来讲,冰蓄冷中央空调技术在降低能耗、改善制冷效果方面都比传统中央空调技术要先进很多,但是该技术最核心的优势并不在于这些方面,而是在于对能源利用方式的转移和改变,实现移峰填谷。

冰蓄冷空调系统运行优化控制研究

冰蓄冷空调系统运行优化控制研究
Za b no Y j hn e gnY au ug y gu n i

冰蓄冷空调系统运行优化控制研究
陈 付 林
( 苏扬 安机 电设备工程 有限公司 , 苏 扬 州 2 50 ) 江 江 2 0 0

要: 虽然 国内城市大型建筑 中普遍 使用的冰蓄冷 空调具有耗能少 、 济性
现较 多的弊端 。现就冰 蓄冷空调系统运行 优化控制进行 分析、 研究 , 旨在进 一步提升系统运行 的合理性与经济性 。
关键 词: 冰蓄冷空 调; 系统运行 ; 优化 控制
近年来, 随着 社会 经济 的不 断 发展 , 以及工 农业 生 产 对于 能 源 控 制策 略也 相对 困难 。当冰蓄 冷 空调 的蓄 冷设 备进 行冷量 储 存时 , 需 求 的加 大 , 内大 部分 城 市都 面 临着 电力 供应 紧 张 的 问题 。 现 应尽 可 能的将 已储 存 的冷 量全 部释 放 , 国 在 其主 要 目的是 进一 步 降低 空 代 大 型建 筑 中 , 调 系统 的 能耗 问题 较 为突 出, 空 尤其 是 制冷 系 统 的
24 降 低 送 风 的 温 度 .
始 投 资 , 于 降低 建筑 的电 能消 耗 具有 重要 的 意义 。 对 () 内大 部 分城 市 采 取 分 时供 电、 3国 单独 计 费 的 方 式 , 白天 与 夜 间 的 电价差 异 较大 , 冰蓄 冷 空 调系 统避 开 了城 市 电 网负 荷 、 而 电 价较 高的 时段 , 理利 用 了城 市 电 网低 谷时 段 的低 价 电能 , 效 节 合 有
和 使用 冰 蓄冷 空调 , 主 要工 作 原理 为 : 夜间 城市 电网低 谷 及 系 荷 不足 的现象 。在进 行冰 蓄冷 空调 系统 的运 行控 制 时 , 备管理 人 其 在 设 统 负荷 最 小时 , 统 自动运 行 制冷 并 将冷 量 储存 于 配套 装 置 中 , 系 在 员应 根据 空调 的常 规负荷 分布 图 , 确预 测 出当 日制冷 机组 的最 小 准

冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施(全文)

冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施(全文)

冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施(全文)模板一:冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施一:引言冰蓄冷空调系统是一种先进的节能环保技术,广泛应用于建筑物的空调系统中。

本文将详细介绍冰蓄冷空调系统的系统设计和节能优化措施。

二:冰蓄冷空调系统的原理1. 概述冰蓄冷空调系统利用夜间电力溢价时段,通过将低温蓄冷剂储存为冰块,然后在白天高峰用电时段,利用冰块的蓄冷效果制冷,从而实现节能的目的。

