冰蓄冷系统设计施工要点(蓄冰机组的选择)

冰蓄冷系统制定施工要点〔蓄冰机组的选择〕蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况，即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时，经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内，将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰，当蓄冰过程完成时，整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时，经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器，将乙二醇溶液温度降低，再送回负荷端满足空调冷负荷的必需要。乙二醇溶液系统的流程有两种：并联流程和串联流程。即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套循环泵维持系统内的流量与压力，供应空调所必需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好，夜间蓄冷时只必需开启功率较小的初级泵运行，蓄冷时更节能，运行灵活。串联流程系统较简单，放冷恒定，合适于较小的工程和大温差供冷系统。除了空调供冷外，全天的其余时间全部用于蓄冷，这样可使主机的容量减少至最小值。蓄冷比例确实定是非常重要的一个环节，在方案制定中一般先初步选择较典型的几个值〔如30%等〕，经设备初选型，依据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并合计其它因素最后选定较佳的比例值。蓄冰槽容量Q′=n2*q*T2板式换热器选型F=Q/(K*Δtm)公式中Q为总换热量；K为换热系数；Δtm为对数平均温差；冰蓄冷系统中，由于乙二醇价格较高，对水泵的密封性能要求较高。一般建议采纳带机械密封的水泵，可以减少漏液或几乎不漏液。水泵选型：依据流程，确定满足各种工况下的最大阻力和流量；为达到节能的目的，尽量选用多台泵。该工程采纳并联流程，初级泵流量=Q/C*Δt扬程P〔估算〕=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门水泵选型后，还必需与自控专业配合，校核各工况下的流量和阻力分配，以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。a〕采纳主机上游的串联系统，主机上游回水先流经主机，使主机在较高的温度下运行，提升了压缩机的效率，使能耗降低。b〕蓄冰装置发科〔FAFCO〕标准蓄冰槽。发科〔FAFCO〕标准蓄冰槽有以下优点∶在保证导热性能的同时，彻底杜绝腐蚀隐患，重量轻；采纳不完全冻结式，可提供稳定的低温载冷剂，减小循环水泵的流量及相应管道的管径，降低初投资；外结冰，无内应力，使用寿命长；传热面积大，结冰融冰速率稳定；结冰厚度薄，制冷主机运行效率高。c〕制定日联合供冷时，采纳主机优先模式，主机一直满负荷运行，机组利用率高，主机和蓄冷盘管容量最小，投资最节省。d〕所有水泵采纳原装进口优质产品，变频运行。整个供冷期，大部分时间都为部分负荷，水泵通过无级调速.变频，节能效果显然。3.求：冰蓄冷施工组织制定冰蓄冷系统的制定与施工工法一、工程概述北京国际金融中心位于月坛北桥东侧，建设单位是首创集团融金房地产开发。该建筑物功能类型为办公，酒店，银行办公的综合大厦，总建筑面积11.6万平方米。是全国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由北京建工总机电设备安装工程第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水，冷冻站在地下3层；机房建筑面积1200m2〔蓄冰槽520m2〕。冷冻站采纳蓄冰空调系统，充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量，补充在电力高峰期的空调冷负荷必需要，节约系统运行成本。