新技术专题 论文 水蓄冷技术 简述
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略谈水蓄冷在工程中的应用一、前言随着水蓄冷被人们广泛知晓,该技术也被广泛运用在各种工程中,在运用水蓄冷的过程中,必须要真正认识到水蓄冷技术的核心和要点,提高其在工程中的使用效果。
二、水蓄冷技术优点以水作为蓄冷介质的水蓄冷系统是蓄冷空调系统重要方式之一,水蓄冷被广泛采用的主要原因有:①转移高峰用电负荷,减少制冷机组装机容量,运用峰谷电价差,节省用电费用;②可以使用常规的冷水机组,并使其在经济状态下运行;③可以利用消防水池、原有的蓄水设施或建筑物地下室等作为蓄冷容器来降低初投资;④技术要求低,维修方便,无需特殊的技术培训;⑤水蓄冷系统是一种较为经济的储存大量冷量的方式。
蓄冷罐体积越大,单位蓄冷量的投资越低;⑥水蓄冷空调是节能型空调。
由于夜间气温低,制冷效率较白天高,以及蓄冷后,系统满负荷运行时间大为增加,水蓄冷空调比常规空调节电最高可达10%左右;⑦水蓄冷运行简便,易于操作,放冷速度、大小可依据外部冷负荷任意供给,可即需即供。
三、某工程蓄冷水槽概况某商务核心区(一期)区域供能能源中心及配套工程项目是一个区域能源站,满足核心区(一期)内所有用户的全部空调冷热负荷、卫生热水负荷和部分用电负荷需求。
商务核心区分为南、北两个区分别供能,即南、北各设一个能源站,其中南区能源站(以下简称南站)设于嘉闵高架路以东,义虹路(徐泾中路)以北的匝道环形绕道区间内;南站基地面积11220m2,总建筑面积11353m2,其中地上建筑面积2127m2,地下建筑面积9226m2。
建筑高度16.6m(铝合金网架);能源中心南站实际供能负荷:冷负荷70MW;热负荷39MW。
蓄冷水槽为半地下室钢筋砼结构,设计长度44.3米,宽15.5米,面积约640平方米,地下部分高度为15.9米,地上部分高度为6米。
设计总容积约14000立方米,有效容积为12000立方米,蓄冷量为106MWH,设计工况蓄冷温度为5℃,蓄冷回水温度为13℃。
设计要求斜温层厚度小于或等于1米,蓄冷工况运行时间为8小时。
水蓄冷的工作原理水蓄冷,也称水体蓄冷或水储冷),是指通过将冷水存放于水箱等设施中,再利用水箱的大容积、面积和水的比热、密度等优点,以调节室内温度的一种节能环保技术。
水蓄冷技术可以有效降低冷却负荷,减小空调系统的功率,降低空调系统的能耗,实现节能减排的目的。
工作原理水蓄冷系统主要由储水罐、水泵、冷却器、空气处理机等组成。
其工作原理如下:1.利用低峰期的夜间或周末等时段,以低电价电能,使用制冷机组,将水温降至2℃~4℃,并将其存放于储水罐中。
2.白天高峰期,将储水罐中的冷水通过水泵输送至冷却器中,使空气处理机吸入冷水,并经过冷却器的水帘式蒸发器进行空气冷却。
同时,空气处理机通过送风系统将冷却后的空气送入室内,形成凉爽的室内环境。
3.最后,冷却过的水再回流至储水罐中,等候下一个冷水储存周期的来临。
水蓄冷技术的优势1.降低空调系统的功率,缓解电力不足的压力。
2.节约能源,缩短能源回收期,具有较高的经济效益。
3.降低室内湿度与温度,营造舒适的工作和生活环境。
4.对于高层建筑的空气处理,其效果更佳,且能够节省空间。
5.可以与其他节能设备相结合,如太阳能板、地源热泵等,增强综合效益。
水蓄冷技术的应用目前,水蓄冷技术已被广泛应用于办公楼、购物中心、超市、酒店、医院、厂房等多个领域,成为节约能源的一项重要措施。
在未来,水蓄冷技术也将成为建筑节能领域的发展方向之一,提高空调效率,降低空调能耗,同时实现可持续发展,节能减排。
结语水蓄冷技术是以水体为冷源,以调节室内温度的一种节能环保技术。
其工作原理简单易懂,应用广泛。
此外,水蓄冷技术还具有较高的经济效益和环境优势,未来更是随着节能技术的迅速发展而得到迅速普及和发展。
蓄冷技术随着生活水平的日益提高,空气调节作为控制建筑室内环境质量的重要技术手段得到广泛的应用。
