空调知识培训 冰蓄冷技术

空调知识 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 冰蓄冷技术 冰蓄冷基础知识 现代城市的用电状况是，一方面电力负荷急剧增长;另一方面电量增长却相对滞后，电网负荷率不断下降。一般在白天出现用电高峰，供电能力不足，为满足高峰用电不得不新建电厂，而在夜间的用电低谷时段却又有电送不出、电厂在低负荷下低效率运转。人们采用各种办法来缓解这一矛盾，例如建抽水蓄能电站等。 由于空调系统用电负荷一般均在白天用电高峰阶段,在电力谷荷段用量甚少,因此空调系统用电量极大加剧了电网的峰谷负荷差。而在中央空调中,制冷系统的用电量通常占整个空调系统用电量的40 %,50 %[4 ] ,如果能把制冷系统的部分甚至全部用电量转移至夜间电力低谷时段,则对平衡电网负荷,提高电网负荷利用效率将产生十分积极的作用。因此,“蓄冷空调”就成为电力部门和空调制冷界共同关注的目标,双方遂携手共同推进其应用。 所谓蓄冷(Thermal Storage) ,即是在晚间电力谷荷阶段,利用电动制冷机制冷,把冷量按显热或潜热的形式蓄存在某种介质中,到白天用电高峰期,把储存的冷量释放出来,以满足建筑物空调或生产工艺的需要。这样,制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期,而在白天高峰期只有部分或辅助设备在运行,从而实现电网负荷的移峰填谷。蓄冷系统种类较多,按蓄存冷量的方式可分为显热蓄冷和潜热蓄冷;按蓄冷介质分类,可以有水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷。冰蓄冷是将水制成冰储存冷量,它是潜热蓄冷的一种方式。由于水的比热容为 4118kJ /kg ,设水蓄冷的供回水平均温差为10 ?,和水蓄冷相比,蓄冰槽的容积只有水蓄冷的2/ 3,1/ 5。因此,可大大地减少蓄冰槽的体积,也正是这种特点,极大地促进了冰蓄冷技术的推广和应用。 一、冰蓄冷系统原理和构成 冰蓄冷空调系统主要由冷水主机、蓄冰装置、板式换热器、自动控制系统以及泵阀组成。运常规空调系统相比冰蓄冷系统需要增加的特殊装置有:蓄冰设备，乙二醇管路和水泵，板式换热器(绝大多数系统选用，乙二醇和水管路分隔并换热)。系统包括制冰(融冰)循环系统和制冷主机制冷循环系统，如图所示: 乙二醇泵 V3 冷冻泵 板用 换户 冰V1 槽 冷机 V4 V2 主机制冰:开启阀门V、V，关闭V、V ; 1324 主机供冷:开启阀门V，关闭V 、V、V; 2134 融冰供冷:开启阀门V、V 、V，关闭V，通过调节V、V控制124312融冰供冷量;主机与蓄冰系统联合供冷:开启阀门V、V、V、V，1234 通过调节V、V控制融冰供冷量。 12 主机蓄冰供冷: 二、冰蓄冷系统分类 2.1 外融式冰蓄冷系统 外融冰:温度较高的空调回水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰水槽，使盘管表面上的冰层自外向内逐渐融化，这种融冰过程称为外融冰。由于空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快，来自蓄冰槽的供水温度可低达1?左右。为了使外融冰系统能达到快速融冰放冷，蓄冰槽内水的空间应占一半，即蓄冰槽的蓄冰率(IPF)不大于50%，故蓄冰槽容积较大。 外融式冰蓄冷系统由食品冷冻行业中的乳品冷却设备改制发展而成。