2. 系统组成冰蓄冷空调系统主要由以下组成部分组成:- 蓄冷装置:用于储存冰块的蓄冷装置,包括冰蓄冷槽、冷却设备等。

- 制冷蒸发器:用于吸收室内热量并进行制冷的设备。

- 冷凝器:用于将制冷剂释放出去,使其重新循环的设备。

- 制冷剂循环系统:负责将制冷剂在各个设备之间循环运行的系统。

- 控制系统:负责控制冰蓄冷空调系统的运行和节能优化的系统。

三:冰蓄冷空调系统的设计要点1. 冰蓄冷槽的设计- 冰蓄冷槽的尺寸和容量应根据建筑物的需求和制冷负荷进行合理设计。

- 冰蓄冷槽的材料应选用具有良好保温性能和强度的材料,以减少冷量的损失。

2. 制冷蒸发器的设计- 制冷蒸发器的选型应根据建筑物的使用场所和制冷需求进行选择。

- 制冷蒸发器的数量和布置应根据建筑物的结构和建筑物内部气流的要求进行合理设计。

3. 冷凝器的设计- 冷凝器的选型应考虑制冷剂的特性和建筑物的冷却需求。

- 冷凝器的热交换面积应根据制冷负荷和建筑物冷却需求进行合理计算和设计。

4. 控制系统的设计- 控制系统应具备实时监测和控制的功能,以实现冰蓄冷空调系统的智能化和自动化控制。

- 控制系统的算法应考虑建筑物的使用情况和能耗数据,优化冰蓄冷空调系统的节能效果。

四:冰蓄冷空调系统的节能优化措施1. 蓄冷装置的优化- 进一步提高蓄冷装置的保温性能,减少冷量的损失。

- 优化冷却设备的设计和运行方式,提高能效和性能。

2. 制冷蒸发器的优化- 优化制冷蒸发器的传热效果,提高制冷效率。

- 选择高效制冷剂,减少制冷剂的损失和能耗。

冰蓄冷中央空调设计的问题分析

冰蓄冷中央空调设计的问题分析

冰蓄冷中央空调设计的问题分析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,解决该问题的有效办法之一是应用蓄冷技术,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。

本文通过具体实例主要分析冰蓄冷中央空调系统设计中出现的若干问题。

1、工程实例本项目位于深圳市宝安区,项目总占地面积3 万m2 ,地上总建筑面积约15 万m 2,地下总建筑面积约5万m2 。

建成后将是集商业MALL、博物馆为一体的项目。

空调面积为16 万m2 ,空调使用时间为9:00~23:00,夏季逐时计算冷负荷综合最大值MALL 为4964 RT,博物馆为177 RT,并夜间连续运行,M ALL设计日总冷量为58361 RT·h,本项目商业MALL、博物馆设置一个集中的冰蓄冷制冷站。

1.1 基载负荷设计分析由于此工程中,冰蓄冷空调系统需部分夜间运行,而且所需的冷负荷比较大。

因此,传统的冰蓄冷系统利用夜间用电低峰时蓄冷补偿白天高峰耗电量的优势不能彻底发挥,需要对夜间冷负荷做出设计预留。

在这里,把此工程的夜间冷负荷称为基载负荷。

计算以夜间所需的冷负荷为依据选择相应的基载主机。

然后从总负荷中扣除基载主机所承担的负荷,再配制冷主机与蓄冰槽。

1.2 设备选型计算制冷主机容量q c :式中:Q 为设计日空调总冷量,k Wh;C L 为有换热设备时双工况主机制冷工况系数,取0.8;n 1 为白天双工况主机制冷运行小时数,取13 h;C f 为制冷机制冰工况系数,本项目采用的水冷冷水机组都取0.65;n 2 为制冷机制冰工况下的日运行小时数,取8 h。

计算可得:q c==205256/(0.8 伊1 3 +0.65 伊8 ) =13157kW=3741 RT根据以上结果选取两台基载工况螺杆式冷水机组(200 RT),三台双工况离心式冷水机组(制冷工况1200 RT、制冰工况800 RT)。

冰蓄冷空调系统的节能技术

冰蓄冷空调系统的节能技术

冰蓄冷空调系统的节能技术摘要:空调冰蓄冷技术是20世纪90年代以来在我国兴起的一门实用综合技术.实施该技术能够有效地“移峰填谷”平衡电网的供电负荷,具有显著的社会和经济效益。

