动态冰蓄冷空调方案书

冰蓄冷空调系统方案目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、工程概况 2\o"CurrentDocument"1.1设计内容： 2\o"CurrentDocument"1.2设计依据 2\o"CurrentDocument"1.3供电政策 2\o"CurrentDocument"1.4酒店空调运行时间 2\o"CurrentDocument"1.5酒店规模 2\o"CurrentDocument"二、负荷计算 3\o"CurrentDocument"三、蓄冷空调系统方案 3\o"CurrentDocument"3.1冰蓄冷空调系统的概念 3\o"CurrentDocument"3.2蓄冷系统模式 3\o"CurrentDocument"四、冰蓄冷空调系统设备选型 44.1机组选型 4\o"CurrentDocument"4.1.1基载机组选型 4\o"CurrentDocument"4.1.1蓄冰机组选型 5\o"CurrentDocument"4.2蓄冰装置设计计算 54.3水泵选型 5\o"CurrentDocument"4.4冷却塔选型 7\o"CurrentDocument"五、运行策略分析 7\o"CurrentDocument"5.1空调冷负荷为100%时 7\o"CurrentDocument"5.2空调冷负荷为75%时 8\o"CurrentDocument"5.3空调冷负荷为50%时 85.4空调冷负荷为25%时 9\o"CurrentDocument"六、经济分析 96.1初投资比较 106.2运行费用 10

6.3投资回收期 10\o"CurrentDocument"七、冬季蓄热设计选型 11\o"CurrentDocument"八、结语 12一、工程概况地点：1.1设计内容：五星级酒店的中央空调系统进行动态冰蓄冷空调系统设计，夏季进行蓄冷，系统配合采用大温差送风系统，并对此空调系统作投资概算与经济分析。在经济分析里计算了供冷时运行费用。每年供冷运行8个月，共计245天。1.2设计依据采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调-动力2003）客户提供的相关资料电价：1.37元/kW・h电价：1.37元/kW・h电价:0.856元/kW・h电价：0.343元/kW・h峰荷时段：8:00〜11:00 18:00〜23:00平荷时段：7:00〜8:00 11:00〜18:00谷荷时段：23:00〜次日7:00酒店空调运行时间全天24小时运行。1.5酒店规模总面积为xxxxxxm2,使用面积为xxxxxxxm2。二、负荷计算空调负荷指标为xxxW/m2，则典型计算最高负荷Q=xxxxxkW根据逐时负荷系数计算逐时负荷如表一所示。表一：逐时负荷时刻系数冷负荷kW时刻系数冷负荷kW时刻系数冷负荷kW典型计算日最大负荷Q=xxxxkW，计算最大日逐时总负荷工Q二xxxxxkW・h。m图一：日逐时冷负荷三、蓄冷空调系统方案3.1冰蓄冷空调系统的概念冰蓄冷空调系统是在电网用电低谷时段（也即电价谷值段），利用制冷主机将冷量储存在蓄冰装置中，在电网用电高峰时段（也即用电峰值段）将蓄冰装置中的冰融化输出冷量来满足供冷的要求，达到用电高峰时段少开或不开制冷主机的目的，实现“移峰填谷”均衡电网负荷和降低运行费用的作用。蓄冷系统模式蓄冰系统一般分为两种：全量储冰模式和分量储冰模式，各有优点，适用于不同的场合。全量储冰模式制冷机组只在电力低谷期运行，所蓄的冷量以冰的形式。在空调供冷时段所需冷负荷全部由融冰释冷来满足，主机不需要运行。全量储冰模式制冷主机白天不运行，最大限度地转移峰时用电量，运行费用最低，但系统的储冰容量、主机及配套设备容量均较大，系统的初投资较高。分量储冰模式制冷机组在电力低谷期运行，所蓄的冷量以冰的形式。在空调供冷时段所需冷负荷由主机和融冰释冷共同提供。分量蓄冰模式时蓄冰系统的储冰容量、制冷机组及配套设备容量均较小，系统的初期投资较低。但转移的峰电量不高，节约的运行费用有一定的限制。根据控制目标的不同，分量蓄冰的运行模式分为两种：制冷主机优先和融冰优先。制冷主机优先指空调负荷优先由制冷主机提供，不足部分由融冰释冷提供。制冷主机优先控制系统简单，但缺点是不能充分利用夜间所制取的冰的冷量，运行费用较高。融冰优先指空调负荷优先由融冰释冷提供，不足部分由制冷主机提供。融冰优先能最大限度地利用夜间蓄冰的冷量，充分利用夜间低廉的电力，运行费用低，缺点是控制系统复杂，需要进行负荷预测和负荷计算。