由于温度较高的冷冻水回水与冰直接接触,可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水,因此,特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所,如一些工业加工过程及低温送风空调系统使用。因采用外融冰方式,若蓄存的冰没有融完而再度制冰,则只能在未融的冰层上制冰。由于冰层的热阻较大,从而增加制冷设备的耗电量。另外,采用螺旋浆搅拌器或空气泵鼓气泡搅拌,既增加耗电量,同是,向水中长时间送入空气,会加速盘管的腐蚀。因此,在常规蓄冷空调系统中,很少采用此系统。 2.2 内融式冰蓄冷系统 内融冰:在融冰供冷过程中，来自空调负荷的回水进入蓄冰盘管，由于回水温度较高，使得最接近盘管的冰层开始融化，随着融冰过程 的进行，冰层由内向外逐步融化，所以这种融冰过程被称为内融冰。由于冰层的自然浮升力作用，使得冰层在整个融化过程中与盘管表面的接触面积可以保持基本不变，因而保证了在整个取冷过程中，取冷水温相当稳定。内融式冰蓄冷系统也称为完全冻结式冰蓄冷系统,是由沉浸在充满水的储槽中的盘管构成的换热设备如图8所示。 当充冷时,从冷水机组制出的低温乙二醇水溶液(或称二次冷媒) 进入盘管内循环使管外的水结成冰(蓄冰槽中的水可以完全结成冰) 。释冷时,从空调负荷端回流的温度较高的乙二醇水溶液也进入盘管内循环,将盘管外表面的冰逐渐融化;同时,乙二醇水溶液的温度下降,重新供给用户使用。与外融冰方式不同,内融冰系统在充冷、释冷过程中,温度较高的乙二醇水溶液和温度较低的乙二醇水溶液均在盘管内流动,而蓄冰槽内的水静止不动。与外融冰方式相比,内融冰方式可以避免外融冰方式由于上一周期蓄冷循环时,在盘管外表面可能产生剩余冰,引起传热效率下降,以及盘管表面结冰厚度不均匀等不利因素;另外,内融冰系统为闭式循环,对系统的防腐及静压问题的处理都较为简便、经济。所以,内融式冰蓄冷系统在空调 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 (食品加厂、冷库)中应用较多，蓄冰箱多采用氨做制冷剂。 2.3 封装冰蓄冷系统 封装冰蓄冷系统是将注入蓄冷介质———水 (或有机盐溶液) 的蓄冷容器密集地放置在蓄冰槽中,由制冷机制出的二次冷媒(乙二醇水溶液) 流经蓄冷容器,使蓄冷容器内的水(或有机盐溶液)结冰来蓄存冷量。该系统的工作原理类似于完全冻结式蓄冷系统,见图 封装冰蓄冷系统按蓄冷容器的外形结构可分为三种:冰球、冰板和蕊芯冰球。这三种产品的代表性厂家为法国西亚特公司的Cristopia (冰球) 、美国REACTION和开利公司的Carrier (冰板) 和电力部杭州华源公司( 蕊芯冰球) ,另外,北京的西冷工程有限公司也生产冰球式蓄冰设备。目前,冰球和蕊芯冰球式蓄冰系统应用较为普遍。 2.4 制冰滑落式蓄冷系统 制冰滑落式蓄冷系统又称为动态制冰机系统 ,其基本组成是以制冰机作为制冷设备,以保温槽作为蓄冷设备,如图 制冰机安装在蓄冰槽的上方,由若干块平行板组成制冰机的蒸发器。循环水泵不断地将蓄冰槽中的水抽出并喷洒到蒸发器上,当水遇 到冰冷的蒸发器表面之后,便结成一层薄冰。待冰达到一定厚度(通常为3,615mm) 时,制冰设备中的换向阀切换,压缩机的排气直接进入蒸发器而加热板面,使冰脱离蒸发器并依造自身的重量落入蓄冰槽。如此往复,直至蓄冰结束。融冰时,从空调负荷端流回的温度较高的冷冻水进入蓄冰槽,将槽内的冰融化成温度较低的冷冻水,供系统使用。制冰滑落式系统需配置专用制冰机,制成的薄片冰或冰泥可在极短时间内融化,并且从负荷端回流的冷冻水直接与冰接触,可提供较低温度的冷冻水,特别适用于工业过程及渔业冷冻。 