冰蓄冷空调系统可以使制冷机容量减少,且经常在满负荷高效率下工作。

它利用夜间廉价电,均衡电网负荷,符合我国国情。

基于此,本文主要对冰蓄冷空调系统的节能技术进行分析探讨。

关键词:冰蓄冷空调系统;节能技术1、前言近年来,随着中国经济的增长,人们生活水平的改善,人们对办公、生活环境也提出了更高的要求。

为了满足要求,各类建筑,尤其是办公大楼,写字楼均安装了中央空调。

然而,常规的中央空调由于能耗较大,增加了成本,造成了不必要的浪费。

为了符合我国政府提出的节能减排政策,蓄能空调应运而生,冰蓄冷空调作为蓄能空调的一种,凭借诸多优点和良好的运行获得了人们的好评。

2、冰蓄冷空调设计中的几种节能优化措施空调冰蓄冷系统能很好地实现电网“移峰填谷”作用,从而可以获得由电价差带来的经济效益。

然而,冰蓄冷系统的初投资较常规空调高许多,成为制约其发展的重要因素之一。

如何使其最大限度地发挥节能优势,从而能更快地回收初期投资,是冰蓄冷空调技术及设计中的关键所在。

鉴于此,笔者总结了以下一些行之有效的节能优化措施。

2.1降低送风温度将空调系统的送风温度由常规的12℃降为4~12℃,使得相同冷负荷下的送风量减少,从而减少风机运行所消耗的功率,使系统节约能耗且运行费用降低。

由流体力学风机功率公式可推导得出,风机所耗功率会随送风量减少呈三次方下降。

此外,送风量的减少意味着送风管道尺寸的减小,从而使系统初期投资降低。

由此可见,降低送风温度可以使冰蓄冷空调系统在实现“移峰填谷”的同时更具节能性,且能降低系统的运行费用和初投资,实现可观的经济效益。

2.2增加热回收装置空调系统排风中的余热直接排放到大气中,既造成城市的热污染,又浪费了热能。

如果将排风中的余热(余冷)加以回收再利用,如加热生活热水、处理新风等,则可提高系统的整体能源利用率,达到节能的目的,同时又可降低机组负荷,节省初期投资。

冰蓄冷中央空调存在的问题与改进方法

冰蓄冷中央空调存在的问题与改进方法

2 . 3 占用建 筑空 间小 。用 较低 的房 间 相对 湿度 提高 了热舒 适 。 提 高 了现有空 调 系统 的供 冷能 力 。 2 . 4用 电移 峰填谷 比较 明显 。 在春 、 秋 过 渡季 节时 ,除 低谷 时 段开 主 机 蓄冰外 , 其 它时 段可 不开 主 机 。高峰 、 平 价 时段 用 电完 全转 移 。 3冰 蓄 中央冷空 调存 在 问题 及 优化 在 与常 规 系统 相 比较 的基 础 上 , 对 冰 蓄冷 低 温 送风 空 调 系 统 的特 殊 性 进 行 了 分 析 和研 究 , 对其 关 键部 分 阐述 了优化 设 计 理论 和方法 。 3 . 1送 风 温度 和蓄冷 率是 系统 设计 优 化 。冰 蓄冷 低 温 送 风 空 调 系统 的经 济 分 析, 对 冰蓄 冷低 温送 风 系统 的初 投 资和 运 行 费用 进行 了分 析 , 对 不 同运行 控 制策 略 下 系统 运行 费用 计算 进 行 了研 究 , 并提 出 了优 化 控 制模 式 下 系 统 全年 运 行 费 用 的 计 算方法 。 同时 介绍 了冰 蓄冷低 温送 风空 调 系统 的评 价方法 。 3 . 2 冰蓄冷 低温 送风 空调 技术 的全 部 生命 力 在于 其经济 性 。 实现 一个 系统 的经 济 性 即系统 优化 在 于对 系 统 的优 化设 计 、 优 化控 制 和优化 管 理 , 其 中优 化设 计是 系 统 优化 的基 础和关 键 。 冰 蓄冷低 温送 风空 调系 统 的 优化 设 计 应 在 达 到规 定 的空 调 设计参数与保证运行可靠的前提下, 实现 初投 资 、 转 移 高 峰 用 电 负荷 、 节 电 与节 省 运行 费用 的最优 化 。 3 - 3电价 以及 用 电限制 。 当地 的电价 政策 是 是 否使 用 蓄 冷 空 调 系 统 的 重要 因 素 。峰谷 电价差 越 大 , 采 用蓄 冷空 调越 有 利 。国外 有资 料 介绍 ,峰谷 电价 比为 2 : 1 时, 可 以考 虑 采 用 蓄 冷 系统 ; 峰谷 电价 比 为2 . 5 : 1 时, 可 以放 心采 用 蓄冷 系 统 ; 峰谷 电价 比为 3 : 1 时, 可 以大胆 采用 蓄冷 系统 。 当然 ,在 我 国由 于 电价政 策 与 国外不 同 , 需要具 体情 况具 体分 析 。 合理 确定设 备容 量还 必 须 考 虑 到 当地 电力 部 门对 高 峰用 电 的限制政 策 。 3 - 3建筑 物类 型 。不 同 的建筑 物其 负 荷分布不 同。对于负荷比较集中, 且负荷 多发生在用电高峰时期的建筑物, 采用蓄 冷 系统 就可 以充 分利 用 低谷 电价 , 节省 空 调 系统 的运行 费用 。 昼 夜负 荷较 平均 的场 所 ,如果 不是 低 谷 电价 特别 具 有 吸引 力 , 原 则上不 适合 用 蓄冷空 调系 统 。 3 . 4 当地典 型 年的气 象 资料 。冰 蓄冷 低 温 送 风 空 调 系统 的选 择 必 须 以 整个 供
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使用冰蓄冷中央空调需要注意的问题与优化方向随着人们对生活质量重视程度和消费水平的提高,工作和生活环境中的使用空调的情况越来越多,在改善生活环境的同时也给电力供应和环境资源带来较大压力。

