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建築節能——冰蓄(xù)冷係統的(de)設計與施工(gōng)
  • 發布日(rì)期(qī):2012-08-03      瀏覽(lǎn)次(cì)數(shù):3416
    • 簡介: 北京金融中心位於月壇北橋東側,建設單位是*集(jí)團融金房地產開發有限公司。該建築物功能(néng)類型為辦公,酒店,銀行辦公的綜合大廈,總建築麵積11.6萬平方米。是(shì)全國zui大的冰蓄冷工程項目。該項目由北京建工總機電設備安裝(zhuāng)工程有限公司*項目(mù)部進行施工安裝。本係(xì)統主(zhǔ)要是為該建築提供空調冷凍水,冷(lěng)凍站在地(dì)下3層; 機房建築麵積1200m2(蓄冰槽520m2)。冷凍站(zhàn)采用蓄(xù)冰空調係統,充分(fèn)利用(yòng)夜間廉價的低穀電力儲存冷(lěng)量,補充(chōng)在電(diàn)力高峰期(qī)的空(kōng)調冷負荷需(xū)要(yào),節約係統運行成本。
      關鍵(jiàn)字:建築節能 冰(bīng)蓄冷 
       


      一、工程概述  

          北京金融中心位於(yú)月壇北橋東側,建設單位是*集團融金房(fáng)地產開發有限公司。該建築物功能類(lèi)型為辦公,酒店,銀(yín)行辦公的綜合大廈,總建築(zhù)麵積11.6萬平(píng)方米。是全國zui大(dà)的冰(bīng)蓄冷工程項目。該項目由北京建工總機電設備安裝工程有限公司*項目部(bù)進行施工安裝。本係統主要是為該建(jiàn)築提供空調冷凍(dòng)水,冷凍站(zhàn)在地下3層;機房建築(zhù)麵積1200m2(蓄冰槽(cáo)520m2)。冷凍站采用蓄冰空調係統,充分利(lì)用夜間廉價(jià)的低穀電力儲存冷(lěng)量,補(bǔ)充(chōng)在電力高峰期的空調冷(lěng)負荷需要,節約(yuē)係統運行成(chéng)本。  

      二、設(shè)備配置  
          (一(yī))冷源  

          1.雙(shuāng)工況螺杆式冷(lěng)水機組3台(YSFAFAS55CNES)約克(合資)  2.基(jī)載離心式冷水機組2台(YKFBEBH55CPE)約克(合(hé)資)  

          (二)冷卻塔:大連斯頻得  

          冷卻塔共計5台,CTA-600UFWS兩台,CTA-450UFWS三台。  

          (三)板式換熱器:丹麥APV  板式換(huàn)熱器共計3台,選用APV板式換熱器J185-MGS16/16。  

          (四)蓄冰槽(現場加(jiā)工)  

          蓄冰槽共有六台,zui大蓄冰量31787.2KW(9040RT)。(見表1)  

          (五)乙二醇循環水(shuǐ)泵:德國KSB  

          乙二醇循環(huán)水泵共計4台,其(qí)中1台備用,並配4台變頻(pín)器。  

          (六)冷(lěng)卻(què)水(shuǐ)循環泵:德國KSB  

          冷卻水循環泵選用臥式離心泵(bèng)4台,其中1台備用。  

      三、運行策略:
          (一)負荷說明(míng)  

          根據建築使(shǐ)用情況及初步設計估算結果,整幢大樓的尖峰冷負荷為11428KW(3250RT)。由於氣溫變化,空調係統在整個運行期間日負(fù)荷大小會有變化(huà),根據負荷分布(bù)情況,計算出*負荷情況逐時空調負荷:(見表(biǎo)2)  

          目前蓄冰的模式可采用全部(全量)蓄冰模式或部分(分量)蓄冰(bīng)模式。本工程采用部分蓄冰模式。  

          根(gēn)據采(cǎi)暖通風專業(yè)提(tí)供的建築物設計日*負荷(hé)如下:zui大小時冷負荷:11428KW(3250RT)  

          設計日冷負荷:151705KWH(43144RTH)  

          zui大小時基載(zǎi)冷負荷:2286KW(650RT)  

          扣(kòu)除基載冷(lěng)負荷後的zui大小時冷(lěng)負荷(hé):9142.33KW(2600RT)  

          扣(kòu)除(chú)設計日基載冷負荷後冷負(fù)荷:96852.4KWH(27544RTH)  

