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上海保利大剧院冰蓄冷工程
上海保利大剧院冰蓄冷工程
冰蓄冷空调技术相对于常规空调技术的不同在于冰蓄冷系统的供冷冷源包括制冷主机以及冰蓄冷装置。在相同的空调负荷下,冰蓄冷系统有多种设备配置方案可供选择,在相同的设备配置下,冰蓄冷系统的供冷方式可以通过灵活调整制冷主机以及蓄冰装置的供冷比例做到千变万化。但万变不离其宗,任何建筑物都有最适用于其自身的某种冰蓄冷空调系统的最优化集成方案。结合本工程的建筑功能,将“系统最优化”作为本冰蓄冷中央空调系统集成的逻辑主线并剖析以上不同的重要命题。
1 工程概况
本1500座的大剧场、一个400多座的多功能厅、排练厅、车库、公共服务空间、交通服务用房等组成,建筑主体为一幢100米×100米,高34.1米的正方形建筑。建筑总面积为54934 平方米(包含建筑地下室面积);20064 平方米;地上34870平方米。
系统冷源采用冰蓄冷形式,可实现等四种工况运行。℃,冰蓄冷系统采用双工况主机上游的串联形式,蓄冰装置采用不完全冻结式的蓄冰盘管,蓄冰容量不低于4140RTh;双工况主机为2台0kW螺杆式冷水机组。载冷剂采用浓度为25%的乙二醇溶液。 冰蓄冷空调系统简介
.1 冰蓄冷空调系统原理
冰蓄冷空调系统是指在夜间低谷电时段将建筑物所需的空调冷量全部或者部分以冰的形式制备并储存起来,在非电力低谷时段融冰供冷的一种空调系统。
.2 冰蓄冷技术特点
冰蓄冷空调技术之所以得到各国政府以及工程技术界的重视,重要原因之一是冰蓄冷技术具有卓越的移峰填谷功能,是电力需求侧管理的重要技术手段。冰蓄冷技术具有以下特点:
冰蓄冷技术具有卓越的“移峰填谷”的作用
平衡电网昼夜峰谷电力负荷,减缓电厂建设,提高火电厂发电效率。
减少制冷主机容量,减少空调系统电力工程贴费及配电设施费用。
合理利用峰谷电价差价,显著降低空调系统运行费用。
空调系统使用更加灵活,节假日、休息日等小负荷状态下,可融冰供冷,无需开启制冷主机,避免制冷主机低效运行,节能效果明显。
蓄冰装置的冰蓄冷量可作为应急冷源,在停电时只需开启水泵即可供冷,提高了空调系统的可靠性。
冷冻水温度可降至2~4℃, 可实现冷冻水大温差或低温送风,降低水管、风管的口径,降低建筑层高。低温送风技术可降低室内相对湿度,提高空调舒适性。
使空调冷水机组更平稳地运行,更多时间处于满负荷工作状态,提高冷水机组的利用率和使用寿命。
供冷启动时间短,只需15-20分钟即可达到所需温度,常规系统约需1小时。
冰蓄冷系统设计要点综述
采用分量蓄冰模式设计,合理配置主机容量和蓄冰容量,使系统技术经济性最优;根据不同冰蓄冷工程项目的实际情况,通常有两种蓄冰模式可供选择,一种称之为全量蓄冰模式,与之相对称之为分量蓄冰模式。
分析:
1)全量蓄冰模式与分量蓄冰模式最大的差异在于蓄冰率的高低,全量蓄冰模式蓄冰率达100%,转移电量最多,运行费用最低,但在制冷机组、蓄冰装置上投入过多,经过经济比较,投资回收期反而较分量模式长。目前国内绝大多数冰蓄冷工程项目均采用分量蓄冰模式。
2)由于全年空调负荷存在不均衡性,在负荷逐渐下降时,分量蓄冰系统的蓄冰率会逐渐上升,避免了全量蓄冰模式在部分负荷下系统设备闲置过多的问题。
采用制冷主机上游、蓄冰盘管下游的单级泵串联系统流程,本系统形式效率高、控制简单可靠、使用灵活。该系统流程在全球数千工程实例中已经得到了应用;
冷冻水供回水温度为6/13℃,温差为7℃;
采用的双工况主机为2台螺杆式冷水机组;
蓄冰盘管蓄冰能力不小于4140RTh。
冰蓄冷主机上游单级泵串联流程示意图
1 双工况制冷主机 2 蓄冰装置 3 供冷板式换热器 4 乙二醇泵
5 冷冻水泵 6 温度传感器 7 电动调节阀
空调负荷分布
.1夏季设计日空调冷负荷分布表
时段 逐时负荷(KW) 时段 逐时负荷(KW) 8:00-9:00 1158 16:00-17:00 2270 9:00-10:00 1154 17:00-18:00 2527 10:00-11:00 1189 18:00-19:00 3730 11:00-12:00 1376 19:00-20:00 3704 12:00-13:00 1437 20:00-21:00 3700 13:00-14:00 1450 21:00-22:00 3600 14:00-15:00 1278 22:00-23:00 0 15:00-16:00 1278 23:00-24:00 0 总计 29851
4.2夏季设计日逐时空调负荷分布图
系统主要设备优化选型
5.1 制冷主机
由于本项目选用分量蓄冰,根据设计日的逐时负荷,按主机优先模式,采用的双工况主机为2台空调工况下制冷
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