但因为耗电量大,且基本处于用电负荷峰值期,这就为蓄冷技术的应用提供了一个重要的应用领域。
一、蓄冷技术的定义蓄冷技术是一门关于低于环境温度热量的储存和应用技术,是制冷技术的补充和调节。
低于环境温度的热量通常称作冷量。
人们的生活和生产活动在许多时候要用到冷量,但是,有些场合缺乏制冷设备,有些时段不能使用制冷设备就需要借助蓄冷技术解决用冷需要。
简言之,即冷量的贮存。
二、蓄冷的方法有显热蓄冷和相变潜热蓄冷两大类。
如在蓄冷空调中的水蓄冷空调是显热蓄冷,冰蓄冷空调和优态盐水合物(PCM)是相变潜热蓄冷。
三、冰蓄冷系统技术冰蓄冷是指用水作为蓄冷介质,利用其相变潜热来贮存冷量。
冰蓄冷系统技术类型主要有冰盘管式、完全冻结式、冰球式、滑落式、优态盐式、冰晶式。
1.冰盘管式蓄冷系统冰盘管式蓄冷系统也称直接蒸发式蓄冷系统,其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内,冰结在蒸发器盘管上。
融冰过程中,冰由外向内融化,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,出水温度与要求的融冰时间长短有关。
这种系统特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所,如一些工业加工过程及低温送风空调系统使用。
2.完全冻结式蓄冷系统该系统是将冷水机组制出的低温乙二醇水溶液(二次冷媒)送入蓄冰槽(桶)中的塑料管或金属管内,使管外的水结成冰。
蓄冰槽可以将90%以上的水冻结成冰,融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液进入蓄冰槽,流过塑料或金属盘管内,将管外的冰融化,乙二醇水溶液的温度下降,再被抽回到空调负荷端使用。
这种蓄冰槽是内融冰式,盘管外可以均匀冻结和融冰,无冻坏的危险。
这种方式的制冰率最高,可达IPF=90%以上(指槽中水90%以上冻结成冰)。
生产这种蓄冰设备的厂家较多。
3.冰球式蓄冷系统此种类型目前有多种形式,即冰球,冰板和蕊心褶囊冰球。
论冰蓄冷与水蓄冷随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。
中央空调的应用越来越广泛,其耗电量也越来越大,一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的20%以上,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,严重制约着工农业生产,,对人们正常的生活带来不少影响。
解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术,将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,达到多峰填谷的目的,蓄冷技术的原理,简而言之,是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷,并以冰的形式储存起来,在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务,从而避免中央空调争用高峰电力,最常用的蓄冷方式主要有两大类:冰蓄冷和水蓄冷。
一、冰蓄冷顾名思义蓄冷介质以冰为主,不同的制冰开式,构成不同的蓄冷系统。
蓄冷系统的思想通常有两种,完全蓄冷与部分蓄冷。
因为部分蓄冷方式可以削减空调制冷系统高峰耗电量,而且初投资夜间比较低所以目前采用较多,在确定部分负荷蓄冷系统的装置容量时,一般有两种情况,1、空调系统夜间不运行,仅白天运行,或者夜间运行的空调负荷较小,在这种情况下,选择制冷机的最佳平衡计算公式应为qc=Q/(N1+CfN2) Qs=N2Cfqc,式中qc:以空调工况为基点时的制冷机制冷量,kw,Qs:蓄冰槽容量,KWH;N1:白天制冷主机在空调工况下的运行小时数,由于白天制冷机不一空均为满载运行,计算时该值可取(0.8-1.0)n.N2:夜间制冷主机在蓄冷工况下的运行小时数。