          (二)係統流程簡述

          本設計蓄冰設備選用冰球式蓄冰設備,係統選用串聯單(dān)循環(huán)回路方式,在循環回路中,乙二醇製冷主機置於蓄冰裝置上遊。係統中設有板式熱交換器3台,每台換熱量為用(yòng)3961KW(1126RT),用以把冰蓄冷係統的乙(yǐ)二醇回路與通(tōng)往空調負荷的水回路隔離開,保證乙二醇(chún)僅在蓄冰(bīng)循環中流動,而不流經各空調負荷回路(lù),可減少乙二醇用量並避免乙二醇在(zài)空調(diào)負荷回路中的泄漏。乙二醇回路中設有4個電動(dòng)調節閥CV1,CV2,CV8CV9,根據(jù)冷負荷變化,通過(guò)電動調節(jiē)閥CV1,CV2調節進入蓄冰裝置的乙二醇流量,保證進入(rù)板式熱交(jiāo)換器的乙二醇側(cè)溫度(dù)恒定並滿足(zú)冷負荷(hé)需求。電(diàn)動調節閥CV8.CV9調節進入板式熱交換器的乙二醇流量,保證進入(rù)板(bǎn)式熱交換器的水(shuǐ)側溫度恒定並滿足冷負荷需求。同時,空調冷凍水回路采用的是二(èr)級泵係統,節省運(yùn)行費用。  

          本工程zui大蓄(xù)冰容量(liàng)31787.2KW(9040RT),分6個冰槽,槽內淨高2.35米(mǐ)。為了盡量(liàng)減(jiǎn)少冰槽的占地麵積,我們將蓄冰槽作成非(fēi)標準型(xíng)的,盡量利用建築空間,頂板上方預留設備(bèi)入口兼檢查孔,供設備及檢修人員出入。冰(bīng)槽結構為外保溫。自蓄(xù)冰槽向外(wài)的結構組成(chéng)分為:防水(shuǐ)塗刷層,橡塑保冷層。為滿足電力部門削峰填穀的需求,電力高峰段,雙工況冷水機組(zǔ),基載(zǎi)冷水(shuǐ)機組滿負荷(hé)運行,不足冷量由融冰輸出供給。係統設計中同時考慮備用問題,當任意一台機組發生故障時,開啟備用(yòng)基載冷水機(jī)組滿足空調供冷的(de)需求。當(dāng)任意一台(tái)雙(shuāng)工況冷(lěng)水機組發生故障時,開啟備用基載冷水機組,滿(mǎn)足第二(èr)天空調供冷的需求,當(dāng)任意一個分區的蓄冰槽發生故障時,開啟備用基載冷水機組,滿足空調供冷的(de)需求。  

          在(zài)過渡季節空調供冷時,停開冷水機組,僅輸出融(róng)冰供冷便可滿足空調需求。此時,電動調節閥CV1,電動閥CV3關閉,開啟電動閥CV2,CV4,乙二醇溶液冰不流經雙工況冷水機組,避免了泵功率的浪費。在蓄冷(lěng)槽單獨供冷時,乙二醇溶(róng)液泵采用變(biàn)頻(pín)技術,大量降低水(shuǐ)泵能耗。  

          (三)蓄冰運行(háng)策略  

          根據全日冷負荷曲線及北京地區的(de)分時電(diàn)價情況,本設計采用(yòng)的是負荷均衡的部分蓄(xù)冰策略,這樣既可以用在(zài)夜(yè)間儲存的冷量zui大限度的(de)滿足在電力高峰期空調冷負(fù)荷(hé)需要,節約係(xì)統運行成本,也盡可能少的占用該建築的有效麵積。  

      四、運(yùn)行情況(kuàng)比較:
          由(yóu)於(yú)北京地區電網采用(yòng)了峰穀電價政策,高峰電價與低穀電價已達到4.3∶1。因此,采用冰蓄冷係統,可(kě)以大大降低空調係統運行費(fèi)用。現階段,峰穀分時(shí)電價(jià)如下表:  

          乙(yǐ)二醇係統的控製根據電力負荷的(de)峰穀(gǔ)時段(電價的高低)和空(kōng)調(diào)負荷的要求,整個(gè)蓄冰製冷係統能自動切換係統的運行(háng)工況:

          (1)雙工況主機(jī)製冰模式

          (2)雙工(gōng)況主機+融冰供冷模式(滿負荷情況)

          (3)融冰單供冷模式(部分負(fù)荷(hé)情況)。控製係統根據(jù)工況要求,自動開關電動閥,組成某工(gōng)況所需的流體通道(dào)。通過閥(fá)門調節控製融冰(bīng)速度;在融(róng)冰單供冷工況通過乙二醇泵變頻及台(tái)數調(diào)節控製融冰速度及供水溫度。  

