水蓄冷、水蓄热设计及技术分析

文章来源于:金蜜蜂环保科技  发布2019-02-28 13:48:03  浏览次数:0

随着建筑工程的不断发展,绿色环保节能作为一个理念,越来越多的渗透入从技术到应用的各个环节中。08奥运工程、2010上海世博会工程都是这一发展趋势的丰富体现,环保节能理念已经成为建筑工程设计是否优质的衡量标准。对应于暖通专业,这一理念就是降低能耗,提升能效比,充分利用现有资源。水蓄能也是节能环保的技术,基于此,本文作者在北京某工厂项目中应用了水蓄能技术,以期达到高效节能、经济环保的效果。

2.水蓄能技术特点:

2.1.经济性: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。

2.2.实用性:水蓄能能够实现水蓄冷和水蓄热的双重用途。比较冰蓄冷改变制冷机的工作条件,水蓄冷可以使用常规冷水机组,保持制冷机的高效率运行;比较冰蓄冷系统对取冷功率有较大的限制,水蓄冷有直接取冷,取冷快的特点;水蓄能初投资省,维修简单,也可节省维护保养费用。

2.3.节能:夏季夜间气温较低,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。

2.4.合理性:①水蓄能可减小制冷设备又可减小电锅炉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)。②另外作为备用冷热源,增加了空调系统的可靠性;也可削峰电。③其中水蓄冷还可结合低温送水和低温送风,减少设备的容量,降低设备的噪音。

2.5.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。

 

3.工程概况

本工程为多层工厂车间及实验楼,地处门头沟开发区内,建筑面积27000m2,建筑高度23.1m,属多层厂房建筑。地下一层为蓄能水罐、泵房、制冷制热机房、变配电室。地上五层,为厂房、实验室、办公室、会议、职工活动室等用房。

本工程为多层工业厂房及实验楼,具有以下特点:①内部设备发热量大;②建筑造型窗墙比大,空调峰值负荷高;③本工程为单班工作制,夜间无负荷。蓄冷时,空调冷负荷峰谷差异与电力供应峰谷差异一致;蓄热时,蓄热水温与室内设计温度温差大,水蓄能罐内可蓄热量大。因此,综合考虑本工程非常适于采用水蓄能空调系统。

4.冷热负荷及水蓄能量

4.1本项目中空调夏季总尖峰冷负荷为3094kW。空调夏季集中冷源为设于地下一层的两台螺杆式冷水机组,供回水温度为7 ℃/12℃,与其配合使用的冷冻水泵和冷却水泵各两



台。设计使用两台冷机总制冷量1760kW,接合本项目实际情况,采用部分蓄冷(削峰),蓄冷5.5个小时,蓄冷槽蓄冷水4℃,蓄冷量为9453kWh,部分负荷蓄冷率37.9%。蓄冷槽的有效体积为2个508m3(罐体尺寸为高4.8m、直径12m)。设计日冷负荷如下图1所示:

图1水蓄冷空调设计负荷平衡图

 

4.2本项目中空调冬季总尖峰热负荷为2558kW。空调冬季集中热源为设于地下一层的两台电锅炉,热水供回水温度为60℃/50℃,考虑节能,其系统为单设的热水泵。设计日全天的热负荷为:18250kWh。两台电热锅炉总制热量2334kW。蓄热8个小时,蓄热槽蓄热水81.6℃,蓄热量为18673kWh,全蓄热。蓄热槽(冷热兼用)的有效体积为1个508m3。设计日热负荷如下图2所示:


图2 水蓄热空调设计负荷平衡图

 

5. 系统原理

本项目系统原理见图3(以制冷为例),系统运行方式见表1。


图3 水蓄冷系统原理

系统运行情况如下:

①蓄冷时,开蓄冷泵,冷机供蓄冷罐储冷;

②冷机单供时,开冷冻泵,冷机直接供用户用冷;

③冷槽单供时,开放冷泵,蓄冷罐冷量通过板换间接供给用户;

④冷机+冷槽供冷时,开冷冻泵+放冷泵,冷量通过制冷剂和蓄冷罐并联供给用户;

⑤冷机蓄冷+供冷,开冷冻泵+蓄冷泵,冷机制冷同时供蓄冷罐储冷和用户用冷。


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