2008-06-16 16:27 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高。中央空調的應用越來越廣泛,其耗電量也越來越大,一些大中城市中央用電量已占其高峰用電量的20%以上,使得電力系統(tǒng)峰谷負荷差加大,電網(wǎng)負荷率下降,電網(wǎng)不得不實行拉閘限電,嚴重制約著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對人們正常的生活帶來不少影響。解決該問題的有效辦法之一是應用于蓄冷技術,將空調用電從白天高峰期轉移到夜間低谷期,均衡城市電網(wǎng)負荷,達到多峰填谷的目的,蓄冷技術的原理,簡而言之,是利用夜間電網(wǎng)多余的谷荷電力繼續(xù)運轉制冷機制冷,并以冰的形式儲存起來,在白天用電高峰時將冰融化提供空調服務,從而避免中央空調爭用高峰電力,最常用的蓄冷方式主要有兩大類:冰蓄冷和水蓄冷。
一、冰蓄冷
顧名思義蓄冷介質以冰為主,不同的制冰開式,構成不同的蓄冷系統(tǒng)。蓄冷系統(tǒng)的思想通常有兩種,完全蓄冷與部分蓄冷。因為部分蓄冷方式可以削減空調制冷系統(tǒng)高峰耗電量,而且初投資夜間比較低所以目前采用較多,在確定部分負荷蓄冷系統(tǒng)的裝置容量時,一般有兩種情況,
1、空調系統(tǒng)夜間不運行,僅白天運行,或者夜間運行的空調負荷較小,在這種情況下,選擇制冷機的最佳平衡計算公式應為
qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc,
式中qc:以空調工況為基點時的制冷機制冷量,kw,Qs:蓄冰槽容量,KWH;
N1:白天制冷主機在空調工況下的運行小時數(shù),由于白天制冷機不一空均為滿載運行,計算時該值可。0.8-1.0)n. N2:夜間制冷主機在蓄冷工況下的運行小時數(shù)。
Cf:冷水機組系數(shù),即冷水機組蓄冰工況制冷能力與空調工況制冷能力的比值,一般活塞式與離心式冷水機組約為0.65,螺桿式冷水機組約為0.7.它取決于工況的溫度條件和機組型號。
根據(jù)這個公式,我們結合具體的工程,就可得出應配置的冷水機組的制冷能力與蓄冰槽容量。
2、空調系統(tǒng)部分夜間運行,而且所需的冷負荷比較大。在這種情況下,我樣一般以夜間所需的冷負荷為依據(jù)。選擇基載主機。然后從總負荷中扣除基載主機所承擔的負荷,再按第一種情況合理配制冷水機與蓄冰槽。
二、水蓄冷水蓄冷是利用3-7°C的低溫水進行蓄冷,可直接與常規(guī)系統(tǒng)區(qū)配,無需其它專門設備。
其優(yōu)點是:投資省,維修費用少,管理比較簡單。但由于水的蓄能密度低,只能儲存水的顯熱,故蓄水槽上地面積大。如若利用高層建筑內(nèi)的消防水池,在確定制冷機容量與蓄冷槽的容量時,可根據(jù)消防水池的容量來計算出蓄冷量,然后根據(jù)剩余負荷量來確定制冷機組的制冷量。最后校核一下冷水機組能否滿足夜間蓄冷的需要。
三、現(xiàn)以某工程為例來對蓄冷系統(tǒng)和冰蓄冷系統(tǒng)做一經(jīng)濟比較分析
某高層建筑總建筑面積15000m2,空調面積12000m2,建筑物總高度54M為高一類工程。其功能主要以辦公為主,空調運行時間為8:00-18:00,消防水池的有效容積為600m3.