          1.雙(shuāng)工況主機製冰模式:23∶00~7∶00  

          在此時(shí)段內為電力低穀期(qī),電價低廉。雙工況主機設定為製冰(bīng)工況並滿負荷運行,所製得的冷量全部以冰形式(shì)存儲起來,以供冷(lěng)負荷高(gāo)峰(fēng)期使用。開啟雙(shuāng)工(gōng)況主機和乙二醇泵,在(zài)雙工(gōng)況主機、乙(yǐ)二醇泵(bèng)和儲冰槽之間形成一個製冰循(xún)環。在電力低穀(gǔ)期,充分利(lì)用低穀廉價電力,三台雙工況主機全力(lì)製冰,製冷機組首先使回路顯(xiǎn)熱降溫,直降到蓄冷球相變溫度,達到(dào)相(xiàng)變溫度後,隨著吸收機組產生的冷(lěng)量,蓄冷球開始發生相變(結冰),在結冰(bīng)期間冰球不斷吸取機組所(suǒ)產的冷量,至製冷機組產生的冷凍流(liú)體溫度(dù)也略降至相(xiàng)變結束(shù)時對應的(de)zui終溫(wēn)度速度很快,而這種快速的降溫表明了(le)蓄(xù)冷(lěng)階段的結束。因為製冰時主機的效率受到室外空氣參數係統設定的影響,達到設計(jì)蓄冰量所需(xū)要的時間可能超(chāo)過或短於(yú)電力低穀時段,如果超過電力低穀(gǔ)時(shí)段,係統(tǒng)會(huì)在早晨電(diàn)力平峰期甚至電力高峰期製冰,係統(tǒng)的運行(háng)費用增加(jiā);如果短(duǎn)於電力(lì)低穀期,則會造成係統在達到設計蓄冰量以後無效或低效運行(主機出口溫(wēn)度很低),係統的(de)運行費用也會增加。所以(yǐ)應該在電力低穀期(qī),充分用足製冷機組製冰量和冰球的蓄冰能力(lì),才能zui大(dà)發揮蓄冰的功效(即的(de)效果)。判斷製冰結束的條件是:

          ①控(kòng)製係統的時間程序指使為非儲冰時(shí)間。  

          ②當製冰(bīng)主機出口溫度低於-7℃(可調)時或儲冰(bīng)裝置的(de)進出溫差降到1.5℃(可調(diào))。  

          2.雙工況主機+融(róng)冰供冷模式(滿負(fù)荷情況):8∶00~23∶00  

          當用戶冷負荷大於製冷機組所(suǒ)產生的冷量(liàng)時,需要蓄冷槽與製冷機組同時供冷,即聯供(gòng)運行。在此時段雙(shuāng)工況主機滿負荷運行,不足冷(lěng)量由融冰滿足(zú),融冰供冷量根據負荷變化由電動調節閥CV1、CV2來調(diào)節。開啟雙工況(kuàng)主機,乙二醇泵和冷凍水泵。在雙(shuāng)工況主機、乙二(èr)醇泵和板(bǎn)換形成一個供冷循環。乙二(èr)醇泵(bèng)把主機的冷量輸送到板換,冷凍水和(hé)乙二醇(chún)溶液在板換進行熱交換後,有(yǒu)冷凍水泵輸送到分水(shuǐ)器(qì)或空調末端。除了由於檢修(xiū)原因人為幹預外,應采用基載主(zhǔ)機優先。微(wēi)機控製係統根據動態負荷預測的(de)數據,控(kòng)製蓄冷槽釋冷量的大小,使蓄冷槽的蓄冷量當天基本用盡,又不能出現zui後幾小時(shí)蓄冷係統供不應求,使冰蓄冷係統運(yùn)行到的效果。  

          3.雙工況主機單位供冷模式(部分負荷情況):11∶00~18∶00  

          在(zài)此時段內(nèi)為電力(lì)平價期,電價適中。雙工況主機設(shè)定(dìng)為製冷工況並滿負荷運行,滿足空調冷負荷需要。開啟雙工況主機、乙二醇泵和冷凍水泵,從板換出來的9℃的乙二醇溶液先經過主機降溫(7℃),主機的設定出口溫度為5℃,然後進入儲冰(bīng)槽,儲冰槽閥門處於調節狀(zhuàng)態,經過儲冰槽冷卻的乙二醇溶液(yè)在閥門的調節下達到設定的供水溫度4℃,供給板換。同時通過調節CV8閥門控製板換二次側的供水溫度。  