2.5 冰晶式蓄冷系统 冰晶式蓄冰系统是将水与乙二醇或丙二醇的混合溶液降至冻结点温度以下,使其产生冰晶。冰晶是极细小的冰粒与水的混合物,其形成过程类似于雪花,自结晶核以三维空间向外生长而成,生成后成为一种淤浆状的液冰,可以用泵输送。该系统需使用专门生产冰晶的制冰机和特殊 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的蒸发器。蓄冷时,从蒸发器出来的冰晶送至蓄冰槽内蓄存;释冷时,冰粒与水的混合溶液被直接送到空调负荷端使用,升温后回到蓄冰槽,将槽内的冰晶融化成水,完成释冷循环。系统如图所示 混合液中,由于冰晶的颗粒细小且数量很多,因此与水的接触换热面 积很大,冰晶的融化速度较快,可以适应负荷急剧变化的场合。冰晶式蓄冷系统和其它系统相比较,此系统的制冰过程在主机处,而不在蓄冰筒内,且制冰过程中含有冰晶的混合溶液不断地流动着。随着制冷时间的延长,其含冰率越来越大,当含冰率达到60 %时,输送混合液的阻力急剧增加,因此,该系统不能太大,蓄冰能力较小,适用于小型空调系统。 三、冰蓄冷空调 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 3.1 冰蓄冷空调系统的应用条件 在空调工程中采用冰蓄冷系统经济与否,主要取决于以下两个方面因素:一是该地区电力供应部门的电力政策,是否采取了峰谷分时电价,低谷时段的电费是否低廉,有无相应的电费优惠条件等等;二是用户建筑物空调冷负荷的特性,有无可能利用夜间低谷时段廉价电力进行制冷和充冷 (或蓄冷) ,在白天高峰时段利用夜间蓄存的冷量进行释冷和供冷。 (1) 合适的电费结构及其优惠政策。 某一地区的电费结构及其优惠政策是影响这一地区能否采用冰蓄冷系统的关键因素,电力峰谷差价越大,则采用冰蓄冷系统就越有利。有的资料介绍,峰谷电价比为2 :1,3 :1 时,可以放心使用冰蓄冷系统。这不能一概而论,需进行综合评估以后才能确定。至于优惠政策,通常是指采用冰蓄冷系统后,少收或免收电力增容费,有的电力部门还有移峰电力补贴。目前国内众多地区已经取消了电力增容费,有些地区对采用冰蓄冷系统进行优惠补贴,这对推广冰蓄冷系统在我 国的应用有积极的促进作用。 (2) 合适的空调冷负荷特性。 一般说来,空调冷负荷在电力峰谷时段应有一定的不均衡性,即在白天电力高峰时段空调冷负荷比较大,夜间电力低谷时段空调冷负荷比较小,或无冷负荷,从而可以利用闲置的制冷机制冰蓄冷。如果昼夜冷负荷比较均衡,则设置冰蓄冷系统的经济性就要差得多,甚至没有必要。通常情况下,具有以下特点的建筑物适合采用冰蓄冷系统。 (a) 在白天使用时间内空调冷负荷大,其余时间内无须冷负荷的 场所,如办公楼、写字楼、银行、百货商场等。 (b) 在白天使用时间内空调冷负荷大,其余时间内冷负荷较小的 场所,如宾馆、饭店等。 (c) 使用具有周期性,并且需要空调的时间短、冷负荷比较大的 场所,如影剧院、体育馆、大会堂、教堂、餐厅等。 (d) 空调冷系统负荷变化大,需要减少高峰用电的场所,如某些 工厂、车间等。 (e) 作为区域供冷的冷源。目前在发达国家如美国、日本使用较 多,经济性比较明显,应是未来大城市空调系统供冷的一种 发展趋势。 3.2 冰蓄冷空调系统的负荷计算原则 冰蓄冷空调系统的负荷计算是冰蓄冷系统设计的基础,要合理地确定建筑物的冷负荷,需要对建筑物的特点及其使用功能进行深入的了解。但这在建筑物的设计阶段往往是不可能的,通常是参考同类建 筑物进行估算。冰蓄冷空调系统的冷负荷计算和常规空调系统的冷负荷计算有着很大的差异,主要表现在以下几个方面: (1) 选择制冷设备的依据不同。 