二、设备配置〔一〕冷源1.双工况螺杆式冷水机组3台〔YSFAFAS55CNES〕约克〔合资〕2.基载离心式冷水机组2台〔YKFBEBH55CPE〕约克〔合资〕〔二〕冷却塔：大连斯频得冷却塔共计5台，CTA-600UFWS两台，CTA-450UFWS三台。〔三〕板式换热器：丹麦APV板式换热器共计3台，选用APV板式换热器J185-MGS16/16。〔四〕蓄冰槽〔现场加工〕蓄冰槽共有六台，最大蓄冰量31787.2KW(9040RT)。〔见表1〕〔五〕乙二醇循环水泵：德国KSB乙二醇循环水泵共计4台，其中1台备用，并配4台变频器。〔六〕冷却水循环泵：德国KSB冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，其中1台备用。三、运行策略：〔一〕负荷说明依据建筑使用状况及初步制定估算结果，整幢大楼的尖峰冷负荷为11428KW(3250RT)。由于气温变化，空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化，依据负荷分布状况，出100%负荷状况逐时空调负荷：〔见表2〕蓄冰的模式可采纳全部〔全量〕蓄冰模式或部分〔分量〕蓄冰模式。本工程采纳部分蓄冰模式。依据采暖通风专业提供的建筑物制定日100%负荷如下：最大小时冷负荷：11428KW(3250RT)制定日冷负荷：151705KWH(43144RTH)最大小时基载冷负荷：2286KW(650RT)扣除基载冷负荷后的最大小时冷负荷：9142.33KW(2600RT)扣除制定日基载冷负荷后冷负荷：96852.4KWH(27544RTH)〔二〕系统流程简述本制定蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备，系统选用串联单循环回路方式，在循环回路中，乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台，每台换热量为用3961KW(1126RT)，用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开，保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动，而不流经各空调负荷回路，可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9，依据冷负荷变化，通过电动调节阀CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷必需求。电动调节阀CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷必需求。同时，空调冷冻水回路采纳的是二级泵系统，节省运行费用。本工程最大蓄冰容量31787.2KW(9040RT)，分6个冰槽，槽内净高2.35米。为了尽量减少冰槽的占地面积，我们将蓄冰槽作成非标准型的，尽量利用建筑空间，顶板上方预留设备入口兼检查孔，供设备及检修人员出入。冰槽结构为外保温。自蓄冰槽向外的结构组成分为：防水涂刷层，橡塑保冷层。为满足电力部门削峰填谷的必需求，电力高峰段，双工况冷水机组，基载冷水机组满负荷运行，不够冷量由融冰输出供给。系统制定中同时合计备用，当任意一台机组发生故障时，开启备用基载冷水机组满足空调供冷的必需求。当任意一台双工况冷水机组发生故障时，开启备用基载冷水机组，满足第二天空调供冷的必需求，当任意一个分区的蓄冰槽发生故障时，开启备用基载冷水机组，满足空调供冷的必需求。在过渡季节空调供冷时，停开冷水机组，仅输出融冰供冷便可满足空调必需求。此时，电动调节阀CV1，电动阀CV3关闭，开启电动阀CV2,CV4，乙二醇溶液冰不流经双工况冷水机组，避免了泵功率的浪费。在蓄冷槽单独供冷时，乙二醇溶液泵采纳变频技术，大量降低水泵能耗。∶1。因此，采纳冰蓄冷系统，可以大大降低空调系统运行费用。现阶段，峰谷分时电价如下表：乙二醇系统的控制依据电力负荷的峰谷时段〔电价的凹凸〕和空调负荷的要求，整个蓄冰制冷系统能自动切换系统的运行工况：〔1〕双工况主机制冰模式〔2〕双工况主机+融冰供冷模式〔满负荷状况〕〔3〕融冰单供冷模式〔部分负荷状况〕。