          4.融冰單供冷(lěng)模式(部分負(fù)荷情況):8∶00~11∶00;18∶00~23∶00  在此時段內電力高價期。融冰供冷滿負荷運行,不足冷量由雙工況(kuàng)主機滿足,滿足空調冷負荷需要。這樣(yàng)可避開電力高峰期,將係統的zui高用電量降至zui低,節約運(yùn)行成本。融(róng)冰供冷量根據負荷變(biàn)化由變頻泵來調節(jiē)。開啟乙二醇泵(bèng)和冷凍水泵,乙二醇泵變頻使板換二次側的供水溫(wēn)度穩定在設計溫度(dù)(如(rú)7℃)。此時,主機退(tuì)出運行,主機的旁通CV12打開,乙二醇溶(róng)液不在流經主機,直接(jiē)進入冰槽,通過變頻有(yǒu)效節省能耗(hào)。某些季節冷負荷低時往往隻靠釋冷便能滿足冷負(fù)荷,要求(qiú)微機控製係統根據動態蓄冷負荷預測,自動地控製係統的運行方式,使冰蓄冷係統運行在*狀態,以達到削峰(fēng)填穀節約能源的目的。  

          5.備份模式:7∶50~8∶00  

          在此(cǐ)時段內由於沒有其它(tā)負(fù)荷,此間係統中除(chú)基載主(zhǔ)機及相應(yīng)設備(bèi)正常工作,提供該建築(zhù)的基本冷負荷外,所有設備均(jun1)停止運行,整個(gè)係統處於備份狀態。此外,業主還可以根據該建築的實際情況組(zǔ)成其(qí)他模式。  

      五、冰蓄冷係統自動控製功能  
          1.冷(lěng)凍水係統連鎖控製:  

          冷(lěng)凍水係統中(zhōng),和(hé)板換相連的一次冷凍水泵和(hé)板換是多對多的關(guān)係,也同樣存在象乙二醇係(xì)統中的聯鎖要求,負荷降低所需開啟的一次冷凍水泵台數(shù)減少,對應的板換開啟台數也需要減(jiǎn)少,即一次(cì)冷凍水泵和板換冷凍水出口(kǒu)的電動(dòng)閥門形成聯(lián)鎖,同樣這(zhè)種聯鎖控製不能影響一次冷凍水泵和板換互為備用的關係。  

          2.冷卻水係統的控製  

          根據主機(基載主機和雙工況主機)的開啟狀(zhuàng)態開啟相應的冷卻水泵,冷卻水泵、主機、冷卻塔和電動閥門形成聯鎖。同時,通(tōng)過電動閥門(mén)調節,冷卻水泵、主(zhǔ)機和(hé)冷卻塔能互(hù)為備用,即當其中二種設備同時發生故障(zhàng)時,可以自動開起非對(duì)應(yīng)的設備,通過閥門自動切換所需的工作回路。根(gēn)據冷卻(què)水的回水溫度(冷凝器的(de)進水溫(wēn)度)調節冷卻塔風機、台(tái)數(shù)控製及冷卻水旁通控製(zhì),以保證冷卻水的回水溫度不低於主(zhǔ)機所(suǒ)要求的zui低冷卻水供水溫度,同時(shí)盡可能使(shǐ)冷卻水回水溫度降低,以(yǐ)提高主機的製冷效率。  

          3.整個係統的控(kòng)製與監視(不包括冷凍水二(èr)次水泵)  

          (1)係統的啟停順序控製  

          係統的啟停順序除考慮設備的保(bǎo)護外,還應充分利用主機停機後管道係統中的冷量(liàng)。主機,如果主機需要開啟,則力求使(shǐ)主機處於滿負荷運行狀態(tài),同(tóng)時當天冰必須能(néng)全部用完;同時(shí)以末端空調冷負荷。  

          開啟順序:閥門(mén)調(diào)節到相應的工況狀態—冷卻水泵—冷卻塔—冷卻水泵—(基載主機)—乙二醇泵—雙工況主機。  

          停機順序:雙工況主機(基(jī)載(zǎi)主機(jī))—冷卻塔—冷卻水泵—乙二醇泵—冷凍水(shuǐ)泵(bèng)。以上括號內的設備表示如果該設備需要開(kāi)啟,可在此階段開啟。係統的啟停順序以及時間間隔在自控(kòng)程序中編製完成,自控(kòng)係統(tǒng)的實際操作中可以做到根據工況預測開機。  

          (2)係統運行模式的控製  

          儲冰製(zhì)冷係統的運行模式通常有三種:主機優(yōu)先,融冰優先,優化控製(zhì)。其中,融(róng)冰由現在負(fù)荷預測技術成熟後不再采用。係統運行模(mó)式的控製(zhì)必須結合優化控(kòng)製軟件,根據優化軟件的(de)判斷結果調整(zhěng)係統的運行狀態。  

          主機優先:在設(shè)計日工況(kuàng)下(冷負荷大),采用(yòng)主機優先的模式,冷負(fù)荷高峰時段內主機的(de)容量不能滿足冷負荷需求,通過融冰來補充能量(liàng)。這時主機在空(kōng)調製冷工況下運(yùn)行,滿足部分冷負荷的需要(yào),其他的冷負荷有融冰滿足。  

