中科协水蓄冷技术方案

中科协水蓄冷计算书北京中预华腾节能有限公司地址：北京市丰台区南四环西路188号总部基地5区17号楼2层电话：[phone]手机：[phone]吕朝民传真：[phone]邮编：100070邮箱：[e-mail]网址：http//中国科协水蓄冷空调系统技术方案北京华腾恒业空调有限公司2第一部分、选型计算1、方案的说明：1）、本方案空调系统年运行150天，利用备用主机作为蓄冷主机；2）如果采用蓄冷空调系统，既可以按照原来的空调系统运行，也可以按照蓄冷空调系统运行，还可以按照上述的混和的模式运行，在白天的高峰时段采取主机+放冷的方式运行，可以减少主机运行时间，减少空调系统的运行费用。3）、根据主机配置，低谷电时段可以使用备用冷机蓄冷。4）、蓄冷系统里有蓄冷泵、放冷泵、2187m³蓄冷池（有效容积为1600m³）以及控制系统，最大蓄冷量为10633kWH，蓄冷温差为7℃。2、蓄冷水池容积的计算：V=Q·K/Δt2·η·1.163(1)式中：Q为水池蓄冷量/kW；K为冷损附加率(1.05～1.1)；Δt2为二次冷冻水侧设计温差，一般Δt2=5～8℃；η为水池的容积系数(与水池结构有关)一般为0.7～0.9。此项目采用提前蓄冷方式，地下室现有一消防水池，容积为2000m3,经请示消防部门同意并备案后，利用消防水池储存，做到了一池两用，减少了初投资的费用和施工周期；同时根据现有物业基本条件，可推出蓄冷池的蓄冷量。3、水池的蓄冷量：由公式可得出：Q蓄冷量=VΔt2·η·1.163/K经计算得出：Q蓄冷量=10633kW注：其中K取值1.05；Δt2取值6℃；η取值0.9；V取值2000m3。4、若得出以上蓄冷量，则冷水机组晚上运行时间为T=Q蓄冷量，Q冷水机组制冷量。式中：Q冷水机组制冷量为冷水机组的单位制冷量，由于现有1台备用冷水机组，可在晚上开启1台冷水机组蓄冷水(备用冷水机组的单台制冷120×104kcal/h约合1395kw)。1395×7.6=10602kw经计算得出：T单台机组运行=7.6h经过分析计算，完全可以利用用电低谷时间段运行第二部分：当地的电力政策为鼓励调峰用电，充分利用现有的电力资源，北京市提出了一系列的鼓励措施，如推行峰谷中国科协水蓄冷空调系统技术方案北京华腾恒业空调有限公司3分时电价政策，分时电价表如下：峰谷分时电价表北京市用电电价元/度尖峰18:00-22:001.178高峰8:00-12:001.044平峰12:00-18:00,22:00-24:000.707低谷24:00-8:000.37第三部分、水蓄能技术简介水蓄能技术就是在电力负荷低的夜间，用电动制冷机制冷将冷量以冷水的形式储存起来。在电力高峰期的白天，不开或少开冷机，充分利用夜间储存的冷量进行供冷，从而达到电力移峰填谷的目的。由于电力部门实施分时电价，蓄冰空调技术的运行费用比常规空调系统运行费用低，分时电价差值越大，用户得益越多。采用蓄冷空调技术，业主并不一定节电，但能为业主节省运行费用，更重要的是有利于国家电网的安全运行。因此，国家把它作为一种节能环保的技术来大力推广。水蓄能技术主要是利用了水的物理特性。对于在1个大气压的水，4℃水温时其密度最大，此时为1000Kg/M3。随着水温的升高，其密度在不断减小，如果不受到外力扰动，一般容易形成冷水在下，热水在上的自然分层状态，但水在4℃以下时物性却出现明显的非规律性变化，此时随着水温的降低，其密度却在不断减小。