Cf:冷水机组系数,即冷水机组蓄冰工况制冷能力与空调工况制冷能力的比值,一般活塞式与离心式冷水机组约为0.65,螺杆式冷水机组约为0.7。
它取决于工况的温度条件和机组型号。
根据这个公式,我们结合具体的工程,就可得出应配置的冷水机组的制冷能力与蓄冰槽容量。
2、空调系统部分夜间运行,而且所需的冷负荷比较大。
在这种情况下,我样一般以夜间所需的冷负荷为依据。
选择基载主机。
1、水蓄冷空调原理水蓄冷技术是将夜间电网多余的谷段电力与水的显热相结合来蓄冷,并在白天用电高峰时段使用蓄藏的低温冷冻水提供空调用冷。
即空调主机晚上谷段电价制冷通过蓄冷槽蓄冷,高峰电价时段空调主机尽量不开机,为电网“移峰填谷”而节约电费支出。
2、实施目的通过实施水蓄冷空调工程,取得国家电力部门的相关优惠电价政策(见下表),在实际的“谷制峰用”中,节约大量的空调电费,降低贵公司的运行成本。
大工业用电峰谷电价表从2005年6月1日抄见电量起执行二、电力优惠政策针对广东省目前电力供求紧张的形势,为充分运用电价政策引导电力用户移峰填谷,缓解电力供求矛盾,根据国家有关电价政策,结合我省实际,施行了分时段的电价,常规空调其电价为:高峰段1.0189元/度,平段0.6526元/度,谷段0.3368元/度。
3、水蓄冷中央空调的优点采用蓄冷空调系统后,可以将原常规系统中设计运行8小时或10小时的制冷机组压缩容量35-45%,在电网后半夜低谷时间(低电价)开机,将冷量以冷冻水的方式蓄存起来,在电网高峰用电(高价电)时间内,制冷机组停机或者满足部分空调负荷,其余部分用蓄存的冷量来满足,从而达到"削峰填谷",均衡用电及降低电力设备容量的目的。
水蓄冷空调具有以下优点:A、节省新装用户的空调系统初投资(1)节省空调制冷系统投资制冷系统(包括冷却塔等辅机)的容量按日平均负荷选择即可,无需再按冷耗峰值配制。
用于宾馆、公寓,机电设施容量减少20-30%,用于办公楼、大厦及单班制企业,减少50-60%。
所节省的基建投资及电力增容费,足以补偿蓄冷设施之所需并有较大结余。
(湖北省中医医院采取3台1300KW冷水机组满足住院4.3万平米的面积,比原设计减少一台1300KW冷水机组(2)节省电力投资设备容量减少,所需输电和变电设备的容量也相应减少,电力报装费用及电力设备投资降低。
实现“小马拉大车”,在扩建面积不大的建筑中,可不增设主机,仅增设空调末段设备,即可保证新建建筑的空调功能和要求。
水蓄冷来源:佩尔优作者:Admin 时间:2014-03-27 09:33水蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存,通常利用3-7C的低温水进行蓄冷。
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。
水蓄水蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存,通常利用3-7°C的低温水进行蓄冷。
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。
水蓄冷可直接与常规系统区配,无需其它专门设备。
水蓄冷空调的优点(1)平衡电网峰谷荷,缓解电厂建设,实现终端节能。
(2)节省新装用户的空调系统初投资投资省(3)显著降低空调系统运行电费经济性好(4)综合改善空调品质(5)减少机器检修,延长使用寿命维修费少水蓄冷系统组成简单的水蓄冷制冷系统是由制冷机组、蓄冷水槽、蓄冷水泵、板式换热器和放冷水泵组成。
有的水蓄冷系统还可不配板式换热器。
水蓄冷系统制冷机组与蓄冷装置的连接方式,可采用并联方式和串联方式;在串联连接方式中,可采用主机上游串联方式与主机下游串联方式。
三种供冷方式:1)供冷机单独供冷:制冷机按照原有方式运行。