常规空调系统设计时,首先是根据经验数据来估算空调负荷,或者是根据设计参数及建筑物的特点来计算设计日逐时负荷,然后以某一时刻的最大冷负荷为基础来选择空调系统的各种设备,这种设备选择是以某一时刻的负荷为基准。冰蓄冷系统设备容量的选择是以设计日负荷为依据,也就是必须计算出设计日的整个供冷量(或冷负荷分布图) ,并需按逐时负荷校核该系统能否满足用户的要求,这种设备选择是以某一天的总负荷为基准。 建筑物逐时负荷系数参考值: 保龄球时间 写字楼 宾馆 商场 餐厅 咖啡厅 夜总会 馆 1 0.16 2 0.16 3 0.25 4 0.25 5 0.25 6 0.5 7 0.31 0.59 8 0.43 0.67 0.4 0.34 0.32 9 0.7 0.67 0.5 0.4 0.37 10 0.89 0.75 0.76 0.54 0.48 0.3 11 0.91 0.84 0.8 0.72 0.7 0.38 12 0.86 0.9 0.88 0.91 0.86 0.4 0.48 13 0.86 1 0.94 1 0.97 0.4 0.62 14 0.89 1 0.96 0.96 1 0.4 0.76 15 1 0.92 1 0.86 1 0.41 0.8 16 1 0.84 0.96 0.72 0.96 0.47 0.84 17 0.9 0.84 0.85 0.62 0.87 0.6 0.84 18 0.57 0.74 0.8 0.61 0.81 0.76 0.86 19 0.31 0.74 0.64 0.65 0.75 0.89 0.93 20 0.22 0.5 0.5 0.69 0.65 1 1 21 0.18 0.5 0.4 0.61 0.48 0.92 0.98 22 0.18 0.33 0.87 0.85 23 0.16 0.78 0.48 24 0.16 0.71 0.3 151 114 151 191 191 256 272 (2) 附加冷负荷的影响。 由于常规空调系统是以设计日某一时刻的最大负荷为基础来确 定制冷设备的容量,一般可以不计冷冻水泵及冷冻水管道因温升引起 的附加冷负荷,因为这部分附加冷负荷所占比例极小。而冰蓄冷系统 是以设计日供冷负荷来确定蓄冰系统的容量,因此上述这些附加冷负荷对全日而言就不能忽略不计;另外,蓄冷装置本身的冷量损失也要大于常规空调系统。所以冰蓄冷系统的冷负荷除了建筑物的冷负荷外,还应包括蓄冷装置的附加冷负荷、冷冻水泵和冷冻水管道的附加冷负荷,这些附加冷负荷占设计日总冷负荷的5 %,10 %。 3.3 冰蓄冷空调系统的运行控制策略 (1) 蓄冷模式及运行安排 冰蓄冷空调系统的运行控制方式直接决定着运行费用的多寡。良好的运行方式不但可以节省能耗,降低运行费用,减少投资回收年限,而且可以使整个系统保持良好的运行状态,提供更为舒适的空间环境。冰蓄冷系统常用的运行方式有两种:全部蓄冷模式和部分蓄冷模式。 全部蓄冷模式: 所谓全部蓄冷是指在夜间非用电高峰期,启动制冷机进行蓄冷,当蓄冷量达到次日所需的全部冷量时,关闭制冷机;在白天用电高峰期,蓄冷系统将蓄存的冷量释放出来,供给空调系统使用。空调期间制冷机不运行,只有一些附属设备使用高峰电,可以最大限度地转移高峰电力负荷。全部蓄冷时,蓄冷设备要承担空调所需的全部冷量,故蓄冷设备的容量较大。该运行模式适用于白天供冷时间较短的场所或峰谷电差价很大的地区。图7 是典型的全部蓄冷运行图,图中阴影部分的面积表示蓄冷量,其值应等于白天空调负荷的用冷量(非阴影部分的面积) 。 部分蓄冷模式 部分蓄冷是指在夜间非用电高峰期,制冷设备运行蓄存部分冷量;白天空调期间,一部分空调负荷由蓄冷设备承担,另一部分则由制冷机组直接供冷。