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新节能技术:水蓄冷中央空调

文章出处:东莞市铭迅空调机电工程有限公司官网作者:SDW 人气:-发表时间:2015-03-09 14:45:00

 水蓄冷的基本原理

常规电制冷 中央空调 系统分为两大部分:冷源和末端系统。冷源由制冷机组提供6-8℃冷水给末端系统,通过末端系统中的风机盘管、空调箱等空调设备降低房间温度,满足建筑物舒适空调要求。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。

水蓄冷的基本方法
自然分层蓄冷是一?#20013;?#20919;效?#24335;?#39640;、经济效益较好的蓄冷方法,目前应用得较为广泛。水的密度与其温度密切相关,在水温大于4℃?#20445;?#28201;度升高密度减小,而在0~4℃范围内,温度升高密度增大,3.98℃时水的密度最大。自然分层蓄冷就是依靠密度大的水自然会聚集在蓄冷罐的下部,形成高密度水层的趋势进行的。在分层蓄冷中使温度为4~6℃的冷水聚集在蓄冷罐的下部,而10—18℃的热水自然地聚集在蓄冷罐的上部,来实现冷热水的自然分层。为了实现自然分层的目的,要求在蓄冷和释冷过程中,热水始终是?#30001;?#37096;散流器流入或流出,而冷水是从下部散流器流入或流出,应尽可能形成分层水的上下平移运动,为了防止水的流入和流出?#28304;?#23384;冷水的影响,在自然分层水蓄冷罐中采用的散流器应使水流以较小的流速均匀地流入蓄冷罐。
水蓄冷空调的优点
经济
制冷系统的容量只需按照日平均负荷选择即可,通过利用消防水池、原有蓄水设施或建筑物地?#29575;业?#20316;为蓄冷容器在避免“大马拉小车”的同时降低了初投资,使用期间单位蓄冷投资随着水蓄冷罐的体积的增大而降低,实践证明水蓄冷是一种经济可靠的电力调峰、节能技术。
实用
可以使用常规冷水机组,适用于常规供冷系统的扩容和改造。并且能够实?#20013;?#20919;和蓄热的双重用?#23613;?br /> 节能
夜间气温降低,制冷效率随之提高6—8%,系统满负荷运转时间大幅度增加,而使空调系统的总节电率达10%一22%。
合理
作为备用冷源,增加了空调系统的可靠性;结?#31995;?#28201;送水和低温送风,降低了设备的噪音;主机在最佳状态下运行;满负荷运行时间增加,部分负荷运行时间减少,节省维护保养费用。
水蓄冷空调的适用场合
水蓄冷空调由于在夜间需要开动制冷机组进行蓄冷,因此它最适合在夜间没有供冷要求或仅需部分供冷的场所。适合采用水蓄冷技术的具体场合与冰蓄冷空调相同。与冰蓄冷技术相比,水蓄冷技术更适合应用于改造项目,在无需进行任何改动的情况下,只需在原系统中添加水蓄冷设?#26438;?#38656;的管路即可,对原有系统没有任何影响。


大温差水蓄冷典型系统构成
系统的基本组成如图所示(可以部分地下或者全地下结构)。
调荷设施?#24230;?#36816;转?#20445;?#38400;K热、K冷开启,K旁关闭。供冷泵的启停及其出口阀开度由楼宇的需冷量而定,冷水机?#32479;?#20919;泵的开停则由电价的时?#20301;?#20998;而定,二者互不干扰。 
充冷工况:电力低价时段,冷水机满载运转,其输出水量G1大於楼宇所需的冷冻水量G2,余量二G3=G1—G2自贮柜“冷端”输入经均流布水环槽注入贮柜底部。柜内冷冻水与回水的交界面上升,升达上布水环槽上缘,充冷过程终结。放冷工况:楼宇所需冷冻水量G2大於冷水机出水量G1?#20445;珿3二G1—G2<0,自贮柜底部输出的冷冻水经供冷泵馈至楼宇,在换热升温后经K热返回贮柜上布水环槽。贮柜内,冷冻水与回水的界面下降。
水蓄冷的基本设备
实施水蓄冷所需增加的设备包括:蓄冷水池、充冷水泵、放冷水泵、板式换热器、自动控制系统?#26696;?#31181;管路调节阀。其中又以蓄冷水池为核心部分。
·蓄冷水池采用深圳精典子制冷公司大温差水蓄冷中央空调蓄冷系统,冷端与热端采用均流环槽全周布水。考虑?#38477;?#26495;的承重,水池浇灌钢筋混凝土,内壁做防腐层、保温层、防水层,根据水池高度设置测温点,通过控制面板可随时监测水温情况。池?#30001;?#31471;跟下端设置布水器,有数以千计极其细小的布水孔,经过三次提?#23433;?#27700;的方式,水通过佩水帽以非常低的流速缓缓进入蓄水池,保证充冷的时候水温稳定在主机设置的出水温度,放冷的时候回水与蓄冷水池所蓄的冷冻水不会与原有水混合,中间形成一个极薄的温度过渡层。
·充放冷水泵?#30452;?#22312;水池充冷或放冷的时候开启。