2)蓄冷槽单独供冷方式:利用夜间低谷电开启制冷机,制备冷冻水并储存在蓄冷槽中。
白天开启冷冻水泵即可完成供冷。
3)制冷机与蓄冷槽联合使用:在每年极端炎热的有限时间,空调负荷很大时使用,白天由制冷机提供部分冷量、蓄冷槽提供部分冷量。
散流器的设计自然分层的蓄水罐需要用散流器将水平稳地引入罐中,依靠密度差而不是惯性力产生一个沿罐底或罐顶水平分布的重力流,形成一个使冷热水混合作用尽量小的斜温层。
在0-20°C范围内,水的密度差不大,形成的斜温层不太稳定。
因此要求通过散流器的进出口水流流速足够小,以免造成斜温层的扰动破坏。
在设计中要注意散流器的开口方向,尽量减少进水对罐中水的扰动。
通常顶部散流器的开口方向朝上,避免有直接向下冲击斜温层的动量,底部散流器的开口方向朝下,避免有直接向上的动量。
蓄冷技术研究综述摘要:本文主要阐述了国内外蓄冷式空调技术的发展情况以及主要的蓄冷技术,分析比较了了水蓄冷,冰蓄冷,共晶盐蓄冷等不同形式蓄冷技术的优缺点,并提出了当前国内外蓄冷技术研究的热点。
关键字:水蓄冷,冰蓄冷,共晶盐蓄冷随着经济的发展,生活水平的提高,消费者对新鲜水果,蔬菜的质量要求越来越高。
这一要求大大推进了科学工作者对食品贮藏方法的不懈努力研究。
20世纪70年代所诞生的冰温技术,就是其重要成果之一。
随着中国冷链物流,特别是医药、疫苗专业化冷链物流的高度发展,相变蓄冷的材料技术已经日益成为中国物流界一个引人瞩目的焦点。
相变蓄冷的材料技术作为一个较新的概念被引入中国的冷链物流。
能源是人类生存和发展的基础,环境是人类为生存、发展所需物质、能量的贮存场所。
能源和环境问题,已成为制约人类为物质和精神生活进一步提高的严重障碍。
纵观整个世界,随着科学技术的进步与发展,人们对能源的需求日益增加,但同时对能源的利用又存在很大的浪费,这样一方面造成能源的供给渐趋紧张,另一方面也加剧着环境的恶化。
因此,如何开发出新的绿色能源及提高其利用率已经成为非常紧迫的世界性课题。
与此同时,能源的短缺和环境污染同样是制约我国“21世纪可持续发展"的重要因素之一。
近年来我国的能源供应紧张状况有所加剧,无论是石油、煤气还是电,都会出现短时期内的供不应求的状况。
对电力来说,就具有一个明显的时间性特点,白天“高峰期”的负荷与夜晚的“低谷期"的负荷之间的峰谷差很大,这一差别导致白天用电高峰期时的发电与输电设备严重超载。
电力部门为保证电网的运行安全,只能采取拉闸限电的措施,影响了用户的正常使用。
在现代社会中,这种拉负荷限峰的做法不宜采用。
而这用电低谷时,用户少、负荷低,发电与输电能量的大量过剩,供过于求,电网运行效率低下,使电网的负荷率降低。
蓄冷技术就是在电力负荷率较低的夜间,充分利用电网低谷时间的低价电采用电动制冷机制冷,把冷量按显热或潜热的形式储存在某种介质中,将冷量储存起来。
水蓄冷空调系统浅析摘要:通常情况下建筑物的供冷及供热负荷昼夜间存在着较大的差异,其夏季供冷高峰又恰恰出现在电力的高峰期,常规的空调系统需要满负荷的运行,系统运行电费较高,供冷成本昂贵。
而水蓄冷技术可以通过水进行蓄能,来减少白天用电高峰期的负荷,以达到转移峰段用电负荷及节省空调运行费用的目的。
关键词:水蓄冷中央空调逐时冷负荷削峰一、水蓄冷空调系统技术简介:水蓄冷技术就是将水蓄冷设备与常规空调设备相结合构成水蓄冷中央空调系统,利用夜间廉价的低谷电力,运转制冷设备制取低温的冷冻水储存在蓄冷水箱中。
在白天用电高峰时期,释放冷冻水中储存的冷量,满足空调高峰时段的供冷需求,减少或停止制冷主机的运行,从而降低空调系统在高峰电力时段的运行费用,以达到节能的目的。
下面就结合赛格三星项目对水蓄冷空调系统略作介绍。
二、本项目水蓄冷系统方案分析:1、项目基本概况:赛格三星的空调用冷主要是生产所需的工艺用冷,通常情况下系统需要24小时全天候供冷,全年供冷天数为365天。
本项目每天的空调供冷高峰时段在(10:00~19:00)之间,尖峰负荷为3600RT,其它时段的空调负荷平均在2700RT 左右。