控制系统依据工况要求，自动开关电动阀，组成某工况所必需的流体通道。通过阀门调节控制融冰速度；在融冰单供冷工况通过乙二醇泵变频及台数调节控制融冰速度及供水温度。1.双工况主机制冰模式：23∶00~7∶00在此时段内为电力低谷期，电价低廉。双工况主机设定为制冰工况。冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。1.削峰填谷、平衡电力负荷。2.改善发电机组效率、减少环境污染。3.减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。4.改善制冷机组运行效率。5.蓄冷空调系统特别合适用于负荷比较集中、变化较大的场合加体育馆、影剧院、音乐厅等。6.应用蓄冷空调技术，可扩展空调区域使用面积。7.合适于应急设备所处的环境，计算机房、军事设施、机房和易燃易爆物品仓库等。〔1〕节省电费。(2)节省电力设备费用与用电困扰。(3)蓄冷空调效率高。(4)节省冷水设备费用。(5)节省空调箱倒设备费用。(6)除湿效果合格。(7)断电时利用一般功率发电机仍可保持室内空调运行。(8)可快速达到冷却效果。(9)节省空调及电力设备的保养成本。(10)降低噪乱冷水流量与循环风上减少，即水泵与空调机组运转振动及噪音降低。(11)使用寿命长。〔1〕关于冰蓄冷系统，其运行效率将降低。(2)增加了蓄冷设备费用及其占用的空间。(3)增加水管和风管的保温费用。(4)冰蓄冷空调系统的制冷主机性能系数〔COP〕要下降。蓄冷系统工作模式是指系统在充冷还是供冷，供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统必需在规定的几种方式下运行，以满足供冷负荷的要求常用的工作模式有如下几种：(1)机组制冰模式(2)制冰同时供冷模式(3)单制冷机供冷模式(4)单融冰供冷模式(5)制冷机与融冰同时供冷冰蓄冷空调制冰机组分出很多种类像冰球制冷、钢盘管内〔外〕融冰、冰浆、冰蕊等制冰方式通常蓄冷系统的蓄冷温度取决于蓄冷速率和这一时间蓄冷槽体的状态特性，关于外融冰式系统是指内管壁的结冰量。关于蓄冷时间短的蓄冰系统，一般必需要较高的蓄冷速率，即指较低的〔平均〕蓄冷温度蓄冷；反之，蓄冷速率慢，蓄冷温度较高。一般状况下蓄冷设备生产厂商都可以提供各种蓄冷速率下最低蓄冷温度值。关于蓄冷设备如容器式、优态盐式，在蓄冷过程的初期会产生过冷现象，过冷现象仅发生在蓄冷设备已完成释冷，内无一点余冰时，其结果是降低了蓄冷开始阶段的换热速率。过冷现象可以通过添加起成核作用的试剂来削减其过冷度值。据国外资料介绍，某种专利成核剂可限制过冷度在-3℃~-2℃之间。关于蓄冰式系统，在释冷循环过程中，假设释冷温度保持不变，则释冷量会逐渐减少；或当释冷速率保持恒按时，释冷温度会逐渐上升。这关于完全冻结式，容器式蓄冷设备表现特别显然，这是由于盘管外和冰球内的冰在大部分是隔着一层水进行热交换融冰，同时换热面积是在动态变化；而关于制冰滑落式，冷媒盘管式蓄冷设备，温水与冰直接接触融冰，释冷温度相对保持稳定。实际上，蓄冷设备很少保持释冷速率恒定不变，实际释冷速率取决于空调负荷曲线图，特别是最后几个小时的空调负荷值最为重要，这决定了释冷循最高释冷温度值。因此，关于同种类型的蓄冷设备，哪一种在实际释冷速率条件下，保持恒定释冷温度的时间越长，哪一种设备的性能越好。蓄冷空调系统无论是采纳部分蓄冷还是全部蓄冷，其初期投资通常均比常规空调系统高，这就要求制定者应正确掌握建筑物空调负荷的时间变化特性，确定合理的蓄冷设备及其系统配置，制定系统的运转策略，准确地作出经济分析，以便投资者可以在短时间里以节省电费的形式收回多出的投资.一般状况下，在一个已制定好的蓄冷系统中可以以单位可利用蓄冷量所必需的费用来衡量蓄冷设备。另外，蓄冷系统的配置也影响蓄冷设备的大小。10、关于冰蓄冷中载冷剂的选择；1〕要求载冷剂在工作温度下处于液体状态，不发生相变。2〕要求载冷剂的凝固温度至少比制冷剂的蒸发温度低4~8℃，标准蒸发温度比制冷系统所能达到的最高温度高。比热要大，在传递一定热量时，可使载冷剂的循环量小，使输送载冷剂的泵耗功减少，管道的耗材量减少，从而提升循环的经济性。另外当一定量的流体运载一定量的热量时，比热大能使传热温差减小。3〕热导率要大，可增加传热效果，减少换热设备的传热面积。