(38)--冰蓄冷空调系统设计节能措施讨论.doc

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1、冰蓄冷空调系统设计节能措施讨论 1冰蓄冷空调系统的设计1.1空调负荷计算采用“冷负荷系数法”，分别计算出围护结构、照明、设备、新风等各项逐时冷负荷(每日24h的逐时冷负荷)，并准确提供典型设计日的日负荷图。1.2蓄冰系统选择1.2.1蓄冷模式选择(1)全蓄冷式：蓄冰时间与空调时间完全分开，设计日电力峰段的总冷负荷全部由蓄冰装置提供。这种运行方式多用于间歇性空调场合，如体育馆、影剧院、写字楼等，但其制冷器容量大，初投资费用高1。(2)部分蓄冷式：设计日电力峰段的总冷负荷，一部分由蓄冰装置提供，另一部分由制冷机承担，这种方式既能降低初投资，又能节省运行费用,因此被广泛应用于各种工程项目中。1.2.

2、2蓄冷主机选择根据所选定的蓄冷模式来确定蓄冷主机容量，全蓄冷式由于电力峰段的总冷负荷全部由蓄冷装置提供。因此主机所需容量大，部分蓄冷式主机容量则要小许多，但部分蓄冷式主机选择时，还要充分考虑和分析蓄冷比例。蓄冷比越大，蓄冰主机容积越大，运行费用越高；蓄冷比越小，蓄冷优越性不明显，且相应的制冷机容量越大。因此，必须选择合适的蓄冷比，才会实现既节能又节省初投资的最佳效果。一般，最佳蓄冷比以30%70%为宜。空调蓄冰系统用冷水机组需要适应空调工况和蓄冰工况，在设计蓄冰空调系统时，应掌握冷水机组在不同工况下运行时的制冷量变化，制冷机容量也应考虑5%10%的余量。此外,必须确定蓄冰期载冷剂的供水温度2。

3、1.2.3蓄冰装置的选择据所选蓄冰主机容量及蓄冷比,可按下式计算蓄冰装置容量:Qx=Qn式中：Qx为蓄冰装置容量，kWh；Q为空调工况下主机容量，kW；n为蓄冰小时数，h；为蓄冷比。2冰蓄冷空调设计中的几种节能优化措施空调冰蓄冷系统能很好地实现电网“移峰填谷”作用，从而可以获得由电价差带来的经济效益。然而，冰蓄冷系统的初投资较常规空调高许多，成为制约其发展的重要因素之一。如何使其最大限度地发挥节能优势，从而能更快地回收初期投资，是冰蓄冷空调技术及设计中的关键所在。鉴于此，笔者总结了以下一些行之有效的节能优化措施。2.1降低送风温度将空调系统的送风温度由常规的12降为4123,使得相同冷负荷下的

4、送风量减少,从而减少风机运行所消耗的功率，使系统节约能耗且运行费用降低。由流体力学风机功率公式可推导得出，风机所耗功率会随送风量减少呈三次方下降。此外，送风量的减少意味着送风管道尺寸的减小，从而使系统初期投资降低。由此可见，降低送风温度可以使冰蓄冷空调系统在实现“移峰填谷”的同时更具节能性,且能降低系统的运行费用和初投资，实现可观的经济效益。使用该措施需要注意:由于送风温度降低和送风量减少，若直接进入空调区域,容易发生送风装置表面凝露,且低温空气会使人身上的温差过大而产生不适。因此,必须采取特别的措施来有效地避免这种情况。譬如采用诱导器混合风箱向室内送风,用专用散流器向室内送风等。另外,还要对

5、管道保温材料及保温层厚度等加以研究,做好风管保温,以防水蒸气凝结带来的损失。2.2增加热回收装置空调系统排风中的余热直接排放到大气中，既造成城市的热污染，又浪费了热能。如果将排风中的余热(余冷)加以回收再利用，如加热生活热水、处理新风等,则可提高系统的整体能源利用率，达到节能的目的，同时又可降低机组负荷,节省初期投资。热回收装置可分为两大类:全热回收装置和显热回收装置，全热回收装置用具有吸湿作用的材料制作，既能传热又能传湿，可同时回收显热和潜热；显热回收装置则用不含吸湿作用的材料制作，只能传热，不能传湿,只能回收显热。在设计中,对全热回收装置和显热回收装置的选择应因地而宜，研究表明,广州、深圳

6、等冬冷夏热且全年湿度较大的城市,全热回收装置的热回收效果要高于显热回收装置。而像哈尔滨、沈阳等北方城市,则显热回收效果要比全热回收效果好。因此,在设计中要结合各地气候条件综合考虑；另外,如果全热回收装置排风道与送风道之间不严密,可能出现送排风渗混的情况。因此,当排风中存在有毒、有害气体时,不宜采用全热回收装置。2.3采用热管技术热管作为传热元件，因其优良的传热特性，越来越多地被推广应用到各种项目工程中。将热管应用于冰蓄冷系统中,可以改善冰蓄冷空调的传热性能,提高能源的使用效率4。2.3.1直接式热管冰蓄冷将热管冷凝段置于制冷系统的蒸发器中,热管的蒸发段置于蓄冰池中直接蓄冰,称为直接式热管冰蓄冷

7、系统。这种系统由于热管自身有热变换功能,因而克服了由管长引起的制冷剂压力降低及回油难、因管路腐蚀而发生制冷剂泄漏现象等缺点,融冰过程由外向内融化,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,提高了能源的利用效率,因此特别适用于短时间内要求冷量大、温度低的场合。该系统存在的问题主要有:若储存的冰没有完全融化而再度制冰,则会增加制冷设备电耗量；系统的设计安装难度较大。2.3.2间接式热管冰蓄冷采用二次冷媒将制冷系统与蓄冷系统进行连接，热管蒸发段置于蓄冷池中，冷凝段置于蓄冷池之上。二次冷媒经制冷机组蒸发器降温后流经热管冷凝段进行换热,利用热管高效的传热特性对蓄冷池直接蓄

8、冷。采用热管技术在设计研究中应当注意:在热管冰蓄冷过程中，冰直接凝固在热管上，随着冰层厚度增加，传热热阻加大,将导致结冰速度缓慢，降低能源的使用效率；若能使热管在结冰达到一定厚度后冰层自动从热管蒸发段脱落，使热管总是维持在一个传热热阻较小、换热性能较高的水平,这样将会显著提高整个蓄冷系统的效率,减少设备投资容量,也更为节能。3结束语冰蓄冷空调系统设计中的其他优化措施尚有:(1)充分考虑系统流程布置方式。如串联系统中,冷水机下游布置方式可以降低成本,改善蓄能槽放热特性；(2)合理配置冰蓄冷空调系统末端装置。合理的末端装置有利于降低运行能耗,提高系统有效利用率；(3)选择合理的控制策略。常用的控制策略主要有:制冷主机优先、蓄冰槽优先和优化控制，无论选择何种控制策略,均要在制冷周期时使制冷机在最大限度能力下运行,并且在从制冰到制冷机常规运行程序的转换时须持续进行,同时要确保制冷机安全可靠地运行。冰蓄冷空调系统中采用热管技术,在实现“移峰填谷”的同时,能够提高能源利用效率,也更为节能。如果能够有效地解决以上所述存在的问题,热管冰蓄冷空调系统将会拥有更为可观的发展空间。来源：暖通空调在线