经综合考虑，本方案选择分量蓄冰的蓄冰策略。四、冰蓄冷空调系统设备选型4.1机组选型基载机组选型选择1台离心式冷水机组做基载机，承担23:00〜次日7:00冷负荷，在2T/35°C的工况下制冷量为xxxxkW，输入功率为xxxxxkW。夜间逐时总制冷量工Q二xxxxxkWh,1则7:00〜23:00逐时总冷负荷为工Q二工Q-ZQ21蓄冰机组选型计算冰蓄冷机组制冷工况标定容量工Q2R= 2—n-H+hsc式中，—典型计算日7:00〜23:00最大日逐时总负荷，k.Wh；2R—机组在空调工况下的的标定容量，kW；H—机组制冰蓄冷运行时间。设计中为最大限度利用低价电，蓄冰时间取每天s23:00到次日7:00，共8h；H—制冰机组直接供冷运行时间。为8h；cn-机组在蓄冰工况下的制冷量与直接制冷工况下的制冷量之比，为0.7。则R=xxxxxkW综合比较后，选用2台板冰/冷水机组，空调工况下制冷量R=xxxkW,功率为xxxkW,c蓄冰工况下制冷量R=xxxkW,功率为xxxkW。s4.2蓄冰装置设计计算经过校核，在空调负荷为100%时，8小时内的蓄冰量并不能满足要求，故在7:00〜8:00期间也进行蓄冰，即蓄冰时间为9小时。实际蓄冰量E=R•HSS蓄冰槽体积V二EX0.024m3式中，0.024—单位蓄冰量所占体积，m3・kW-i・h-i。考虑到落冰所需距离和无冰空间，取10%的余量，所需蓄冰槽体积为：xxxm3。蓄冰槽设计尺寸为：xxxxm，以混凝土结构做框架，内贴保温，需要保温的面积为xxxm2。水泵选型4.3.1蓄冷循环水泵流量

冷水泵循环水流量为306m3/h,选用3台(两用一备)流量为300ms/h,扬程为12.5m的水泵DFG200-200(II)/4/18.5。一次冷水循环泵流量W1W1(ti-t。)X4.1868式中,Q—典型计算日最大负荷,为xxxkW；mW—一次冷水循环水泵的循环水量,kg/s；1t一冷水出水水温，为8.5°C；it一冷水进水水温,为1.5C。o则W二xxxkg/s，流量为xxxms/h1与蓄冷循环泵流量接近，两者合并。基载机冷水循环泵流量QmW= —(ti-to)X4.1868io式中，Q一典型计算日最大负荷，为xxxxkW；mW一基载机冷水循环水泵的循环水量，kg/s；2t一冷水出水水温，为7C；it一冷水进水水温，为12C。o则W二xxxxkg/s，流量为xxxxxms/h2选用2台(一用一备)流量为xxxms/h，扬程为xxxxm的的水泵二次冷水循环泵流量QmW2=m(t.-t)X4.1868cico式中，W—冷水循环水泵的循环水量，kg/s；2t一空调冷水进水水温，为12C；cit一空调冷水出水水温，7C。coW=xxxkg/s，流量为xxxm3/hc选用3台（两用一备）流量为xxxms/h，扬程为xxxm的水泵主机冷却循环水泵板冰/冷机组YBX1780FS/F8冷凝水流量为xxxms/h，进水33°C，出水38°C，选用3台（两用一备）流量为xxxm3/h，扬程为12.5m的水泵。基载机冷却循环水泵基载机冷凝负荷为xxxxkW，进水31C，出水36C，计算冷却水量为xxxxms/h,选用2台（一用一备）流量为xxxxm3/h，扬程为xxm的水泵。4.4冷却塔选型依据计算冷却水量及进出水温度，主机选用2台良机冷却塔，五、运行策略分析共有四种运行模式：分量蓄冰，制冷主机优先：制冷负荷在典型计算日负荷或接近典型计算日负荷时，在用低价电时段（23:00〜次日7:00）8小时内基载机承担系统制冷负荷，制冷主机满负荷制冰蓄冷；在高价电时段不开制冷主机，采用蓄冰槽融冰供冷；在平价电时段，制冷主机与基载机联合制冷。此种情况一般发生在夏季炎热时节。分量蓄冰，融冰优先：制冷负荷一般时，在低价电时段8小时内基载机承担系统制冷负荷，制冷主机满负荷制冰蓄冷；在高价电时段不开制冷主机，采用蓄冰槽融冰供冷；在平价电时段制冷主机直接制冷来满足。此种情况一般发生在夏季气象条件较好，天气不大炎热时节，也发生在春季尾期和秋季早期。全量蓄冰：制冷负荷较低时，在用低价电时段基载机承担系统制冷负荷，制冷主机只在部分时段满负荷制冰蓄冷，白天全部采用蓄冰槽融冰供冷。由于在供冷季节内每天的负荷都不同，蓄冰系统始终以最经济的方式运行，充分利用电力低谷时段的电力，节约最多的运行费用，机组的运行模式也需要相应调整。下面的图表说明100%负荷、75%负荷、50%负荷和25%负荷等工况蓄冰系统的运行策略的变化。