2011冰蓄冷空调系统设计

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1、华电电力科学研究院杭州华电华源环境工程有限公司二○一一年十二月一、冰蓄冷技术发展历史背景1、30～60年代，减少冷机容量，降低初投资，主要用于影剧院、教堂、乳品加工厂等短时间降温、周期性使用的场所。随着制冷机制作成本的降低，逐渐失去吸引力。2、70～80年代，随着世界范围内的能源危机加剧，促使冰蓄冷技术迅速发展。主要在一些只在用电高峰时段使用空调的建筑物，如办公楼、大型商场内推广使用。3、80～90年代，除了转移尖峰用电时段的空调负荷目标外，又增加了利用冰蓄冷的“高品位冷能”，以提高空调制冷系统整体能效和降低制冷系统整体投资及建

2、筑造价、改善室内空气品质和热舒适性的目标。二、冰蓄冷技术原理在夜间用电低谷期，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。三、冰蓄冷技术特点①平衡电网峰谷荷，减缓电厂和输配电设施的建设和投资。②空调用户制冷主机容量减少，空调系统电力增容费和供配电设施费减少。③利用电网峰谷电力差价，降低空调运行费用。④冷冻水温度可降到1－4℃，可实现大温差、低温送风空调，节省水、风输送系统的投资和能耗。⑤空气相对湿度较低，空调品质提高。⑥具有应急冷

3、源，空调使用可靠性提高。⑦冷量对全年负荷的适应性好，能量利用率高。⑧通常在不计电力增容费的前提下，一次性投资较大。⑨蓄冷时由于制冷主机的蒸发温度较低，效率有所下降。⑩尽管由于制冷设备的减少可以减少空调机房面积，但要增加放置蓄冰设备的地方。四、冰蓄冷技术适应条件在执行峰谷电价且峰谷电价差较大的地区，具有下列条件之一，经经济技术比较合理时，宜采用蓄冷空调系统：①建筑物的冷负荷具有显著的不均衡性，低谷电期间有条件利用闲置设备进行制冷时；②逐时负荷的峰谷差悬殊，使用常规空调系统会导致装机容量过大，且经常处于部分负荷下运行时；③空调负荷高

4、峰与电网高峰时段重合，且在电网低谷时段空调负荷较小；④有避峰限电要求或必须设置应急冷源的场所；⑤采用大温差低温供水或低温送风的空调工程；⑥采用区域集中供冷的空调工程。⑦在新建或改建项目中，需具有放置蓄冰装置的空间。五、冰蓄冷系统分类冰盘管式冰片滑落式、冰晶式容积式融冰机理六、蓄冰盘管结冰、融冰性能六、蓄冰盘管结冰、融冰性能七、系统配置模式全量蓄冰分量蓄冰混合蓄冰全量蓄冰分量蓄冰融冰优先分量蓄冰主机优先三种模式的设备容量比较项目全量储冰融冰优先主机优先压缩机容量（RT）1131578478蓄冰容量（RTh）826042203480

5、八、系统流程冰蓄冷系统流程一般形式冰球并联流程盘管串联流程a.主机下游串联流程b.主机上游串联流程主机与蓄冰槽并联回水供水主机储冰槽主机与蓄冰槽串联回水供水主机蓄冰槽各种流程比较串联主机上游系统流程特点乙二醇系统供水温度低，根据要求可以提供2～4℃的低温乙二醇。制冷主机效率高，较并联流程提高3～4.5%，较主机下游串联流程提高9%。乙二醇侧大温差设计，较并联流程减小了乙二醇泵、管路及附件规格。系统乙二醇填充量约为冰球或冰板系统的1/4。系统控制简单，可以轻松实现各种工况切换及根据负荷情况选择主机优先或融冰优先的控制模式。系统运行

6、能耗低。系统流程更简单，布置紧凑，简化施工及维护管理。并联系统流程串联单级泵系统流程串联双级泵系统流程串并联系统流程外融冰系统流程九、系统控制策略及特点分量蓄冷系统的控制较复杂，除了保证蓄冷工况与供冷工况之间的转换操作以及空调供水温度控制以外，主要应解决制冷主机和蓄冷装置之间的供冷负荷分配问题，充分利用蓄冷系统节省运行费用。常用的控制策略有三种，即：主机优先，融冰优先和优化控制。制冷主机优先制冷主机优先控制特点主机满负荷运行，冷量不足由融冰补充在部分负荷时，主机出水温度下降，效率降低随着建筑物的负荷的降低，蓄冷装置的使用率也会降

7、低，不能有效的削减峰值用电而节约运行费用控制简单，运行可靠融冰优先融冰优先控制特点蓄冰装置按要求提供冷量，冷量不足由主机补充，主机经常运行在部分负荷下。主机出水温度设定较高，效率较高随着建筑物的负荷的降低，蓄冷装置的使用率能得到保证，能有效的削减峰值用电而节约运行费用控制较主机优先复杂，如果不能解决好释冷量的在时间上的分配问题，可能造成在某些时间段总的供冷能力不足。十、设计、计算1、工程概况●建筑性质、规模（面积、层高）、机房位置、变配电房、冷却塔位置、设备层承载、末端管材、末端定压方式等●尖峰负荷、使用时间、电价时段、供回水温

8、度等2、负荷确定●软件计算●逐时负荷系数●类似工程●由甲方提供的设计院计算数据3、系统流程选择（典型形式）●冰蓄冷流程：冰球并联流程、蓄冰盘管串联流程设备选型配置1、设备品牌a.制冷机组：约克、特灵、顿汉布什、麦克维尔、克莱门特b.水泵（乙二醇泵、冷冻水泵、冷却