          優化控製:優化控製的目標就是把有限的蓄冰量用在電價zui高(gāo)的時候,但在一天必須把前(qián)一天夜間(jiān)的製冰量用完。當空調負(fù)荷減小到某一數值時(測(cè)試時尋找),當建築負(fù)荷相對較(jiào)大,儲冰(bīng)空調係統(tǒng)按優化控製方式進行,控(kòng)製係統根據當天的預測性負荷圖來決定(dìng)當天的運行策略,即每小時主機(jī)和(hé)融冰(bīng)各自所承擔的負(fù)荷如何分配,盡量不開(kāi)主機,如果主機需要開啟,則力求使主機處於滿負荷運行狀態,同(tóng)時當天冰必(bì)須能全部用完(wán);同時以末端(duān)空調冷負荷、主機(jī)的(de)出口(kǒu)溫度(dù)、主機的部分負荷性能(néng)指標、電力高峰平峰時段分布來決定當天的那一(yī)時段開啟或關閉部分製冷主機(jī),使主機的耗電量與(yǔ)水(shuǐ)泵的總耗(hào)電量達到(dào)zui小。

          當係統尚不能全融冰供冷即必須開啟一台或多台(tái)主機補充冷量時,控製係統根據測出的末端負荷(流量和冷凍水供回水溫差的(de)函數(shù)),判斷出主機開(kāi)啟的zui少台數(shù),使必須運行的主機盡可能在高(gāo)負荷率下工作,提高整個係統的功率。避免所有主機都在低負載率(lǜ)下以很低的效率運行,造成(chéng)係統效(xiào)率降低(dī)。  

          (3)板換的防凍保護  

          板換(huàn)凍結的原因是係(xì)統(tǒng)處於製冰供(gòng)況時,板換乙二醇(chún)側的閥門關閉不嚴,低溫的乙二(èr)醇溶液流經板換,而(ér)水側處於靜止狀態,所以水就會有結冰的可能。  

          首先,電動閥門要選用高質量緊密關閉型的閥門,在係統製冰時(shí),板換乙二醇側的閥門處於緊密關閉狀態。其次,在每台板換的乙二醇的進口(kǒu)處安裝溫度傳感器,當溫度傳(chuán)器檢測到乙二醇進口的溫度為1℃時,開啟板換所對應的冷凍水(shuǐ)泵。在係統製(zhì)冰時(shí)同時供冷,則檢測到板換出口溫度為1℃時發出報警(jǐng)信號。 

       


      六、蓄冷空調方案的選(xuǎn)擇:  

          1.目前(qián)空調蓄(xù)冰的方(fāng)式很多,主要的(de)有冰盤式、冰球式。本工程采用簡便、可靠、性(xìng)能良好的(de)法國CIAT冰球。它將封閉在一定形(xíng)狀的塑料容器內的液體製(zhì)成固態冰(bīng)的(de)裝置(zhì)。其形狀為球形,浸在充滿乙二醇(chún)溶液的貯槽內,冰球內的溶液隨著乙(yǐ)二醇的溫度變化結冰或融冰(bīng)。本工程采用的冰球,球殼厚2mm,直徑98mm,每(měi)m3有效冰球數1221個,潛熱(rè)133.4KJ/個。  

          2.整(zhěng)個蓄(xù)冰係統由充滿冰球的貯冰槽組成,承壓為0.035Mpa;整個係統為開式係統。由係統的6#冰槽為定(dìng)壓、膨脹箱。蓄(xù)冰槽可采用球型槽,立式槽和臥式槽。在貯同(tóng)樣冷量的情況下,球槽具有(yǒu)體積小、冷量分配均勻及材料zui少的特點。但限於本工程的位置條件,我們采用了船型臥式(shì)槽,總蓄冷體積為640m3,zui大蓄冰量31787.2KW(9040RT)。該槽承壓要求小,僅0.035MPa。本工程選(xuǎn)用的蓄(xù)冰係(xì)統是目前(qián)北京(jīng)zui大的冰球式冰蓄冷係統。  

          3.在空調蓄冷方案的選(xuǎn)擇中,空調製(zhì)冷主機的(de)選擇十(shí)分重要。根(gēn)據運行方式的(de)需要,空調製冷主機必須是雙工況(kuàng)的,既能適應空調工況運行又能進行製冰工況運行。根據常用主機有往複式、螺杆(gǎn)式和多級離心式(shì)。根據對(duì)壓縮機製冷機的綜合分析,離心式(shì)和螺杆式是有(yǒu)競(jìng)爭力的。在小於1060kW(300Rt)時,螺杆機較離心機要有優勢,尤其部分(fèn)負荷時,它的部分負荷綜合值較高,所以在製冰時更(gèng)顯出螺杆機的*性。  