空调冷负荷为100%时表二：设计负荷蓄冷制冷系统冷量平衡表 单位：kW其中，融冰供冷量占总负荷的35.4%，具体运行情况及柱状图如下（时刻数字红色者为高价电时刻）：此种情况发生在夏季典型计算负荷时期（气象条件很不利，制冷负荷高），制冷负荷只出现在某一较短时间段内，负荷大，波动大。5.2空调冷负荷为75%时表三：设计负荷蓄冷制冷系统冷量平衡表 单位：kW其中，融冰供冷量占总负荷的41%，具体运行情况及柱状图如下：时段电价情况主机开启台数基载机开启台数机组运行模式23:00〜次日7:00低价电21主机畜冰，基载机供冷7:00〜8:00低价电01基载机单独供冷8:00〜11:00高价电00蓄冰槽融冰供冷11:00〜17:00平价电20主机单独供冷17:00〜18:00平价电10主机、蓄冰槽联合供冷18:00〜23:00高价电00蓄冰槽融冰供冷此种情况发生在在夏季气象条件一般，系统空调制冷负荷不高时。5.3空调冷负荷为50%时表四：设计负荷蓄冷制冷系统冷量平衡表 单位：kW其中，融冰供冷量占总负荷的61.7%，具体运行情况及柱状图如下：时段电价情况主机开启台数基载机开启台数机组运行模式23:00〜次日7:00低价电21主机畜冰，基载机供冷7:00〜8:00低价电01基载机单独供冷8:00〜11:00高价电00蓄冰槽融冰供冷11:00〜15:00平价电00蓄冰槽融冰供冷15:00〜17:00平价电10主机、蓄冰槽联合供冷17:00〜18:00平价电10主机单独供冷18:00〜23:00高价电00蓄冰槽融冰供冷此种情况发生在在夏季气象条件较好，系统空调制冷负荷一般时。5.4空调冷负荷为25%时表五：设计负荷蓄冷制冷系统冷量平衡表 单位：kW其中，融冰供冷量占总负荷的83.1%，具体运行情况及柱状图如下：时段电价情况主机开启台数基载机开启台数机组运行模式23:00〜次日7:00低价电21主机畜冰，基载机供冷7:00〜8:00低价电01基载机单独供冷8:00〜11:00高价电00蓄冰槽融冰供冷11:00〜18:00平价电00蓄冰槽融冰供冷18:00〜23:00高价电00蓄冰槽融冰供冷此种情况发生在在刚初夏或初秋时节，气象条件非常好，系统空调制冷负荷较低时。六、经济分析冰蓄冷系统经济分析评价范围包括整个冰蓄冷系统与整个常规空调系统的比较，有多种评价方法和评价指标。评价方法主要分为动态经济评价和静态经济评价；评价指标为投资回收期。静态经济评价方法主要考虑设备的成本和运行费用，一般认为，投资回收期少于5年为经济可行。这种方法使用最为简单和直观，因而得到了广泛的应用。影响冰蓄冷经济效益的因素主要是：不同地区的电价政策、系统的初投资和年运行费用。本文采用静态经济评价方法，如下：1)冰蓄冷空调系统增加的初投资费用I=I一ISC式中，I为冰蓄冷空调系统的初投资，元；I为常规空调系统的初投资，元。SC2)冰蓄冷空调系统全年节省的运行费用P=P一PCS式中，P为冰蓄冷空调系统全年运行总电费，元；P为常规空调系统全年运行总电SC费，元。初投资比较6.1.1常规空调机房设备配置及概算表六：常规空调机房设备清单及概算6.1.2冰蓄冷空调机房设备配置及概算表八：冰蓄冷空调机房设备清单及概算6.1.3空调末端设备配置及概算6.1.4建筑投资(仅做参考，不计在内)冰蓄冷空调可采用大温差送风，空气处理机、风机、冷冻水泵和水管管径尺寸减小，可降低房间层高，节省建筑空间和工程造价。因为低温送风风管比常规风管小，需安装风管的房间顶部空间高度至少可以减小90mm〜185mm，建筑工程造价可减少3.76%〜13.6%。取值5%,建筑造价按2000元/m2计算运行费用年耗电费用а. 常规空调耗电费用分析б. 3投资回收期使用冰蓄冷空调初投资多出部分回收期为n=AI"P冰蓄冷空调釆用大温差送风，送风量减少，风机功率减小30%〜40%。在本经济分析中不再计算本部分，实际回收年限小于计算结果，完全可以在1年半内回收初投资多投入部分，是完全可以接受的。七、冬季蓄热设计选型经过分析，冬季空调供暖和生活用水的供应，蓄热电锅炉是一种经济效益和社会效益都非常好的热源形式。使用电锅炉蓄热式系统，既能解决环保、消防、管理方面的问题，又能节约运行费用。在一些对环境要求高的地区和城市完全可以釆用电锅炉蓄热系统代替燃煤、燃油和燃气锅炉作为空调供暖的热源。该工程地处，冬季取暖时间较短。为了尽可能使用夜间低价电，本方案设计冬季釆暖使用电锅炉进行蓄热。设计蓄热水60°C〜95°C。设备选型酒店冬季供热负荷为xxxxkW。蓄热槽与蓄冰槽共用，体积为XXXm3，考虑系统热水膨胀因素，蓄热槽可利用率为90%,则蓄热槽可存