2008-06-16 16:27 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著(zhù)現代工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高。中央空調的應用越來(lái)越廣泛,其耗電量也越來(lái)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,使得電力系統峰谷負荷差加大,電網(wǎng)負荷率下降,電網(wǎng)不得不實(shí)行拉閘限電,嚴重制約著(zhù)工農業(yè)生產(chǎn),對人們正常的生活帶來(lái)不少影響。解決該問(wèn)題的有效辦法之一是應用于蓄冷技術(shù),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(shù)的原理,簡(jiǎn)而言之,是利用夜間電網(wǎng)多余的谷荷電力繼續運轉制冷機制冷,并以冰的形式儲存起來(lái),在白天用電高峰時(shí)將冰融化提供空調服務(wù),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(lèi):冰蓄冷和水蓄冷。
一、冰蓄冷
顧名思義蓄冷介質(zhì)以冰為主,不同的制冰開(kāi)式,構成不同的蓄冷系統。蓄冷系統的思想通常有兩種,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的裝置容量時(shí),一般有兩種情況,
1、空調系統夜間不運行,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(diǎn)時(shí)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(shí)數,由于白天制冷機不一空均為滿(mǎn)載運行,計算時(shí)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(shí)數。
Cf:冷水機組系數,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。
根據這個(gè)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。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(jìn)行蓄冷,可直接與常規系統區配,無(wú)需其它專(zhuān)門(mén)設備。
其優(yōu)點(diǎn)是:投資省,維修費用少,管理比較簡(jiǎn)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的消防水池,在確定制冷機容量與蓄冷槽的容量時(shí),可根據消防水池的容量來(lái)計算出蓄冷量,然后根據剩余負荷量來(lái)確定制冷機組的制冷量。最后校核一下冷水機組能否滿(mǎn)足夜間蓄冷的需要。
三、現以某工程為例來(lái)對蓄冷系統和冰蓄冷系統做一經(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(lèi)工程。其功能主要以辦公為主,空調運行時(shí)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:
因為常規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(shí)際能夠利用的冷量為4060KW,其負擔的空調面積數為5000,制冷主機的容量為6844KW,蓄冷量占總冷量的比率為場(chǎng)4060/9854=41%,我們選用696KW立式螺桿機組一臺,滿(mǎn)足夜間蓄冷池的蓄冷要求。
因水池供冷為開(kāi)式系統,為節省空調系統的運行費用,應最大限度地降低蓄冷池供冷泵的揚程,我們在進(jìn)行系統設計時(shí),將整幢主樓分成高、低兩個(gè)區,低區空調面積5000m2,采用蓄冷池供冷,為開(kāi)式系統,高區空調面積7000m2,采用制冷機組供冷,為閉式系統。
2、冰蓄冷系統
我們采用部分蓄冷方式,根據公式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:
內容 | 規格 | 數量 | 單位 | 功率(KW) | 價(jià)格 (萬(wàn)元) | 合計 | ||
功率(KW) | 總價(jià)(萬(wàn)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(jià)僅供參考。
以上分析比較來(lái)看,水蓄冷系統不僅從節能而且從節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(lái)分析一下:
根據公式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(lái)說(shuō),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(gè)比率下,制冷機與蓄冷槽容量配置為最佳,對冰蓄冷而言,因蓄冰槽可根據蓄冷量的大小來(lái)配置,不受任何限制,我們就可根據這一比率來(lái)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(zhì)及使用功能有關(guān),與建筑面積沒(méi)有關(guān)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(zhì)及使用功能有關(guān),與建筑面積沒(méi)有關(guān)系,那么在這一條件下,對空調面積較小的建筑物來(lái)說(shuō),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,對空調面積較小的建筑物來(lái)說(shuō),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,同時(shí),應與水系統的分區結合起來(lái)。
以上是作者的一點(diǎn)觀(guān)點(diǎn)和看法,懇請同行給予指正。
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