          本(běn)工程采用了單(dān)螺杆壓(yā)縮機,製冷劑采用HCFC22。單螺杆機其結構簡單,軸承受力負荷小,運動部件(jiàn)之間無磨損,所以使用壽命長、振動小、製冷效率高。正由於螺杆機的*性能,在調(diào)試過程中,當(dāng)負荷運行時,單台主(zhǔ)機實際耗電300kW。采用雙工況的單螺杆機(jī)是空調蓄冷模式決定的。  

          4.蓄冰空調係統流程配置:  

          蓄冰空調係統在運行過程中有兩種運行工況(kuàng),即蓄冰(bīng)工況和放冷工況。在蓄冰(bīng)工(gōng)況時,係統內的載冷(lěng)劑(即25%濃度的乙二醇溶液)溫(wēn)度低於冰球內溶液的相變溫度,後者內部的溶液便逐步結成冰(或固態物),從而將冷量儲(chǔ)存起來。在放冷工況時,係統的載冷(lěng)劑溫度高於冰球內溶液的相變溫度(dù),球內的冰(或固態物)融解(jiě),將冷量釋(shì)放出來(lái)。  

          在蓄冰空(kōng)調係統中,水係統的流程有兩種:並聯流(liú)程和串聯流程。  

          ①並聯流程係統中製(zhì)冷機與蓄冰槽處於並聯位置,當zui大負荷時可(kě)以聯合(hé)供冷。該模式可以實現(xiàn)蓄冰、蓄冷並(bìng)供冷、融冰供冷(lěng)、製冷機直(zhí)接供冷等多種運行工況(kuàng)。  

          特點:並聯流程在發揮製冷機和(hé)蓄冰槽的效(xiào)率方麵更(gèng)為均(jun1)衡,尤(yóu)其在部分蓄(xù)冰的條件下,泵(bèng)的能耗比串聯流程有所降低。  

          ②串(chuàn)聯流(liú)程係(xì)統中(zhōng)製冷機與蓄冰槽處於串聯位置,以一台泵(bèng)維持係統內的乙二醇溶液循環,供應空調所需的冷量。  

          特點:串聯流程可保持恒定的供冷溫(wēn)度,係統運行穩定,在自控方麵也(yě)較並聯流(liú)程簡單。  

          根據係統流程的特點及工程使用的要求,在本工程中(zhōng)采(cǎi)用了串聯流(liú)程(chéng)。  

          5.蓄冰係統設備及流程的選擇(zé)及配(pèi)置,隻是在(zài)節能、移峰填(tián)穀、節約投資方(fāng)麵起到一部分的作用;真正做(zuò)到節約運(yùn)行成本,同時還應注意係(xì)統運行控製的正確(què)方法,應注意以下問題:  

          ①據用戶冷負荷的需求,按電費結構的特點,自動設置蓄冷係統*的運行方式,降低整個係統(tǒng)的運行(háng)費(fèi)用;  

          ②充分利用蓄冷裝(zhuāng)置(zhì)的容量,當日應盡量把所蓄冷量用盡,以發揮夜間機組製冷的能力(lì),減少白天運行的容量。  

          ③自動檢測係統的運行狀態,保障冰蓄冷係統(tǒng)主要設備正常、安全(quán)運行、自動記錄係(xì)統運行(háng)的參數,顯示係統運行流程圖和打印係統運行參數報表。  

      七、工程(chéng)設計施工中應注意的問(wèn)題及特點:  
          1.蓄冰槽容量(liàng)不(bú)宜過大,會使蓄冰槽因自重變形,必須增加槽的壁厚以及進行加(jiā)固,還會(huì)給製作安(ān)裝和運輸帶來困難,同時也增加了費用。在蓄冰槽的擴散管的排布(bù)上,會因(yīn)擴散管(guǎn)的排布(bù)過密而浪費(fèi)大量的(de)空間,還會影響凍冰及融(róng)冰的效果。  

          2.冷凍站通常位於大(dà)廈的地下部分,而(ér)地下部分又往往(wǎng)是停(tíng)車庫(kù)、站房、辦公集中的部位;使用麵積非常緊張、造價昂貴;在蓄冰(bīng)槽(cáo)的設置及排布上應盡(jìn)量使用可利用的空間位置。  

          3.乙二(èr)醇溶液*的(de)價格大約是7100元/噸,價格昂(áng)貴。在係統中,如果因為檢修或係統滲漏(lòu)會造成很大的不必要的經濟損失,同時對環境造成汙染。在施工中,管(guǎn)道及設備用設立牢固的支、吊架,同時(shí)係統應進(jìn)行嚴(yán)格的嚴密性試驗。如果有可能在乙二醇溶液充注前進行水溶(róng)液(yè)的試運轉,觀察整個係統的運轉情況;及自(zì)控(kòng)係(xì)統的測點及電動閥門的動(dòng)作配合。  

