基于冰蓄冷空调系统设计论其节能措施

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1、基于冰蓄冷空调系统设计论其节能措施基于冰蓄冷空调系统设计论其节能措施　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。所谓空调冰蓄冷技术，就是在夜间用电低谷期，采用电制冷机制冷，将冷量以冰的形式储存起来。而在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足建筑物空调负荷的需要。本文拟从介绍冰蓄冷空调系统设计方法入手，针对该系统初投资较高的现实问题，分析介绍几种实用冰蓄冷空调系统设计的节能优化措施。　　　　空调负荷计算　　采用“冷负荷系数

2、法”，分别计算出围护结构、照明、设备、新风等各项逐时冷负荷(每日24h的逐时冷负荷)，并准确提供典型设计日的日负荷图。　　蓄冰系统选择　　蓄冷模式选择　　(1)全蓄冷式：蓄冰时间与空调时间完全分开，设计日电力峰段的总冷负荷全部由蓄冰装置提供。这种运行方式多用于间歇性空调场合，如体育馆、影剧院、写字楼等，但其制冷器容量大，初投资费用高[1]。　　(2)部分蓄冷式：设计日电力峰段的总冷负荷，一部分由蓄冰装置提供，另一部分由制冷机承担，这种方式既能降低初投资，又能节省运行费用,因此被广泛应用于各种工程项目中。　　蓄冷主机选择　　根据所选定的蓄冷模式来确定蓄冷主机容量，

3、全蓄冷式由于电力峰段的总冷负荷全部由蓄冷装置提供。因此主机所需容量大，部分蓄冷式主机容量则要小许多，但部分蓄冷式主机选择时，还要充分考虑和分析蓄冷比例。蓄冷比越大，蓄冰主机容积越大，运行费用越高；蓄冷比越小，蓄冷优越性不明显，且相应的制冷机容量越大。因此，必须选择合适的蓄冷比，才会实现既节能又节省初投资的最佳效果。一般，最佳蓄冷比以30%～70%为宜。空调蓄冰系统用冷水机组需要适应空调工况和蓄冰工况，在设计蓄冰空调系统时，应掌握冷水机组在不同工况下运行时的制冷量变化，制冷机容量也应考虑5%～10%的余量。此外,必须确定蓄冰期载冷剂的供水温度[2]。　　蓄冰装置的

4、选择　　据所选蓄冰主机容量及蓄冷比,可按下式计算蓄冰装置容量:　　Qx=Q•n•β,(1)　　式中:Qx为蓄冰装置容量，kW•h；Q为空调工况下主机容量，kW；n为蓄冰小时数，h；β为蓄冷比。　　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。　　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℃[3

5、],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。使用该措施需要注意:由于送风温度降低和送风量减少，若直接进入空调区域,容易发生送风装置表面凝露,且低温空气会使人身上的温差过大而产生不适。因此,必须采取特别的措施来有效地避免这种情况。譬如采用诱导器混合

6、风箱向室内送风,用专用散流器向室内送风等。另外,还要对管道保温材料及保温层厚度等加以研究,做好风管保温,以防水蒸气凝结带来的损失。　　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

7、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，研究表明,广州、深圳等冬冷夏热且全年湿度较大的城市,全热回收装置的热回收效果要高于显热回收装置。而像哈尔滨、沈阳等北方城市,则显热回收效果要比全热回收效果好。因此,在设计中要结合各地气候条件综合考虑；另外,如果全热回收装置排风道与送风道之间不严密,可能出现送排风渗混的情况。因此,当排风中存在有毒、有害气体时,不宜采用全热回收装置。　　采用热管技术　　热管作为传热元件，因其优良的传热特性，越来越多地被推广应用到各种项目工程中。将热管应用于冰蓄冷系统中,可以改善冰蓄冷空调的传热性能,提高能源的使用效

8、率[4]。　　直接式热管