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行业知识

中央空调冰蓄冷系统节能改造工程

来源:未知 | 作者:admin | 发布时间:2015-06-29 11:21:56

  中央空调冰蓄冷系统可以实现电网的削峰填谷、平衡电力负荷的效果,可以使中央空调用户从节能中带来经济效益。但是冰蓄冷系统中央空调的初投资费用比常规空调高很多,成为限制其发展的一个重要因素。如何最大限度地发挥其节能的优点,可快速恢复最初的投资,是冰蓄冷中央空调技术和设计的关键。冰蓄冷低温送风中央空调系统具有具有常规中央空调系统无法比拟的优点,同时也存在着一些不足。华利机电对多年中央空调安装和中央空调节能改造等中央空调工程施工经验总结,通过对冰蓄冷低温送风中央空调系统和常规空调系统的对比分析,就其关键部分的改进改造提出相关建议。主要有以下几个方面。

  一、 改造对送风温度和蓄冷率的系统设计

  送风温度和蓄冷率是冰蓄冷低温送风空调系统的关键参数,直接影响着空调系统的能源利用效率和经济效益。从系统设计角度对送风温度和蓄冷率进行优化,是提高冰蓄冷送风空调系统技术水平和经济效益的根本途径。

  二、冰蓄冷低温送风中央空调技术的核心价值在于可以实现较高水平的经济效益

  要保障中央空调系统的经济效益,实现节能改造需要从设计、控制和管理几个方面着手。其中设计是根源和基础。冰蓄冷低温送风中央空调系统的优化设计要在满足设计指标和安全运行的基础上,降低初投资成本,平衡不同用电时段的电力负荷,从而实现降低电力资源消耗和节约经济成本的最优化。

  三、电价以及用电限制的影响

  当地的电价政策是决定冰蓄冷中央空调系统适用性的关键指标。峰谷电价差越大,冰蓄冷空调的经济效益越好。国外相关数据显示,峰谷电价比达到2:1是采用蓄冷系统的门槛指标;峰谷电价比为2.5:1时,采用蓄冷系统中央空调可以创造较好的经济效益;峰谷电价比为3:1时,采用蓄冷系统中央空调创造的经济效益非常显著。

  由于国内电价政策与国外不同,是否使用冰蓄冷中央空调还要考虑当地具体情况。另外,当地对高峰时期的用电限制相关规定对设备容量具有重要影响,必须予以考虑。

  四、建筑物类型的影响

  建筑物类型、功能不同,其用电负荷分布也不一样。如果建筑物用电负荷比较集中,且负荷多发生在用电高峰时期,那么采用蓄冷系统中央空调平衡用电费用,就可以实现较好的经济效益。如果建筑物白天晚上用电负荷相差不大,或者当地用电高峰和低谷电价差额不大,那么冰蓄冷中央空调系统的经济效益就不明显,甚至不适合使用。

  五、气象变化的影响

  当地整个供冷季节的逐时冷负荷分布是选择冰蓄冷低温送风中央空调系统与否的重要参考,而逐时负荷是依据典型年的气象资料算出的。全新风循环作为省能器供冷的地区,采用低温送风中央空调系统就不合适了。

  六、 改进制冷设备

  通过对中央空调设备的质量管控与改进,实现中央空调整体系统技术水平的提高。积极吸收外国先进技术经验,去除冰蓄冷中央空调系统中的板式换热器,可以提高系统可靠性。而通过采用变风量空调器、联结蝶阀和全部法兰、对管道内壁进行防腐处理、增加乙二醇溶液回收装置,防止溶液损失等相关技术措施,可以解决没有换热器的问题,从而实现节省初投资和运行费用的目的。

  七、降低送风系统的温度

  中央空调系统的送风温度从常规的12℃降到4~12℃,同一条件下冷却中央空调负荷量减少,从而减少功率消耗的风机正常运行所消耗的功率,使系统节约能源和降低运营成本。根据流体力学的风机功率公式可以得出,送风量减少会使风机所耗功率会三次方下降。此外,送风量减少伴随着风管尺寸的减小,从而使系统减少了初投资。因此,降低空气温度可以使冰蓄冷中央空调系统在实施“移峰填谷”的同时,并能降低系统的运行费用和初投资,取得了可观的经济效益。

  八、增加热回收装置

  中央空调系统排风中的余热直接排放到大气中,既造成城市的热污染,又浪费了热能。如果将排风中的余热(余冷)加以回收再利用,如加热生活热水、处理新风等,则可提高系统的整体能源利用率,达到节能的目的,同时又可降低机组负荷,节省初期投资。热回收装置可分为两大类:全热回收装置和显热回收装置。全热回收装置用具有吸湿作用的材料制作,既能传热又能传湿,可同时回收显热和潜热;显热回收装置则用不含吸湿作用的材料制作,只能传热,不能传湿,只能回收显热。在设计中,对全热回收装置和显热回收装置的选择应因地而宜。

  九、使用热管技术

  热管作为传热元件,由于其良好的传热性能,正越来越多地应用到各种工程项目中。该热管应用在冰蓄冷系统中央空调,可以提高冰蓄冷中央空调的传热性能,提高能源利用效率。

   直接式热管冰蓄冷中央空调

  采用热管冷凝段置于制冷系统的蒸发器中,热管的蒸发段置于蓄冰池中直接蓄冰,称为直接式热管冰蓄冷系统中央空调。该中央空调系统由于热管热变换,从而克服制冷剂压降和回油困难,由于管道腐蚀和制冷剂泄漏现象,融冰过程由外向内融化,温度较高的冷冻水回水与冰直接接触,可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水,提高了能源的利用效率,因此特别适用于短时间内要求冷量大、温度低的场合。系统的问题是,如果存储冰没有完全融化的冰块,将增加电力消耗及系统设计和中央空调安装难度。

  间接式热管冰蓄冷中央空调

  采用二次冷媒将制冷中央空调系统与蓄冷中央空调系统进行连接,热管蒸发段置于蓄冷池中,冷凝段置于蓄冷池之上。二次冷媒经制冷机组蒸发器降温后流经热管冷凝段进行换热,利用热管高效的传热特性对蓄冷池直接蓄冷,这种系统目前尚处于研究中。该装置的最大优点在于无需对传统的制冷机组进行结构改装即可直接应用于工程中,且少量的热管破裂及泄漏均不影响系统的正常运行。热管技术在设计中应注意,在热管冰蓄冷过程中,冰直接凝固在热管上,随着冰层厚度增加,传热热阻加大,将导致结冰速度缓慢,降低能源的使用效率。若能使热管在结冰达到一定厚度后冰层自动从热管蒸发段脱落,使热管总是维持在一个传热热阻较小、换热性能较高的水平,这样将会显著提高整个蓄冷系统的效率,减少设备投资容量,也更为节能。