因而水蓄能水温可利用的下限为≥4℃，水蓄冷时一般是4－14℃，水蓄热的温差较大，一般是40-95℃。水蓄能利用的是水的显热变化（水比热为1.0Kcal/kg·℃）。自然分层式蓄能技术是一种结构复杂、但蓄冷效率较高、经济效益较好的蓄能方法，目前应用得较为广泛。在夏季的蓄冷循环中，冷水机组送来的冷水由蓄能槽下部的布水器进入蓄能槽，而原来槽内的热水则从蓄能槽上部的布水器流出，进入冷水机组降温。随着冷水体积的增加，槽内冷热水交界的斜温层将被向上推移，而槽中总水量保持不变；在放冷循环中，水流动方向相反，冷水由下部布水器被放冷泵抽出送至用户，经换热后的温度较高的水则从上部布水器进入蓄能槽。冬季蓄热时的原理和蓄冷是一样的，只不过介质水的工作的温度范围较大。其工作过程如下图所示。中国科协水蓄冷空调系统技术方案北京华腾恒业空调有限公司4图a图b蓄能槽有多种形式，有带上下布水器的开启式（见上图a），还有迷宫式（见下图c）等等，但效率最高、性价比最好、应用最广泛的还是前一种。图c以水作为蓄能介质的水蓄能系统是蓄能空调系统重要方式之一，也是能源综合利用、开源节流的一种很好的形式。水蓄能技术具有以下优点：经济：充分利用国家的分时电价政策，可以大大节省运行费用。削峰填谷，平衡电网压力。实用：可以使用常规冷水机组，适用于常规供冷系统的扩容和改造。并且能够实现蓄冷和蓄热的双重用途。节能：夜间气温降低，冷却效果好，系统满负荷运转时间较多，从而提高冷机的工作效率，也可节省维护保养费用。合理：水蓄冷可减少制冷设备的装机容量和用电容量。从而减少了电力投资费用（包括电力补贴费和变压器、配电柜等电力设施）。另外作为备用冷源，增加了空调系统的可靠性；还可结合低温送水和低温送风，可减少设备的容量，降低设备的噪音。适用：蓄能槽可以利用消防池来做，放在地下，不占用有商业价值的地方，减少机房的占用面0℃5℃10℃15℃水位斜温层水温5℃13℃∨∨∨∨∧∧∧∧取冷回蓄冷出取冷出蓄冷进13℃5℃中国科协水蓄冷空调系统技术方案北京华腾恒业空调有限公司5积，从而可减少投资。环保：由于白天开的冷机较少，所以噪音很小，而且清洁无污染，操作方便。从其设计日负荷分布图可以看出，全天负荷相差不大，适合采用部分蓄冷方式。蓄冷流程图如下：本系统运行模式主要分为五种工况：蓄水槽单独供冷、制冷机单独供冷和冷机＋水槽联合供冷工况。五种工况运行时各阀门的动作状态如下表：工况V1V2V3V4V5V6冷机蓄冷关关开开关关冷机单供开开关关关关冷槽单供关关关关开开冷机＋冷罐联供开开关关开开冷机蓄冷＋供冷关关开开开开3、蓄冷设备选型：系统侧供回水温：12/7℃蓄冷侧供回水温：4/11℃蓄冷温度：蓄冷槽的最低蓄冷温度设计为4℃。蓄冷温差：可以计算出夏季冷水的最大蓄冷温差ΔT=11-4=7℃冷冻水泵V1蓄冷槽V2V3V6蓄冷水泵蓄热水泵放冷水泵V4V5制冷机组冷却水泵板换用户中国科协水蓄冷空调系统技术方案北京华腾恒业空调有限公司6蓄冷量：最大蓄冷量为10633KWH。制冷机组：原有制冷机组备用的1台主机。蓄水槽：按照1台主机蓄冷7.6个小时，蓄冷罐的有效体积为1600m3，蓄冷量为10602KWH。保温：蓄冷槽做内保温或外保温处理，采用聚氨酯发泡保温处理。蓄水槽采用分层式蓄冷技术，内部设计有上下布水器。控制系统：由软硬件组成。硬件采用国外名牌产品，软件是我公司的优化控制程序。结论：利用消防水池最大蓄冷能力为：10633kwh，用一台螺杆机利用晚上用电低谷时间：7.7个小时即可以满足。在白天给低区制冷，在天气最不利条件下，开启直燃机进行补充。