图 表示部分蓄冷的运行模式。 一般情况下,部分蓄冷与全部蓄冷相比,部分蓄冷的制冷机组利用率较高,蓄冷设备容量小,是一种更经济有效的负荷管理模式。但从控制角度看,全部蓄冷的控制方式比较简单,只要每天晚上把冰量蓄够,第二天融冰供冷就可以了;而部分蓄冷的控制方式就要复杂得多,通常可以分成以下几种控制策略:冷机优先、蓄冰优先、定比例控制和预测控制[38 ] 。 ?冷机优先 白天的空调冷负荷首先由冷机提供,负荷不足的部分才由蓄冰设 备融冰供冷。冷机优先的控制策略控制方式简单,因此采用较多,但它不能充分利用谷段电力,冰槽中蓄存的冰量也得不到充分利用。 ?蓄冰优先 在白天空调期间,尽量由蓄冰设备融冰供给所需冷量,只有当蓄冰槽出口的温度超过设定的温度,亦即融冰供冷满足不了要求时,才启动制冷机供冷。从理论上讲,这种控制方式可以较大限度地减少冷机的运行时间,充分利用晚间谷荷电力,节省运行费用。但实际操作过程中却存在一些困难,首先很难时时刻刻把冷机的供冷量和蓄冰槽所缺的冷量调整到正好相匹配的程度;其次如果蓄冷量不能很好地控制,将会造蓄冷空调系统不能满足逐时负荷的要求,有可能在最后几个小时出现负荷供不应求的局面,因为这时蓄冰槽中的冰已经全部或接近全部融化,而冷机的冷量又不足以满足剩余的冷负荷。 ?定比例控制 这种控制方式是让冷机和蓄冰槽在空调运行期内的各个时刻,均承担一定比例的空调负荷[39 ] [40 ] 。因此需要在预计逐时负荷的基础上,计算分配蓄冷装置的释冷量及制冷机组的供冷量,以保证蓄冷量得到充分利用的同时又能满足逐时冷负荷要求。这种控制方式也较为复杂。所以实际操作过程中,通常采用基本恒定的逐时释冷率以充分利用晚上的蓄冷量,不足的部分由冷机补充供应。 ?预测控制。 常常也称为优化控制,这是一种新颖的蓄冷系统运行控制方式,它是利用预测技术预测下一个蓄冷周期(通常是第二天) 的冷负荷逐 时分布曲线,据此决定蓄冰系统的蓄冰量,并控制白天蓄冰槽的融冰量和制冷机组的启停时间,使其在满足冷负荷要求的基础上,最大限度地利用非峰电力,最小限度地启动制冷系统,提高蓄冰空调的经济效益。优化控制的基础是预测技术。 (2)运行流程 在冰蓄冷空调系统中,按冷水机组和蓄冰设备相对位置的不同,可分为并联流程和串联流程;在串联流程中,根据冷水机组的相对位置,又可分为冷水机组上游或冷水机组下游两种布置方式。 (1) 并联流程 并联流程是指冷水机组和蓄冰装置在系统中并联布置,见图 该流程常用于供回液温度差约为5 ?的场合,这种配置方式具有如下特点: ?冷水机组和蓄冰装置的入口溶液温度相同, 通常情况下,设定的入口温度不能过低或过高。因为入口温度过低时,冷水机组的运行效率降低,制冷量下降,耗电量增加;而入口温度过高时,虽能提高冷水机组的运行效率和蓄冰装置的释冷率,但蓄冰装置的低温势能得不到充分利用。 ?由于由冷水机组和蓄冰装置并联共同分摊冷负荷,其温度控制和流 量分配方案复杂。 ?在充冷的过程中可以同时释冷,但绝大部分时间冷水机组和蓄冰装置均不能满负荷运行 由于并联流程的冰蓄冷系统有以上几个特点,溶液温差适合在5,6 ?之间,而且控制复杂,故一般很少采用此种布置方式 。通常是在全蓄冷系统中采用,尤其是作为备用冷源。 (2) 串联流程冷水机组位于上游 该布置方式把冷机和蓄冰设备串联,在释冷周期,经过空调负荷加热的高温乙二醇回水溶液先经过冷水机组冷却,然后再被蓄冰设备进一步降温。采用这种布置方式,可使冷机在较高的蒸发温度下工作,有利于提高冷机的效率,但由于冰筒的进口温度比较低,释冷率就较小。这通常是最常用的流程布置方式,其流程见图。 (3) 串联布置冷水机组位于下游 该布置方式和冷机位于上游的布置方式正好相反,空调回水(乙二醇水溶液) 先经过蓄冰设备,后经过冷水机组。这就使得冷机有可能在较低的蒸发温度下工作,从而降低了冷机的效率,增加了功耗。如图所示 串联流程的蓄冷系统,无论是满负荷或部分负荷运行方式,都能保持恒定的供冷温度,系统运行稳定,且较易实现对系统运行的自动控制。串联流程对较大的供回液温差(8?) 的系统较有利,更适宜于低温空调的供冷。 由上述四种运行控制方式和三种流程布置,可以组合出十二种不同的冰蓄冷系统运行配置, 这十二种配置分别是: ?冷水机组优先 11 并联布置 21 串联布置,冷水机组位于上游 31 串联布置,冷水机组位于下游 ?蓄冰优先 11 并联布置 21 串联布置,冷水机组位于上游 31 串联布置,冷水机组位于下游 ?定比例控制 11 并联布置 21 串联布置,冷水机组位于上游 31 串联布置,冷水机组位于下游 ?优化控制 11 并联布置 21 串联布置,冷水机组位于上游 31 串联布置,冷水机组位于下游 通常人们倾向于认为冷水机组位于上游的流程是最为经济、简便、运行稳定的首选方式;只有在减少蓄冰装置容量有较大意义时,如受投资资金的限制,或受设备布置场合的限制时,方考虑采用冷水机组位于下游的串联流程 。在实际工程中,需要根据具体条件具体分析,结合电费结构、建筑物的特性、系统的初投资、运行费用及运行的实全性第一并考虑,不宜一概而论。 四、冰蓄冷空调系统的设备选择 4.1 冷水机组的选择 在进行冰蓄龄空调系统设计时,冷水机组的选用应考虑以下几个问题: (1) 冷水机组的蒸发温度能适应蓄冰温度的要求,其容量和调节范围,能满足负荷的变化。 (2) 制冷效率要高,初投资和运行费用要省。 (3) 采用的制冷剂要符合环保要求。 (4) 操作、管理简单,维修、保养方便,自动化 程度高,并且能与楼宇自控系统实现互连。 (5) 结构紧凑,占地面积要小。 由于冰蓄冷系统在蓄冰过程中,冷水机组的蒸发温度较低,故选 择冷水机组时,要选择既能在常规空调工况下运行,又能在蓄冰 工况下运行的双工况冷水机组,以节省设备的初投资。 目前,能满足这种要求的冷水机组主要有以下几种: 活塞式冷水机组: 制造工艺简单,热效率较高,价格低廉,采用多机头、高速多缸后,制冷量加大,性能得到了改善;其缺点是制冷量调节范围窄,无法实现无级调节,只能是部分或分阶段卸载,而且结构复杂,易损件多,检修周期短。由于是往复运动,设备振动较大。活塞式冷水机组按其结构形式分为开式、半封闭式和全封闭式三种;按冷却方式分为风冷和水冷两种;按使用制冷剂种类分为R22 和R134a 两种。由于活塞式冷水机组的调节性较差,压缩比较小,故在冰蓄冷空调系统中应用较少。 涡旋式冷水机组: 其优点是结构简单、重量轻、易损件少、维修周期长。但受结构的限制,制冷容量较小。可分风冷和水冷两种形式,适用于小型的冰蓄冷系统。 螺杆式冷水机组: 与活塞式相比,其结构简单,运动部件少,无往复运动的惯性力,转速高,运转平稳,振动小;单机制冷量大,压缩比高,适合于较低的蒸发温度下运行;螺杆式压缩机易损件少,零部件仅为活塞式的十分之一,运行可靠,易于维修;采用滑阀装置,制冷量可在10 %,100 %范围内进行无级调节,因此,是目前冰蓄冷空调系统中使用较为广泛的冷水机组。按结构方式可分为封闭式和开启式两种,也有单螺杆和双螺杆之分,常用的制冷剂由R22 和R134a ,冷却方式由风冷和水冷两种。 离心式冷水机组: 具有转速高,单机制冷量大,结构紧凑,重量轻,易损件少,运转平稳,振动小等特点,通常可以在30 %,100 %范围内无级调节制冷量, 三级压缩式离心机冷量调节范围可在15 %,100 范围内进行,而且其COP 值要高于其它冷水机组,故在大型的常规中央空调系统中使用较为广泛。