4〕粘度要小，以减少流动阻力和输送泵功率。5〕化学性能要求稳定。载冷剂在工作温度内不分解；不与空气中的氧化合，要求不腐蚀设备和管道。感谢东华大学环境与工程学院的各位老师提供资料。工作原理利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，以减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量。流程1、串联系统有机组位于蓄冰装置的上游和机组位于蓄冰装置的下游两种形式。串联系统的制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套循环泵维持系统内的流量与压力，供应空调所必需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。2、并联系统有单〔板式〕换热器系统和双〔板式〕换热器系统。并联系统的制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。扩展资料：冰蓄冷的特点(1)转移制冷机组用电时间，起到转移电力高峰期用电负荷的作用。(2)蓄冷空调系统的制冷设备容量和装设功率小于常规空调系统，一般可减少30%~50%。(3)蓄冷空调系统的一次投资比常规空调系统要高。如果计入供电增容费及用电集资费等，有可能投资相对或增加不多。(4)蓄冷空调系统的运行费用由于电力部门执行峰谷电价政策，比常规空调系统要低，分时电价差值愈大，得益愈多。(5)蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行比例增大，状态稳定，提升设备利用率。(6)蓄冷空调不一定节电，而是合理使用峰谷段的电能。参照资料来源：百度百科-冰蓄冷冰蓄冷蓄冰槽的大小确定具体如下：冰蓄冷计算蓄冰容量计算方法介绍注：以下计算依据成都的电价分段进行计算，其他城市可依据各地电价分段进行调整。一、原始资料制定日尖峰负荷电价区段成都为：11∶00――19∶00平价段7∶00――11∶00及19∶00――23∶00峰价段23∶00――次日7∶00谷价段平价/峰价/谷价时间均为8小时3.制定日逐时负荷4.峰价段各小时负荷从大到小为：M1、M2、M3、M4、M5……二、设定1.主机空调工况时低温送风能力为：P2.主机制冰工况时制冷量与空调工况时制冷量之比为：K1〔注：依据蓄冰装置蓄冰时的平均运行温度及制冷机运行性能表即可查出K1值〕3.必需求蓄冰量为：Q(RTH)〔潜热〕4.电价高峰段冷负荷为：W1(RTH)5.电价平价段削峰冷负荷为：W2(RTH)6.电价低谷段冷负荷为：W3(RTH)7.峰价段蓄冰装置供冷投入时间为：N小时注：蓄冰时间为谷价段时间减0.5小时=7.5小时三、理论状上的空调负荷假设峰价段全部由蓄冰设备投入，平价段由主机制冷优先，蓄冰设备补充供冷，现计算如下：1.公式：Q=W1+W2PXK1=(Q+W3)/7.5hW2=(M1+M2+M3+……Mn)-PXN2.则依据以上公式推导如下：Q=W1+W2=W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXNPXK1=(Q+W3)/7.5h=(W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXN+W3)/7.5所以：P=(W1+(M1+M2+M3+……Mn)+W3)/(7.5K1+N)假设N为5则可求出P值和Q值3.在求出Q值和P值之后，即可知道N值设定是否正确，后果不正确则重新设定N值，带入公式计算，带入公式计算，直到N值正确为止。四、实际状况下的冰蓄冷计算蓄冰设备在实际应用中，其在放冷后期放冷速率降低。此时，蓄冰设备的放冷能力已无法满足冰蓄冷的必需求。由此产生以下两个问题。首先，蓄冰设备后期放冷速率降低，会层致蓄冰设备不可能在白天16个小时的时间内将全部蓄冷量〔潜热〕放完。故，计算时应合计该部分无法放出的蓄冷量。设可利用蓄冷量占总蓄冷量〔潜热〕的比率为K2。依据蓄冰装置的放冷特性，各种蓄冰装置的K2值如下：冰盘管K2=0.95冰筒K2=0.90冰球K2=0.75其次，在19∶00――23∶00的峰价段，必需