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水蓄冷空调与常规空调经济性比较

发布时间:2018-07-16 16:15:42 阅读次数:

   摘要:介绍水蓄冷中央空调系统的基本原理、运行模式、工作流程,并以某工程为例对水蓄冷空调系统和常规空调系统在经济方面作比较,得出水蓄冷空调系统的优越性。

        关键词:水蓄冷空调;经济性分析;运行模式
        Abstract:The meanings and principle of central air- conditioning water storage were introduced.The advantages of the technology were pointed out.
        Key words:central air-conditioning water storage technology;performance patterns;economic analysis
        引言
        随着工业化和人民生活水平的提高,对办公及工作环境的舒适度要求越来越高,促使中央空调使用越来越广泛,其耗电量也越来越大,特别是在一线城市的中央用电量已占其高峰用电量的25%以上,而中央空调跟工业生产机械使用时间大部分都在白天,这样使得电力系统峰谷负荷差加大,电网负荷率下降,电网不得不实行拉闸限电,严重影响工业生产,不利于经济发展。解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术,将中央空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期,均衡城市电网负荷,达到移峰填谷的目的。蓄冷技术就是利用夜间电网多余的谷荷电力用于运转制冷机制冷,并以冷水的形式储存起来,在白天用电高峰时将储存的冷量通过冷热交换器提供空调末端设备使用,从而避免在白天工业用电高峰期时中央空调大量耗用宝贵的电力。
        一、水蓄冷空调系统的原理和意义
        1.水蓄冷空调系统的原理
        水蓄冷空调系统就是根据水的温差蓄冷,在电力使用低谷时段,制冷机运行,使蓄冷水池中的水降温,将电力使用高峰期空调所需的制冷量以潜热的形式储存在冷水中,一旦出现空调负荷,便可使用这些冷水储存的冷量部分或全部通过冷热交换器提供给空调末端制冷需要。
        2.水蓄冷空调系统的实际意义
        水蓄冷空调技术就是利用峰谷电价差通过调节制冷机运行时间来节省费用。白天用电高峰时,往往电力供应比较紧张,此时电费单价也较高;而晚上用电谷底时,电力又是富余的,且不能储存,此时的电费单价较低。通过水蓄冷技术,减少制冷机在电价较高时的运行时间,在电价较低的时候启动制冷机,将白天中央空调需要的冷量通过降低蓄冷水池的水温储存起来,且晚间气温较低,制冷机的运行效率要高于白天,这样就把本可能浪费的电力资源利用起来,在白天用电高峰时尽量减少用电,形成节能效应,同时总体电费也能降低达到资源最大利用和降低空调运行费用的目的。
        二、水蓄冷系统运行方式
        水蓄冷制冷主机由两种工作工况,一是工作于供冷工况,此时出回水为7/12℃,二是工作于蓄冷工况,此时出回水温度为3/7℃。一个设计合理的蓄冷系统应通过维持尽可能大的蓄水温差并防止冷水与热水的混合来获得最大的蓄冷效率。水蓄冷中央空调系统运行方式有如下5种。
        1.蓄冷水池蓄冷
        在夜间低谷电力而且末端无冷负荷时,系统以此种模式运行,电动阀门及主机切换至蓄冷模式。11℃的温水被蓄放冷泵从顶部布水器中抽出,经过主机降温至 4℃后,由底部布水器重新返回蓄冷水池。蓄冷结束有如下三个判断依据,其中任意一个条件满足时,系统即判断蓄冷结束,停止蓄冷工况。
         蓄冷水池的出水温度进行控制(具体温度调试时设定)。
         控制系统的时间程序指示为非蓄冷时间。
         传感器指示已储存额定冷量。
        2.蓄冷水池放冷
        本工况下,板换一次侧冷冻水在蓄冷槽、板换和蓄放冷泵之间循环,4℃的冷冻水进入板式换热器,和二次侧冷冻水进行热交换,放出热量后温度升至 11℃,板换二次侧冷冻水吸收冷量,产生 7℃的冷冻水,经冷冻水泵系统输送至空调末端换热设备满足空调的要求。换热后的板换一次侧冷冻水溶液温度升高到 11℃,再回到水池上部。此时的蓄放冷泵变频运行,使末端的供水温度稳定为设计值 7℃。
        3.制冷机组蓄冷同时给空调末端供冷
        蓄冷水池蓄冷在夜间低谷电力而且末端有冷负荷时,系统以此种模式运行,通过调节电动阀门使部分制冷主机工作在蓄冷模式。11℃的温水被蓄放冷泵从顶部布水器中抽出,经过主机降温至 4℃后,由底部布水器重新返回蓄冷水池。其他制冷主机可作为基载,直接供应末端,满足空调负荷的需要。
        4.主机单独供冷
        当蓄冷水池内水温超过设定的最高温度或者在蓄冷水池进行检修或其他维护无法采用水池供冷模式时,可制冷主机供冷的运行模式。此时制冷主机的蒸发器出口设定温度为末端供水温度,即为 7℃。在空调负荷变化时,制冷主机则根据蒸发器出口温度设定自行进行冷量调节,跟随空调负荷的变化而变化。
        5.蓄冷水池,主机联合供冷
        在本运行方式下,系统末端冷量由主机与水池共同提供,末端 12℃的冷冻回水一部分进制冷主机降温至 7℃,另一部分经制冷板换降温至 7℃,两部分冷冻水混合后为末端提供冷量。此时的放冷水泵变频运行,使末端的供水温度稳定为设计值 7℃。制冷主机可通过进出口电动阀门进行切换,选择投入满足末端需求的主机。
        三、水蓄冷中央空调系统相比常规中央空调系统的优越性


     

   五、结论
        从上面的经济性比较中可以看出:
        采用水蓄冷中央空调系统时,水蓄冷中央空调系统初期投资要比常规机组系统高119.7万元,年运行费用节省19.71万元,投资6年即可收回成本,往后每年节约的费用均为纯利润.在实际使用中,如果采用常规中央空调系统,制冷机组的容量需要更大,相对于常规空调系统,水蓄冷中央空调系统装机容量更小,可节省配电设施费。对实行三段式电价政策的地区,应在低谷电价期间满时段满负荷运行制冰;高峰电价期间,尽量少开或不开制冷主机.
        蓄冷空调既是今后空调的发展方向之一,也是解决电力高峰期和低谷期的负荷相差很大所引起的能量浪费的有效手段.

关键字:空调 经济性 常规

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