某高層建筑,總建筑面積15000m2,其中空調面積占12000m2,建筑高度為54米,屬于高一類工程。該建筑主要功能為辦公,空調運行時間集中在8:00至18:00。消防水池的有效容積為600m3。設計日全日較高負荷達到1232KW,同時設計日全日總冷量為9854kwH。由于水池供冷系統為開式,為了節省空調系統的運行費用,應盡量降低蓄冷池供冷泵的揚程。在系統設計時,我們將整幢建筑劃分為高、低兩個區域。低區空調面積為5000m2,采用蓄冷池供冷;而高區空調面積為7000m2,則采用制冷機組供冷。管理和監控冰蓄冷系統的智能軟件可以提升使用效率。閉式冰蓄冷空調
水蓄冷系統則有所不同。它主要利用建筑的消防水池,而消防水池的容積只與建筑物的性質和使用功能相關,與建筑面積無關。同時,空調面積也只與建筑物的性質及使用功能有關,與建筑面積無直接聯系。因此,對于空調面積較小的建筑物,水池所蓄存的冷量占全日總冷量的比例可能會小于7%,這種情況下,我們推薦采用冰蓄冷系統。而對于空調面積較大的建筑物,該比例則可能達到或超過7%,此時,我們更應考慮采用水蓄冷系統,并需結合水系統的分區進行設計。閉式冰蓄冷空調采用冰蓄冷的建筑能夠實現更穩定的室內溫度控制。
空調用電已經占到建筑物能耗的50~60%,城市電網的30%左右,而且空調時間主要為電力高峰時期,占據了寶貴的高峰電力。蓄冷系統是在電力負荷低的夜間用電低谷期,通過制冷將電力以低溫冷水或冰的形式儲存起來,在電力負荷較高的白天用電高峰期,將儲存的冷量釋放出來,以滿足組建筑物空調負荷、工藝冷卻等各種用冷的需求。蓄冷技術是國際應用上較普遍的電力系統調峰手段。其技術特點明顯,如獲取分時供電政策電價差、節約電能、提高空調品質等。
由于充分利用了夜間低谷電力,不僅使中央空調的運行費用大幅度降低,而且對電網具有明顯的移峰填谷功能,提高了電網運行的經濟性。關鍵技術:(1)過冷卻水穩定生成技術。過冷卻水生成技術是冰漿冷卻及蓄冷技術的主要。過冷卻水是冰漿生成的基礎,只有穩定生成過冷卻水,才可以通過促晶等技術生成冰漿;(2)超聲波促晶技術。在生成過冷水后,只有通過促晶才能使過冷水快速生成冰漿,這就需要促晶技術。目前,國際上采用的技術有超聲波促晶、電動閥促晶以及其他一些促晶技術;(3)冰晶傳播阻斷技術。冰蓄冷系統能夠與智能電網技術結合,實現能源優化。
中國也加大對蓄能技術的推廣力度,國家計委和經貿委特下達《節約用電管理辦法》,要求各單位推廣蓄能技術,并逐步加大峰谷電差價。全國采用蓄能技術的空調系統大幅度增加,2001年10月舉辦APEC會議的10萬㎡上海科技城,浙江大學紫金港新校區13萬㎡,廣州大學城500萬㎡等大型建筑采用的就是冰蓄冷空調系統。優點:①可以為末端提供低溫冷水,降低末端的投資;加強除濕能力,大幅提高空調舒適性;如果采用低溫送風系統,更是可以節約末端的風機能耗、提高空調品質、減少風管的尺寸和投資。②空調系統智能化程度高,可以實現系統的全自動運行,而且具備與大樓的BAS接口,是目前世界上較先進的空調系統。冰蓄冷不僅限于建筑,還可以應用于空氣調節和冷鏈物流。閉式冰蓄冷空調
冰蓄冷系統可以與太陽能、風能等可再生能源結合使用。閉式冰蓄冷空調
蓄冷的意義:對于用戶端: 充分利用峰谷電價的低價電力,降低用戶空調系統運行費用約30~60%;蓄冷:就是用晚上3毛錢的電做白天1元錢的事。降低其制冷主機及其配套設備的裝機容量,降低相應的配電容量,減少用戶的設備初投資費用。減少主機的裝機容量及配電容量達20~50%。滿足用戶的一些特殊使用場合需求。與常規制冷空調系統相比,能夠實現快速放冷、瞬間冷卻,適合用戶熱負荷波動非常大的場所,如啤酒的麥汁冷卻、乳業的巴氏殺菌工藝。能夠提供0~2℃臨近冰點的較低溫水,適用于衛生標準高的食品飲料行業。提供大溫差供冷,降低冷水流量和循環風量,減少耗能和降低噪音。。閉式冰蓄冷空調