          4.蓄冰槽在安裝過程中,槽與下麵的支撐必須進行隔冷處理,以免(miǎn)局部形成冷橋,槽的(de)本(běn)體必須進行絕熱保溫設計以減少冷損失。乙二醇溶液在蓄冰過程中通常在-2.19℃/-5.56℃範圍(wéi)內,與周圍環(huán)境的溫差大;如果隔熱效果不好,在平時的(de)運行中會造成非常大的浪費。所以蓄冰槽的本(běn)體的保溫厚度應大於標準工況的冷凍(dòng)水的保(bǎo)溫(wēn)厚度,保溫層應嚴密盡量減少冷損失。  

          5.蓄冰槽無論是立槽還是臥槽在設計中必須考慮載冷劑(即25%的(de)乙二醇溶液)的分配均(jun1)勻(yún)性。在槽的入口和出口設均流管(guǎn)。本工程采用了DN200擴散管,均流管供、回各一根,在係統凍冰(bīng)及融冰(bīng)過程中流向相反。將載冷溶液均勻有效(xiào)地傳給槽內蓄冰球。  

          6.在蓄冰槽的設計中還考慮人孔以(yǐ)便(biàn)填充球,在填充蓄冰球時,對高於2M的臥槽或立槽,應預先在槽(cáo)中(zhōng)充入1/3槽的水以減少填球(qiú)時的衝擊使球均勻地填充(由於冰球的密度比水小,冰球浮(fú)於水麵有利(lì)於冰(bīng)球的擴散);同時水(shuǐ)不宜過多,不利於冰球填滿整個冰槽(造成冰槽底部無冰球);槽的底部設卸(xiè)球孔(kǒng),也可作排汙用。  

          7.在冰(bīng)蓄冷係統流程中(zhōng)係統與用戶的聯接方式有(yǒu)直接連接(即(jí)整個係統全部充滿(mǎn)乙二醇溶液)和間接連接(即(jí)乙二醇溶液係統於一定(dìng)範圍內,通過板式換熱器與(yǔ)二次水進行熱交換)。本工程在設計中采用了間接(jiē)連接,乙二醇溶(róng)液於在製冷(lěng)機房內循環;外部空調水係統仍是水係統。這種(zhǒng)做法有兩個好處:  

          A、乙(yǐ)二醇溶液於製冷機房用,用量少;  

          B、減少在大樓內部存在因(yīn)檢修和維護造(zào)成乙二醇溶液泄漏的問題。  

          C、尤其是高層建築能起到隔斷高層建築冷水係統靜壓以保護空調製(zhì)冷主機;提高蓄冰係統安全係數,減少(shǎo)乙二(èr)醇溶液泄漏概率;減少設備及閥部(bù)件承壓稀疏的作用。其代價僅僅是增加了(le)一台熱交換器。  

          8.本工程采用了部分蓄冰的控製策略而且是製冷機優(yōu)先,這(zhè)樣製(zhì)冷主機的容量可以大大(dà)減少,同時也減少了電(diàn)力增容費,在負荷較低時盡量利(lì)用所蓄的冰。  

          9.在係統設計中還應考慮到:乙二醇溶液受球內介質相(xiàng)變時的影響而體積膨脹(zhàng),在係統中他的相(xiàng)變膨(péng)脹量是2%~9%。為此係統應設置膨脹水箱,而且(qiě)還設置了溶液(yè)補給箱作為膨脹水箱外的溢流箱。在係統虧液或濃度降低時進行補液。  

          設置溶液補給(gěi)箱有以下作用:  

          ①既可方(fāng)便地(dì)給(gěi)係統補充乙二醇溶液,又便於檢查乙二醇溶液(yè)濃度。 

          ②當蓄冰球相變時,體積膨脹使膨脹箱中的溶液容(róng)納不下而溢流至補(bǔ)給箱(xiāng)

          ③在(zài)係統檢修(xiū)或維護中的補液及乙二醇液(yè)體(tǐ)的回收再利用,有利於減少運營成本,以環保要求。  

          10.蓄冷(lěng)係統的水處理:乙二醇水溶液係統管路為防(fáng)止腐(fǔ)蝕,需加防腐劑(jì)使鋼管內形成保護膜,防腐劑須符合環保要求。  

          11.閥門的選(xuǎn)擇上應(yīng)注意的(de)問題:  

          ①電動(dòng)調節閥、開關閥門的密閉性能應嚴格要求;在整個係統(tǒng)凍冰及融冰(bīng)的過程(chéng)中,乙二醇側在一(yī)定階段內會運行在-2.19℃/-5.56℃溫度範圍內,在板換的另一側的冷凍水通常(cháng)在7℃/12℃運(yùn)行;如果板換的乙二醇(chún)側關閉不嚴有泄漏,會造成板換冷凍水一側結冰,凍裂設(shè)備。本(běn)工程采用KEYSTONE和SIEMENS的電動蝶閥。  