恰好每天的电价高峰时段都对应着空调的高峰期,而电价的低谷时段都对应着空调的空调负荷都相对较小。
为了充分利用深圳市供电的峰谷电价差别,现拟对整个中央空调系统进行水蓄冷改造,实现将电价高峰时段的空调高峰负荷转移到电价的低谷时段,从而达到降低制冷成本,节省空调设备运行费用的目的。
2、建设水蓄冷系统的可行性:2.1、首先赛格三星现在为深圳市的能耗大户,政府已对其做出了限期进行节能改造的要求;三星公司的主管部门领导对目前中央空调系统的多种节能技术考察后,结合技术的可性性和企业自身的实际情况,特别强调对水蓄冷技术的认同。
2.2、根据对本项目“设计日逐时冷负荷”的测算,可以看出赛格三星原有空调系统的耗电量特别大,且在不同时段的供冷需求有较大的差别,因此存在“削峰填谷”的空间。
自然分层水蓄冷空调技术应用研究目录1. 引言 (1)2. 水蓄冷技术应用现状 (2)2.1 工程应用现状 (2)2.2 全国部分主要水蓄冷应用案例 (3)2.3 蓄冷技术的优势 (5)2.4 影响蓄冷技术推广的不利因素 (6)3. 自然分层水蓄冷技术简介 (7)4. 典型水蓄冷系统案例分析 (9)4.1 浦东国际机场二期水蓄冷空调系统 (9)4.1.1 工程概况 (9)4.1.2 空调分时电价 (10)4.1.3 空调冷负荷分析 (10)4.1.4 不同制冷方案的技术经济比较 (13)4.1.5 水蓄冷空调系统设备配置和运行策略 (17)4.1.6 设计优化及施工 (21)4.1.7 实际运行情况 (22)4.2 上海某创业产业园的水蓄冷空调系统 (25)4.2.1 工程概况 (25)4.2.2 夏季冷负荷平衡分析 (26)4.2.3 空调系统设计特点 (27)4.2.4 经济效益分析 (28)5. 水蓄冷系统主要设计控制点 (32)5.1 斜温层厚度及蓄冷水槽深度设计不合理 (32)5.2 布水器设计难点及对策 (33)5.2.1 雷诺数(Re)的控制 (33)5.2.2 弗劳德数(Fr)的控制 (34)5.2.3 孔口流速的控制 (35)5.2.4 布水器的整体布置 (35)5.2.5 核实蓄冷装置高径比 (35)5.3 隔热保温和防水设计 (36)5.3.1 隔热保温材料 (36)5.3.2 隔热保温设计 (38)5.3.3 防水设计 (38)6. 水蓄冷系统主要施工控制点 (39)6.1 水蓄冷储水罐罐底安装难点及对策 (39)6.1.1 合理的焊缝设计 (39)6.1.2 焊缝方法的选择 (40)6.1.3 焊接施工过程的控制 (40)6.1.4 焊中应力消除与焊后热处理 (41)6.2 蓄水罐充水沉降试验注意事项 (42)6.2.1 充水试验前 (42)6.2.2 充水试验中 (42)6.2.3 充水试验后 (43)6.3 蓄水罐防冷桥(防结露)的技术方法 (43)6.3.1 罐底隔热的控制方法 (43)6.3.2 罐壁保温的控制方法 (45)7. 商务模式 (46)7.1 EMC的业务特点 (47)7.2 EMC项目的三种运作模式 (48)7.3 EMC的服务程序 (49)7.4 政策补贴支持 (52)7.4.1 国家层面政策 (52)7.4.2 上海市地方层面政策 (53)8. 加速蓄冷空调技术发展的几点建议 (55)8.1 加强政策支持 (55)8.2 灵活应用EMC模式 (55)8.3 加大宣传推广力度 (56)9. 水蓄冷技术发展展望 (57)10. 参考文献 (58)引言摘要:本文通过对自然分层水蓄冷技术背景及应用原理介绍,结合典型水蓄冷工程应用案例的详细分析,得出自然分层水蓄冷技术设计及施工的主要控制点。
水蓄冷技术的优势分析摘要:随着社会的发展,能源越来越紧缺,而建筑的能耗占能源消耗的很大一部分,我国近些年来一直倡导建筑节能,水蓄冷技术作为新发展的一项技术也被广泛应用。
本文主要根据工程实际情况,介绍水蓄冷技术和它的一些优势。