冰蓄冷空调作为一种新兴的蓄热空调技术应用形式,在我国拥有较为广阔的发展空间。

冰蓄冷空调具有有效提高能源利用效率,减小制冷设备体积和装设功率,从而大幅降低空调系统的运行费用和维修费用的优点。

文章介绍了冰蓄冷技术的原理和优势,并对其优化改进提出相关建议。

标签:冰蓄冷;动态冰蓄冷技术;中央空调冰蓄冷中央空调使用独特的节能环保技术。

它以冰作为冷源,在结构上比常规中央空调多出一个蓄冰装置。

冰蓄冷中央空调在人类能源开发与利用领域实现了新突破,它能够降低用电高峰压力,节约投资和运行成本,冰蓄冷技术通过调整不同用电时段的电力负荷,在保障白天空调制冷需求的基础上,降低用户用电成本。

相较于一般的常规空调,每年可以节省10%~30%的运行费用。

在国内,人们关于冰蓄冷技术的节能作用的讨论长期存在。

有相当一部分人认为,冰蓄冷技术在晚上主要是在夜间消耗电能,虽然缓解用电压力,但消耗的电量是不变的,只是单纯因为夜间电价便宜而节约了用电成本,并没有节能。

基于这一论点,有人进行了相关测算。

以我国每年新增的约3亿平米的商务建筑物为例,如果全面使用商用建筑蓄冰空调系统,每年可为国家节省用电资金38.4亿元,节煤319万吨,减少二氧化碳排放867万吨,减少二氧化硫排放11.2万吨。

换句话说,上述减排结果大致等效于为大气减少217万辆汽车尾气的排放量,种树474万亩。

从上述数据,可以看到冰蓄冷技术的节能潜力是何等巨大。

1 冰蓄中央冷空调工作原理冰蓄冷空调以水或有机盐溶液作为蓄冷介质,在夜间运行制冷,将蓄冷介质转换成固态,在白天通过融化吸收热量,达到降温效果。

由于夜间为供电低谷时段电价较低,而白天处于用电高峰电价较高,冰蓄冷空调通过自身制冷蓄冷时段分别处于用电高峰和低谷时段的特点,既缓解了高峰时期的用电压力,提高用电低谷时段用电效率,同时也利用不同时段的电价差来节约用电费用,达到合理利用电力资源和减小国家电力工业建设投资的目的。

2 冰蓄中央冷空调的优点2.1 降低电力需求冰蓄冷技术使用冰为冷源,风量相对减少,从而使得低温送风系统的风机能耗降低30%至40%。

同时,因为供回水温差很大,冷水侧水泵能耗也有所降低,大体可节约电费约20%左右。

2.2 降低了初投资和运行费用由于冰蓄冷系统冷量品位很高,使得能源利用效率大幅提升,而且送风温度较低,降低了送风量的要求,从而实现了设备和管路的小型化,减小了占有空间,降低了设备造价,从一定程度上弥补了制冰蓄冰增加的费用额度。