其缺点是制造工艺较为复杂,单级离心机在低负荷下,容易发生喘振。离心式冷水机组按压缩机级数分为单级、双级和三级三种;按冷凝压力分为低压和中压两类,低压系统使用R123 制冷剂,中压系统使用R22 或R134a 制冷剂;冷却方式由水冷和风冷两种。单级和双级压缩的离心式冷水机组一般不能直接用于冰蓄冷系统,须进行改装,也就是说不能用作双工况机组。三级压缩的离心式冷水机组可直接用于冰蓄冷系统,其蒸发器最低出液温度为- 6 ?。冷水机组的制冷能力,随蒸发温度的降低而减少,随冷凝温度的降低而升高。通常情况下,蒸发温度每降低1 ?,制冷能力约减少2 %,3 % ,冷凝温度每降低1 ?,制冷能力约升高1 %,2 %。在冰蓄冷系统中,常用乙烯乙二醇水溶液作为载冷剂,由于其物理性质的差异,对冷水机组的制冷能力也有影响,影响系数约为0197,0198 。 4.2 蓄冰设备的选择 4.2.1 蓄冰设备在选用时,应考虑以下几方面的因素: (1) 蓄冷温度不宜过低,因为降低蓄冷温度,就是降低冷水机组的出力,增加能耗。 (2) 蓄冰设备的体积要小,占地面积要少,以节省建筑初投资。 (3) 蓄冰设备的含冰率IPF 值要高, IPF 值越高,蓄冰设备的容积就越小,同时其冷损失就越少。 (4) 蓄冰设备要安全可靠,操作简单,故障要少,维修方便,使用寿命 要长。 (5) 充冷和释冷的速率要快,充、释冷的温度变化要平稳。 目前在冰蓄冷空调中应用较多的是内融式和封装式冰蓄冷系统。 4.2.2 主要蓄冰设备 EVAPCO外融冰盘管 杭州华源公司的蕊芯冰球 美国REACTION和开利公司的冰板 法国CIAT冰球和卧式冰球罐 法国CIAT冰球和立式冰球罐 CALMAC塑料圆形盘管 五、冰蓄冷系统主要设备容量的确定 冰蓄冷空调系统的主要设备通常是指冷水机组和蓄水设备,这两种设备的选择决定了冰蓄冷系统初投资大小和运行费用的多少,也就决定了冰蓄冷空调系统的投资回收年限,故应进行充分的分析和认真的计算。影响设备容量的主要因素由建筑物的冷负荷特性、当地的电费结构、电力优惠政策和投资策略等。只有综合考虑这些因素,才能最终确定设备的容量。设备容量的确定步骤为: 第一步:计算建筑物设计日的逐时冷负荷和总冷负荷,根据总冷负荷并考虑冰蓄冷系统的冷负荷损失,求得设备冷负荷。 第二步:选择冰蓄冷空调系统的运行控制策略,包括蓄冰模式、流程组合等 第三步:设备容量的初步确定,根据设备冷负荷及运行策略,初步确定冷水机组和蓄冰设备的容量。 第四步:设备容量的校核,根据蓄冰设备的特性,最终确定冷水机组和 蓄冰设备的容量。 冷水机组和蓄冰设备容量的确定,需根据供冷负荷、运行策略、流程配置、冷水机组与蓄冰装置的形式及充释冷时间才能作出。 5.1 冷水机组容量的确定 根据计算的设计日逐时冷负荷Qc. h ,求得设计日总冷量Qc. t 。如果缺乏计算参数,无法计算设计日逐时冷负荷Qc. h ,则可以根据同类建筑物的冷负荷估算指标qc 、建筑物的面积(或空调积)A、空调的运行时间T 及表1 中给出的平均冷负荷系数β,求得设计日总冷量Qc. t 。 Qc. t = qc ×A ×T ×β (1) 式中: Qc. t —设计日总冷量,kWh ; qc —建筑物的冷负荷估算指标,kW/ m2 ; A —建筑物的面积(或空调面积) ,m2 ; T —设计日空调运行时间,h β —设计日平均冷负荷系数; 由设计日总冷量Qc. t及冰蓄冷系统的附加冷负荷系数k ,求得设备总冷量Qc. p 。 