Abstract: With the development of the society, energyincrease and building energy consumption accounts for a large part of the energy consumption. In recent years, China has been advocating the building energy efficiency, water storage technology as a new development of a technology is aslo widely used. This article is mainly based on the actual situation of the project to introduce the water storage technology and some of its advantages.关键词:节能水蓄冷削峰填谷节省一、水蓄冷技术发展的必要性环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题,如何合理的利用能源为人类创造现代生活已经成为当今社会的共识。
在人类共同警视的时期,蓄能空调应运而生。
随着社会的发展电力工业作为国民经济的基础产业,以取得了长足的发展。
但是,电力的增长仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用电的急剧增长的需要,全国缺电情况仍未得到根本的改变。
目前电力供应紧张表现在以下两点:第一点电网负荷率低,系统峰谷差加大,高峰电力严重不足致使电网经常拉闸限电。
电网的峰谷差占高峰负荷的比例已高达25%~30%。
中央空调水蓄冷技术研究摘要:在现代社会不断发展与进步的时代过程当中,积极地加强对中央空调工作的重视是非常重要的,这样也能够很好的为人民群众生活质量的提升提供良好的帮助。
本文主要也是研究了现阶段在中央空调水蓄冷技术的实际应用,并对其具体的应用方式展开了详细的研究与分析,这也是在现代化科学技术有效引领下,真正意义上为人民群众生活质量提升最重要的前提条件之一。
除此之外,本文更是对中央空调水蓄冷技术的优缺点、工作流程进行了详细的分析,希望能够为我国科学技术手段的发展提供帮助。
关键词:中央空调;水蓄冷技术;策略研究引言:中央空调作为现阶段商场中一种比较常见的电气设备,能够很好的对大型写字楼内部的温度进行有效的调控,真正意义上的给人民群众带来一种相对舒适的感觉。
尤其是在现代化科学技术水平不断发展与进步的时代背景当中,具有水蓄冷功能的空调已经逐渐地成为了比较重要且关键的存在,能够很好的给我们带来一种更为舒适的温度环境。
本文也是在以下的详细分析与论述当中,更进一步地加强了对中央空调水蓄冷技术的分析,这也在很大的层面上为这项技术的广泛应用奠定了完善的基础条件。
一、中央空调水蓄冷技术的优缺点分析(一)水蓄冷技术的应用优点水蓄冷技术的有效应用,在很大的层面上为我国中央空调应用价值的全面提升奠定了完善的基础条件。
而且,这项技术的应用也很好的错开了用电的高峰,减少了用电高峰中的电网压力,真正意义上的实现了移峰填谷的目的。
长期在这种良好的错峰用电环境当中,也能够很好的为中央空调应用的整体性价值提升,提供强有力的支撑与引导。
不仅如此,水蓄冷技术在具体的应用过程当中,也能够很好的减少冷水机组的主机使用时间与频率,真正意义上的避免了其在实际应用中一些磨损等外界因素的影响,最大限度上的保证了中央空调主机与备用机使用的均衡性,减少了冷却水系统的运行时间。
最后,水蓄冷技术的有效应用,也很好的将中央空调的应用价值展现的淋漓尽致,避免了一些电力消耗问题出现的可能性[1]。
水蓄冷系统原理水蓄冷系统是一种利用水的物性来实现空调制冷的系统,其原理是通过将冷量储存于水中,然后再利用这些储存的冷量来实现空调制冷的过程。
它的工作原理可以简单分为两个步骤:冷量储存和冷量释放。