2.3 用较低的房间相对湿度提高了热舒适由于以冰作为冷源,空气湿度相对较低,空气更加清新,体感舒适度有所上升。

2.4 用电“移峰填谷”效果明显特别是在春、秋两季,主机只需在用电低谷时段启动蓄冰,其他时段无需启动,从而实现了高峰、平价时段间的用电转移。

3 冰蓄中央冷空调存在问题及优化冰蓄冷系统可以实现电网的“移峰填谷”的效果,这可从价格差中带来经济效益。

但是冰蓄冷系统的初投资费用比常规空调高很多,成为限制其发展的一个重要因素。

如何最大限度地发挥其节能的优点,可快速恢复最初的投资,是冰蓄冷空调技术和设计的关键。

冰蓄冷低温送风空调系统具有具有常规空调系统无法比拟的优点,同时也存在着一些不足。

通过对冰蓄冷低温送风空调系统和常规空调系统的对比分析,就其关键部分的改进优化提出相关建议。

主要有以下几个方面。

3.1 加强对送风温度和蓄冷率的系统设计优化送风温度和蓄冷率是冰蓄冷低温送风空调系统的关键参数,直接影响着空调系统的能源利用效率和经济效益。

从系统设计角度对送风温度和蓄冷率进行优化,是提高冰蓄冷送风空调系统技术水平和经济效益的根本途径。

3.2 冰蓄冷低温送风空调技术的核心价值在于可以实现较高水平的经济效益要保障系统的经济效益,实现系统优化需要从设计、控制和管理几个方面着手。

其中设计是根源和基础。

冰蓄冷低温送风空调系统的优化设计要在满足设计指标和安全运行的基础上,降低初投资成本,平衡不同用电时段的电力负荷,从而实现降低电力资源消耗和节约经济成本的最优化。

3.3 考虑电价以及用电限制的影响当地的电价政策是决定冰蓄冷空调系统适用性的关键指标。

峰谷电价差越大,冰蓄冷空调的经济效益越好。

国外相关数据显示,峰谷电价比达到2:1是采用蓄冷系统的门槛指标;峰谷电价比为2.5:1时,采用蓄冷系统可以创造较好的经济效益;峰谷电价比为3:1时,采用蓄冷系统创造的经济效益非常显著。

由于国内电价政策与国外不同,是否使用冰蓄冷空调还要考虑当地具体情况。

另外,当地对高峰时期的用电限制相关规定对设备容量具有重要影响,必须予以考虑。

3.4 考虑建筑物类型的影响建筑物类型、功能不同,其用电负荷分布也不一样。

如果建筑物用电负荷比较集中,且负荷多发生在用电高峰时期,那么采用蓄冷系统平衡用电费用,就可以实现较好的经济效益。

如果建筑物白天晚上用电负荷相差不大,或者当地用电高峰和低谷电价差额不大,那么冰蓄冷空调系统的经济效益就不明显,甚至不适合使用。

3.5 考虑当地典型年的气象资料的影响当地整个供冷季节的逐时冷负荷分布是选择冰蓄冷低温送风空调系统与否的重要参考,而逐时负荷是依据典型年的气象资料算出的。

全新风循环作为省能器供冷的地区,采用低温送风空调系统就不合适了。

3.6 改进制冷设备通過对设备的质量管控与改进,实现整体系统技术水平的提高。

积极吸收外国先进技术经验,去除冰蓄冷中央空调系统中的板式换热器,可以提高系统可靠性。

而通过采用变风量空调器、联结蝶阀和全部法兰、对管道内壁进行防腐处理、增加乙二醇溶液回收装置,防止溶液损失等相关技术措施,可以解决没有换热器的问题,从而实现节省初投资和运行费用的目的。

3.7 降低送风系统的温度空调系统的送风温度从常规的12℃降到4~12℃,同一条件下冷却空调负荷量减少,从而减少功率消耗的风机正常运行所消耗的功率,使系统节约能源和降低运营成本。

根据流体力学的风机功率公式可以得出,送风量减少会使风机所耗功率会三次方下降。

此外,送风量减少伴随着风管尺寸的减小,从而使系统减少了初投资。

因此,降低空气温度可以使冰蓄冷空调系统在实施“移峰填谷”的同时,并能降低系统的运行费用和初投资,取得了可观的经济效益。

3.8 增加热回收装置空调系统排风中的余热直接排放到大气中,既造成城市的热污染,又浪费了热能。

如果将排风中的余热(余冷)加以回收再利用,如加热生活热水、处理新风等,则可提高系统的整体能源利用率,达到节能的目的,同时又可降低机组负荷,节省初期投资。

热回收装置可分为两大类:全热回收装置和显热回收装置。

全热回收装置用具有吸湿作用的材料制作,既能传热又能传湿,可同时回收显热和潜热;显热回收装置则用不含吸湿作用的材料制作,只能传热,不能传湿,只能回收显热。

在设计中,对全热回收装置和显热回收装置的选择应因地而宜。

3.9 使用热管技术热管作为传热元件,由于其良好的传热性能,正越来越多地应用到各种工程项目中。

该热管应用在冰蓄冷系统,可以提高冰蓄冷空调的传热性能,提高能源利用效率。

3.9.1 直接式热管冰蓄冷采用热管冷凝段置于制冷系统的蒸发器中,热管的蒸发段置于蓄冰池中直接蓄冰,称为直接式热管冰蓄冷系統。

该系统由于热管热变换,从而克服制冷剂压降和回油困难,由于管道腐蚀和制冷剂泄漏现象,融冰过程由外向内融化,温度较高的冷冻水回水与冰直接接触,可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水,提高了能源的利用效率,因此特别适用于短时间内要求冷量大、温度低的场合。