          ②電動閥門(mén)的兩側應設置檢修閥

      、旁通閥;以便係統檢修,和人工手動運行。

          ③電(diàn)動閥門必須有方便的手動調節裝置。  

          12.設備投資及運行比較:(見表)  

          比(bǐ)較結果:  

          ①冰蓄冷係統冷凍站房初投資1531萬(wàn)元,常規空調工況冷凍站房初投資1300萬元;  

          ②采(cǎi)用冰蓄冷空(kōng)調係統可以節約運(yùn)行(háng)費用136萬元/年;  

          ③以空調設備運行年限20年計,蓄冰係統(tǒng)共(gòng)可節(jiē)約2720萬元;經濟效益非常可觀;  

          ④係統的工作壓力和溫度較低,安全可靠。機(jī)組采用智能控製,實行遠程監控,無須專人值守,便於(yú)管理;  

          ⑤采用(yòng)蓄冰係統削峰填穀,可避免變壓器夜間空(kōng)載運行,減少不必要(yào)的損失;

          ⑥隨著國家電力政策對削峰填穀的進(jìn)一步傾斜(xié),鼓勵用戶使用蓄冷(lěng)空調技術,電力(lì)部門將采取一係列的優(yōu)惠政策(cè),用戶將獲得更大的投資收益;  

          ⑦蓄冰係統作為相對獨(dú)立的冷源,增加了集(jí)中空調係統的可(kě)靠性。  

          13.運行管理:  

          ①乙二醇溶液的濃度的監測:乙二醇係統在運(yùn)行時,乙(yǐ)二醇溶液會有部分變質和揮發。使乙(yǐ)二醇(chún)溶液的濃度降低,凝固點溫度提高;無法保證冷水機組的防凍保護。在係統運行中要求管理人員定期檢測乙二醇濃度的變化,及時進(jìn)行補充。主要觀測點(diǎn):

          1、冷水機組出口處;

          2、板換乙二醇側出水口;

          3、蓄冰槽的泄水口;

          4、水泵的進水口。  

          ②板換的冰凍保護:在係統運行過程中,應嚴密監測板(bǎn)換冷(lěng)凍水側的運行情況(kuàng)。如發現水流速度(dù)過低,水流進出(chū)口壓差異常(cháng);出(chū)口溫度過低;因及時進(jìn)行檢查。以防止由於(yú)水(shuǐ)溫過低;發生板換冷凍水側(cè)的(de)凍結,從而損壞設備。  

          ③冰球的保護:在係統運行(háng)過程中,由於冰球*封閉在槽體內。隻能通過檢測參數了解運行情況;無法直觀進(jìn)行監測(cè)。一旦冰球損壞,封裝液體進入乙二醇溶液;將(jiāng)嚴重降低抗凍能力。依靠簡單的(de)乙(yǐ)二醇補充(chōng)是無法(fǎ)彌補的。所以在冰球的灌裝中,應嚴格執行操作規程;保證冰球的完好率。在冰(bīng)球的選擇上,應考(kǎo)慮到冰球的使用壽命及強度。  

      八、結論:  
          1.轉移製冷機組用電時間,起到了轉(zhuǎn)移電力高峰期(qī)用電(diàn)負荷的作用,製冷機組在夜間電力低穀(gǔ)時段(duàn)運行儲(chǔ)存冷量,白(bái)天用電高峰時段用儲存的冷量(liàng)來供應全部或部分空調負荷,少開或不(bú)開冷機(jī)。  

          2.空(kōng)調蓄冷係統的製冷設備容量和裝設功率,小於常規空調係統。一般可減少30%~50%。  

          3.空調蓄冷係統(tǒng)的一次投資比常(cháng)規空調係統要高。如果計入供電增容費及用電集(jí)資費等(děng),有可能投資相當或增(zēng)加不多。  

          4.空調(diào)蓄冷係(xì)統的運行費用由於電力部門實(shí)施分峰穀(gǔ)、分時電(diàn)價政策(cè),比(bǐ)常規空調係統要低,分時電價差值愈大,得益愈多。  

          5.空調蓄冷係統中製冷設備(bèi)負荷運行的比例(lì)增大,狀(zhuàng)態穩定,提高了設備利用率。  

          6.空調蓄冷係統並不一定節電,而是合理使用峰穀(gǔ)段的電能。  

          7.蓄冷係統在充冷運行時,基本可滿負荷運行,且夜間冷卻水溫較低,有(yǒu)利(lì)於製冷效(xiào)率提高。

       

       

     
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