冷量的储存是通过利用水的高比热容和高导热性来实现的。
当空调系统中的制冷机组运行时,它会将冷冻水通过冷冻机组进行冷却,使其温度降低到较低的水平。
这样冷却后的水就储存了一定的冷量。
冷量的释放是通过将储存的冷水输送到需要制冷的区域来实现的。
当室内的温度较高时,水蓄冷系统会将储存的冷水通过管道输送到需要制冷的区域。
在这个过程中,冷水会通过与空气接触而释放出冷量,从而降低室内的温度。
水蓄冷系统的优势在于其高效节能和灵活性。
首先,由于水的高比热容和高导热性,水蓄冷系统能够储存大量的冷量,并在需要时快速释放。
这使得系统能够更加高效地利用能源,减少能源的浪费。
其次,水蓄冷系统的灵活性也使其适用于各种不同的应用场景。
无论是大型商业建筑还是家庭住宅,都可以根据需求来设计和安装水蓄冷系统,以满足不同的制冷需求。
然而,水蓄冷系统也存在一些挑战和限制。
首先,由于水的密度较大,水蓄冷系统需要占用较大的空间来容纳储存冷水的设备和管道。
这对于一些空间有限的应用场景来说可能会有一定的局限性。
其次,水蓄冷系统的运行需要消耗一定的能源,尤其是在冷却水的过程中。
因此,在设计和运行水蓄冷系统时,需要注意能源的使用效率,以减少能源的浪费。
总的来说,水蓄冷系统是一种高效节能且灵活的空调制冷系统。
它通过储存和释放冷量来实现空调制冷的过程,能够更加高效地利用能源,减少能源的浪费。
然而,它也面临一些挑战和限制,需要在设计和运行中注意能源的使用效率。
随着科技的发展和创新,相信水蓄冷系统在未来会得到更广泛的应用和推广。
水蓄冷的技术难点一,罐体制作问题1,罐体体积大水蓄冷系统是利用水的显热来达到蓄冷目的的,蓄冷能力小。
水的显热比热容为4.2KJ/(Kg•℃),而冰的融化潜热为336 KJ/(Kg•℃),按水蓄冷蓄冷温差为8-10℃来计算,在同等蓄冷量的情况下,水蓄冷的罐体体积约为冰蓄冷罐体体积的10-8倍,按蓄冷温差8℃来算水蓄冷的蓄冷密度大约:2.52RTH/m3。
例如蓄冷量为1000RTH的水蓄冷罐体,罐体体积为1000/2.52=397 m3。
2,占地面积大因罐体在同等体积下圆柱体耗费的材料最省,所以水蓄冷的罐体一般都是圆柱体结构,而罐体的实际占有面积为圆形底面直径的平方,即S=1.27V/H式中:S-罐体实际占有面积(m3);V-罐体容积(m2);H-罐体高度(m);例如蓄冷量为1000RTH的水蓄冷罐体,其罐体实际占地面积约为1.27*397/6=84m2。
且需要相当方正,要求高。
3,基础制作复杂考虑到布水器成本和占地面积受限等各因素,水蓄冷的罐体一般都要做的很高,这样对地面的抗压要求就会很高。
单位面积上,高度每提高一米,压力就增加一吨,水蓄冷的罐体一般都在6m以上,所以单位面积上压力都在6吨以上,这样使得施工难度增加。
二,性能问题1,水蓄冷系统在蓄冷时改变了原有空调系统的运行工况,需要使出水温度降低到4℃来进行蓄冷,而有些情况下,原有空调系统的出水温度达不到4℃,达不到设计要求,这就使水蓄冷的通用性就变差;另外,水蓄冷系统在蓄冷时,使原有空调系统的蒸发温度降低,蒸发温度每降低1℃,主机效率降低3-5%,由此可知,水蓄冷在蓄冷时,主机效率降低10%左右。
, 水蓄冷在放冷时,回水温度会受用户端负载的变化而发生变化,而由于回水温度不可控,例如设计回水温度为14℃,实际回水温度要小于14℃,按蓄冷温差8℃来算,回水温度每降低0.1℃,蓄冷量减少1.25%,也就是实际蓄冷量要小于设计蓄冷量。
2,放冷泵功耗大,电价高峰段移峰能力差。
简介在现代社会,电能消耗也越来越大。
为了降低对环境的影响以及节约能源,人们不断探索新的节能方案。
其中,水蓄冷方案成为一种受关注的方法。
本文将介绍水蓄冷方案的原理、应用以及未来发展。
原理水蓄冷方案基于水的特殊热容性质,通过储存冷水来满足建筑物或工业设备的冷却需求。
具体而言,该方案通过使用低峰期的电能来降低水温,然后将冷水储存在储罐中。
