冰蓄冷中央空调设计的问题分析.docx

冰蓄冷中央空调设计的问题分析 随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的 20%以上，使 得电力系统峰谷负荷差加大，电 网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，解决该问题的有效办法之一是应用蓄冷技术，将 空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期，均 衡城市电网负荷，达 到多峰填谷的目的。本文通过具体实例主要分析冰蓄冷中央空调系统设计中出现的若干问题。1、工程实例本项目位于深圳市宝安区，项 目总占地面积 3 万m2 ， 地 上总建筑面积约 15 万 m 2， 地 下总建筑面积约 5万 m2 。 建成后将是集商业 MALL、博 物馆为一体的项目。空调面积为 16 万 m2 ， 空 调使用时间为 9:00~23:00，夏季逐时计算冷负荷综合最大值 MALL 为4964 RT，博 物馆为 177 RT，并 夜间连续运行，M ALL设计日总冷量为 58361 RT·h，本项目商业 MALL、博物馆设置一个集中的冰蓄冷制冷站。1.1 基载负荷设计分析由于此工程中，冰 蓄冷空调系统需部分夜间运行，而且所需的冷负荷比较大。因此，传统的冰蓄冷系统利用夜间用电低峰时蓄冷补偿白天高峰耗电量的优势不能彻底发挥，需要对夜间冷负荷做出设计预留。在这里，把此工程的夜间冷负荷称为基载负荷。计算以夜间所需的冷负荷为依据选择相应的基载主机。然后从总负荷中扣除基载主机所承担的负荷，再 配制冷主机与蓄冰槽。1.2 设备选型计算制冷主机容量 q c ：式中：Q 为设计日空调总冷量，k Wh；C L 为有换热设备时双工况主机制冷工况系数，取 0.8；n 1 为白天双工况主机制冷运行小时数，取 13 h；C f 为制冷机制冰工况系数，本 项目采用的水冷冷水机组都取 0.65；n 2 为制冷机制冰工况下的日运行小时数，取 8 h。计算可得：q c==205256/(0.8 伊1 3 +0.65 伊8 ) =13157kW=3741 RT根据以上结果选取两台基载工况螺杆式冷水机组（ 200 RT），三 台双工况离心式冷水机组（ 制冷工况1200 RT、制 冰工况 800 RT）。1.3 蓄冰装置容量计算蓄冰装置容量 QS：计算可得：Q S=8伊0 .65伊3 800=19760 RT· h根据上述分析，建 立典型设计日冰蓄冷系统负荷分布图，如图1所示：图 1 典型设计日冰蓄冷系统负荷详细的负荷平衡策略如下：1）夜 间 23:00～次日 7:00，电 力谷段，共 8 h 低谷电，该时段由 3 台1200 RT 双工况主机满载进行冰蓄冷，总 蓄冷量 19560 RT· h。2）9 :00～12:00，电价峰段，此时段空调负荷为3800~4700 RT，负 荷较大，该 时段运行策略为优先保证蓄冰装置较大融冰速率供冷，基载主机满载运行，双工况主机台数适时投入。3）1 2:00～14:00，电力平段，此时空调负荷约为4600 RT 左右，该时段供冷策略为优先满载运行基载主机和双工况主机，不 足部分由蓄冰槽补充。4）1 4:00～17:00，电 价峰段，此 时空调负荷已经达到设计峰值，因 此该时段运行策略为优先保证蓄冰装置最大融冰速率供冷，基 载主机满载运行，双 工况主机台数适时投入。5）1 7:00～19:00，电 力平段，此 时空调负荷约 4900RT 左右，负 荷较高，供 冷策略优先满载运行基载主机和双工况主机，不 足部分由蓄冰槽补充。6）1 9:00～22:00，电价峰段，此时段空调负荷为3400~4500 RT，负 荷较大，该 时段运行策略为优先保证蓄冰装置较大融冰速率供冷，基 载主机满载运行，双工况主机台数适时投入。综上所述，蓄冰设备：选用7台3X（ 3X318）R T·h内融冰式蓄冰罐，总 畜冰量为 20234 RT·h。集中冷源系统制冷机房拟设置于地下二层，机房制冷主机区域净高要求 5.0m，蓄 冰区域净高要求5m；配 套冷却塔拟设置于屋顶，冷 却水系统设计供回水温度为：常规工况下 32/37益，蓄 冰工况下30/33益。2、蓄冰装置和冷水机组串联位置的选择2.1 蓄冰装置在冷水机组下游计算首先考虑把蓄冰装置置于冷水机组的下游，如图2，这 种系统结构允许冷水机组最先获得由换热盘管出来的最热的载冷剂。同时出冷水机组的载冷剂的温度也较高。图2蓄冰装置位于冷水机组下游由图 2可知，冷 水机组把载冷剂从 14.4 益冷却到7 益，机 组的 COP 值可以达到 5.22。下游的蓄冰罐再把载冷剂从7 益冷却到 3.5 益。在这个温度下，蓄 冰装置能够提供所蓄冷的制冷量为 18772 RT· h。而为了满足建筑空调日总冷量 583