 

板式换热器由于蓄水池为全地下结构,为了防止原有空调冷冻水系统中的水倒流回到蓄冷水池,利用板式换热器分开两个水系统,同时利用换热器的特性,把晚上贮存起来的4~C的冷冻水与空调12℃的回水进行热交换,根据空调末端负荷要求,达到所需的温度。


·自动控制系统通过对制冷主机、水蓄冷槽、板式换热器、系统水泵、冷?#27492;?#31995;统管路调节阀等设备的运行进行监测和控制,调整蓄冷系统应用工况的运?#24515;?#24335;,在安全和经济的条件下给空调末端系统提供稳定的供水温度。


供冷方式和比较
本系统可以提供三种供冷方式:1.供冷机单独供冷:制冷机按照原有方式运行。2.蓄冷槽单独供冷方式:利用夜间低谷电开启制冷机,制备冷冻水并储存在蓄冷槽中。白天开启冷冻水泵即可完成供冷。3.制冷机与蓄冷槽联合使用:在每年极端炎热的有限时间,空调负荷很大时使用,白天由制冷机提供部分冷量、蓄冷槽提供部分冷量。大温差水蓄冷与冰蓄冷的比较:水蓄冷的缺点——大温差储槽与冰桶(冰槽)实体体积之比约为3.8—4.5:1,计及冰桶与冰桶之间所必需的空隙(通?#39304;?#24320;盖距离等),两者所需空间之比约为2.1—2.8:1。水蓄冷的优点——水蓄冷可节省制冷用电10%以上,冰蓄冷的用电量则高于常规空调的1/3左右。水蓄冷储槽可实施夏季蓄冷,冬季蓄热,做到蓄冷、蓄热两用,而冰蓄冷不可能做到。冰蓄冷的总投?#26102;?#22823;温差水蓄冷大很多,所以现在国内运行的冰蓄冷系统基本上都采用约1/3削峰运行,否则,将大量增加工程造价,而我公司开发的大温差水蓄冷一般采用全削峰运行。水蓄冷的投资回报情况东莞一家电子厂建筑总面积20,000㎡,空调运行时间为9:00”21:00,设计日最高负荷为:476万kcal/h,设计日全日总冷量为:4898万kcal。


原有常规系统配置了2台800RT的冷水机组,由于夜间无负荷,同时又有条件建筑蓄水池或罐,符合合同能源管理实施条件。具体实施步骤为:节能公司为客户全额投资建造一个4600立方米的蓄水池(地下)及其辅助设备。这样可以转移80%以?#31995;?#30333;天用电量,改造后节约电费大约为50万元。下表为改造前和改造后的电费比较。


水蓄冷空调系统概况
对于新建项目,由于引入大温差水蓄冷系统, 中央空调 可以不按照最高冷负荷来设计,只需要满足最热时节的日平均负荷就可。这样可以显著降低制冷主机、冷?#27492;?#21644;相关配套设施的造价。由于系统实现了电力负荷的?#21697;?#22635;谷,工程?#24230;?#36816;行以后,可以有效降低空调电?#36873;?#36890;过蓄冷系统而不是空调主机来调节负荷大小,开机时主机总处于最?#36805;?#33655;状态运行,减少了运行台时数,从而减少了空调维护费用。

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