設計日全日最高負荷為:1232KW;設計日全日總冷量9854kwH,
1、水蓄冷系統(tǒng):
因為常規(guī)頓漢布什螺桿機低溫保護溫度為4℃,我們設定水池取冷溫度為5.5℃,回水溫度12℃,則總蓄冷量為4524,考慮到冷量損失,我們確定實際能夠利用的冷量為4060KW,其負擔的空調面積數(shù)為5000,制冷主機的容量為6844KW,蓄冷量占總冷量的比率為場4060/9854=41%,我們選用696KW立式螺桿機組一臺,滿足夜間蓄冷池的蓄冷要求。
因水池供冷為開式系統(tǒng),為節(jié)省空調系統(tǒng)的運行費用,應最大限度地降低蓄冷池供冷泵的揚程,我們在進行系統(tǒng)設計時,將整幢主樓分成高、低兩個區(qū),低區(qū)空調面積5000m2,采用蓄冷池供冷,為開式系統(tǒng),高區(qū)空調面積7000m2,采用制冷機組供冷,為閉式系統(tǒng)。
2、冰蓄冷系統(tǒng)
我們采用部分蓄冷方式,根據(jù)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
根據(jù)上式我們選用一臺700KW雙工況水冷螺桿機組,蓄冰槽的蓄冷量為3920kwH。
其冷凍站配置及概算如下:
內(nèi)容 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 | 功率(KW) | 價格 (萬元) | 合計 | ||
功率(KW) | 總價(萬元) | |||||||
主機 | 24AUJ8H7 | 1 | 臺 | 157 | 68 | 157 | 68 | |
冷卻塔 | LBC-M-3-200 | 1 | 臺 | 7.5 | 5.0 | 7.5 | 5.0 | |
冷凍水泵 | KQL125-160A | 2 | 臺 | 5 | 1.03 | 18.5 | 2.06 | |
冷卻水泵 | KQL150-315 | 2 | 臺 | 30.0 | 1.19 | 30.0 | 2.38 | |
鹵水泵 | KQL125-160A | 2 | 臺 | 18.5 | 1.03 | 18.5 | 2.06 | |
供熱泵 | KQL100-200A | 2 | 臺 | 18.5 | 1.06 | 18.5 | 2.12 | |
板換 | 270m2 | 2 | - | 27.0 | - | 27.0 | - | |
蓄冰槽 | 420型 | 3 | 臺 | - | 17.0 | - | 51.0 | |
電控 |
- |
- |
- |
- |
25.0 |
- |
25.0 | |
合計 |
- |
- |
- |
- |
231.5 |
- |
182.0 |
注:造價僅供參考。
以上分析比較來看,水蓄冷系統(tǒng)不僅從節(jié)能而且從節(jié)省初投資方面都具有很大的優(yōu)越性,它充分利用了建筑的消防水池,不再占用建筑面積,節(jié)省了機房面積,但我們不能因此而完全肯定水蓄冷,否定冰蓄冷,他們各用各自的適用范圍,下面我們來分析一下:
根據(jù)公式qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc
我們可得出蓄冷比率:
η=Qs/Q=(N2Cfqc)/Q=(N2Cfqc)/[(N1+CfN2)×(N2Cfqc)/Q]
=1/[1+(N1/(CfN2))
對于一般的辦公建筑來說,N1、Cf、N2均為確定值,分別為8.5,8,0.7,則η=1(1+8.5/0.7×8)=39.7%
在這個比率下,制冷機與蓄冷槽容量配置為最佳,對冰蓄冷而言,因蓄冰槽可根據(jù)蓄冷量的大小來配置,不受任何限制,我們就可根據(jù)這一比率來確定蓄冷量,從而配置出相應的制冷機與蓄冰槽,但對水蓄冷而言,因為它利用的是消防水池,而建筑物消防水池的容積只與建筑物的性質及使用功能有關,與建筑面積沒有關系,那么在這一條件下限制下,對于空調面積只與建筑物的性質及使用功能有關,與建筑面積沒有關系,那么在這一條件下,對空調面積較小的建筑物來說,水池所蓄存的冷量占全日總冷量的比率接近于39.7%,則我們建議采用冰蓄冷系統(tǒng),對空調面積較小的建筑物來說,水池所蓄存的冷量占全日總冷量的比率接于39.7%,甚至高于39.7%,則我們應采用水蓄冷系統(tǒng),同時,應與水系統(tǒng)的分區(qū)結合起來。
以上是作者的一點觀點和看法,懇請同行給予指正。
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