系统的问题是,如果存储冰没有完全融化的冰块,将增加电力消耗及系统设计和安装难度。

3.9.2 间接式热管冰蓄冷采用二次冷媒将制冷系统与蓄冷系统进行连接,热管蒸发段置于蓄冷池中,冷凝段置于蓄冷池之上。

二次冷媒经制冷机组蒸发器降温后流经热管冷凝段进行换热,利用热管高效的传热特性对蓄冷池直接蓄冷,这种系统目前尚处于研究中。

该装置的最大优点在于无需对传统的制冷机组进行结构改装即可直接应用于工程中,且少量的热管破裂及泄漏均不影响系统的正常运行。

热管技术在设计中应注意,在热管冰蓄冷过程中,冰直接凝固在热管上,随着冰层厚度增加,传热热阻加大,将导致结冰速度缓慢,降低能源的使用效率。

若能使热管在结冰达到一定厚度后冰层自动从热管蒸发段脱落,使热管总是维持在一个传热热阻较小、换热性能较高的水平,这样将会显著提高整个蓄冷系统的效率,减少设备投资容量,也更为节能。

4 控制模式与常规空调系统不同,蓄冷系统可以通过制冷机组或蓄冷设备单独为建筑物供冷,也可以两者同时供冷。

在夜间,控制系统通过预测次日负荷的需求,决定当晚的蓄冰量,以免过量蓄冰,造成不必要的浪费;日间,则通过预测当日逐时负荷需求,测定冰槽剩余冰量,计算出包括制冷机组在内的整个系统在未来的供冷能力,并据此确定在某一给定时刻,多少负荷是由制冷机组提供,多少负荷是由蓄冷设备供给的,最终达到日间用完所有的蓄冰量,但又不至于过早用完,以充分发挥蓄冰系统的节能优势。

4.1 双工况主机制冰模式在夜间利用优惠的低谷价和低峰负荷,双工况主机全力制冰,将制得的冷量储存在蓄冰装置中。

打开双工况制冷机组蒸发器、冷凝器出口阀门,将制冷主机出来的低温乙二醇溶液(-6℃)泵入蓄冰槽中与水发生热交换,水放出潜热后在乙二醇管壁外结冰,乙二醇溶液吸收水的潜热后温度升高至-3.6℃。

随着制冷机不断的制取低温溶液,直到蓄冰结束,待白天高峰负荷时使用。

制冰结束结素有如下三个判断依据,其中一个条件满足时,系统即判断制冰结束,停止制冰工况。

(1)冰槽液位传感器指示已储存额定冰量。

(2)控制系统的时间程序指示为非蓄冰时间。

(3)当双工况主机出口温度低于-6℃(可调)时或蓄冰装置的出水温度降到-4℃(可调)。

4.2 基载主机直供运行方式当蓄冰槽释冷结束时或供冷负荷进行必需的临时调度时,仅基载制冷机组直接供冷,而蓄冰槽不工作。

通过控制器关闭双工况主机及相关附件,基载机组承担空调负荷。

此时,基载主机制取6℃的空调冷冻水经二次泵送到末端供冷,12℃的空调回水汇聚于集水器中经一次冷冻泵送入主机蒸发器再次制冷。

4.3 融冰单独供冷模式乙二醇系统中,把电动阀门调整到相应的开关状态,乙二醇溶液在主机(此时主机不供冷)、蓄冰装置、板换和乙二醇泵之间形成循环。

乙二醇溶液进入蓄冰装置,和冰槽内的冰进行热交换,冰吸收潜热发生相变,乙二醇溶液放出热量后温度降至4℃,进入板换和冷冻水进行热交换,产生6℃的冷冻水,满足空调的要求。

换热后的乙二醇溶液温度升高到10℃,再回到蓄冰装置降温。

此时,所有主机都不运行,仅有几台水泵和乙二醇泵再循环,所以运行费用很低。

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