Qc. p = Qc. t ×(1 + k) (2) 式中: Qc. p —设备总冷量,kWh ; k —冰蓄冷系统附加冷负荷系数,一般取0.105,0.110 。 根据设备总冷量Qc. p可以由下列公式计算出冷水机组在空调工况下的标定容量qp 。 qp = Qc. p/ ( Cf . s ×TS + Cf . g ×Tg + Cf . f ×Tf ) (3) 式中: qp —冷水机组在空调工况下的标定容量, kW; Cf . s —冷水机组在蓄冰工况下的性能系数, —冷水机组在电力低谷时段直接供冷时的性能系数; Cf . g —冷水机组在电力平段或峰段直接供冷时的性能系数; Cf . f —蓄冰时间,h ; Ts Tg —在电力谷段冷水机组用于直接供冷的时间,h ; Tf —在电力平段或峰段冷水机组用于直接供冷的时间,h ; 冷水机组的性能系数与实际运行工况及具体产品特性有关,在初步确定蓄冰设备的容量时,可预先设定冰蓄冷系统的流程及设备运行的温度参数,在最终确定设备容量时应按具体产品的性能作修正。 5.2 蓄冰装置容量的确定 蓄冰装置的容量为设备的总制冷量Qc. p减去冷水机组直接供冷的制冷量,即 Qc. s = Qc. p - qp ( Cf . g ×Tg + Cf . f ×Tf + K ×Cf . s ×Ts) (4) 式中: Qc. s —蓄冰装置的总制冷量,kWh ; K—冷水机组在蓄冰的同时进行供冷的供冷量与充冷量之比。通常情况下,K= 0。根据蓄冰装置总的制冰量Qc. s及所选蓄冰设备的特性,就可以求得蓄冰设备的台数。 六、系统优势 1( 充分利用廉价低谷电，降低空调运行费用。根据蓄冰量比例的 不同，冰蓄冷空调系统比常规空调系统节约运行费用20,40,。 随着国家电力政策对削峰填谷的进一步倾斜,鼓励用户使用蓄能 空调技术,电力部门将采取一系列的优惠政策,届时,用户将获得 更大的投资收益。 2( 降低冷水机组容量，减少配电容量与配电设施，从而降低初投 资，常规空调，冰蓄冷系统初投资与一般的空调系统的初投资基 本持平。 3( 移峰填谷，平衡电网峰谷负荷。 4( 冰蓄冷系统是洁净冷源，对环境没有任何污染。 5( 冰蓄冷系统作为相对独立的冷源，增加了中央空调系统的可靠 性。 七、冰蓄冷技术推广存在的问题 虽然冰蓄冷空调在用电特性和电费上都具有常规空调无可比拟的优势，但在实际推广应用中遇到了许多困难，主要有以下几点: (1) 系统复杂 冰蓄冷空调最大的缺点就是系统设置复杂，该系统冷冻站部 分主要设备有:制冷机、蓄冷循环泵、冷却水泵、一、二次给水 泵、乙二醇溶液、专门的控制装置、板式换热器等。且管材、保 温、输送等要求较高。蓄冰设备体积庞大，增加建筑使用面积。 (2) 初投资较大。 虽然冰蓄冷空调系统降低了机组容量和配电容量，但增加 的冰蓄冷设备造价相对更大，所以与常规空调系统相比其初投 资较大。 (3) 冰水制冷机组容量选择 一般的冰蓄冷空调系统多采用部分蓄能方式，冰水制冷机 组容量选择是否恰当影响整个系统运行的效果:容量选择过大， 系统运行节能效果不明显;容量选择过小，则蓄冰容量增加， 业主的初投资增加，系统运行的可靠性也会受到考验。 (4) 运行模式控制 一般建筑大部分的时间多能在全许能情况下运行，在这段 时间内控制系统应尽量以“融冰制冷优先”模式运行，同时可 以使用“每日循环模式”在每天终了时用完当天制成的冰;而 在负荷高峰期，应尽量以“机组制冷优先”，“融冰制冷”作 为调峰，同时可以使用“每日循环模式”。由于建筑物负荷随 时变化，不能确定使用那种控制模式，而控制模式选择不合适 会直接影响系统的运行性能和运行效果。 (5) 冰蓄冷空调属新技术，还存在许多不完善之处。