当需要冷却时,冷水通过管道输送到需要冷却的设备中,从而实现节能效果。
应用建筑空调系统水蓄冷方案在建筑空调系统中具有广泛的应用前景。
在炎热的夏季,建筑物的空调系统需要大量的冷却能量来调节室内温度。
水蓄冷方案不仅可以减少对电网的负荷,还可以平衡用电峰谷差异。
通过将冷水储存在储罐中,可以在用电峰值期间将冷水输送到空调系统中,从而降低电网负荷,达到节能减排的目的。
工业制冷水蓄冷方案还可以应用于工业制冷领域。
许多大型工厂和生产设备需要大量的冷却能量来保持生产过程的稳定。
传统的制冷系统通常需要消耗大量的电能,同时对环境产生不良影响。
而采用水蓄冷方案,则可以以低峰期的电能来制取冷水,并将其储存起来。
在高峰期,通过输送储存的冷水来满足工业设备的制冷需求,从而实现节能降耗。
未来发展水蓄冷方案作为一种环保的节能措施,具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步,水蓄冷系统的效率将进一步提高,成本也会逐渐降低。
同时,与太阳能、地热能等技术的结合,将进一步推动水蓄冷方案的发展。
未来,水蓄冷方案有望成为一种重要的节能技术,并在各个领域得到广泛应用。
结论水蓄冷方案以其节能、环保的特点受到人们的关注。
在建筑空调系统和工业制冷领域,水蓄冷方案已经取得了一定的应用成果。
随着技术的进步和成本的降低,水蓄冷方案的应用前景将愈发明朗。
未来,水蓄冷方案有望成为一种重要的节能手段,为减少能源消耗和环境污染做出重要贡献。
参考文献:1.Smith, A. B., & Stevens, G. J. (2012). The thermal energy storage potential of nocturnal convective cooling in building fabrics. Energy and Buildings, 51, 261-272.2.Chaichana, T., & Nunthanut, N. (2017). Development of energy storage system using subcooling and energy recovery via evaporative cooling for peak load management. Energy, 137, 390-403.。
我眼中的节能新技术——水蓄冷技术的介绍摘要:介绍了中央空调水蓄冷的含义和节能耗能的原理。
指出了该技术存在的优缺点。
关键词:中央空调蓄冷技术;节能效果;优缺点分析。
Abstract : The meanings and principle of central air- conditioning water storage were introduced. The advantages and disadvantages of the technology were pointed out. Key words :central air-conditioning water storage technology;energy efficiency effect;analysis of advantages and disadvantages。
引言:日本是一个多地震且用地紧张的国家,许多建筑物的地下基础部分采用了双层板状结构,以此增加建筑的抗震能力,而对需空调用冷的建筑可充分利用这一地下空间,将其平面分成多个隔间作为水蓄冷装置,从而发展形成串连混合型水蓄冷空调系统。
在美国等一些国家多数采用垂直分层型水蓄冷装置,属于独立的结构设施,建于建筑物外的场所,也可根据具体条件与建筑物结构设计相结合设于其地下,或利用其管竖井,楼梯间等闲置空间。
空调水蓄冷技术的含义:(1)空调水蓄冷技术的含义空调水蓄冷顾名思义就是在晚上用电谷底时,中央空调主机运行,将冷冻水蓄存起来;待白天用电高峰时,不运行空调主机,用泵将蓄存起来的冷冻水抽出,在空调系统内循环。
(2)空调水蓄冷节能降耗的实际意义空调水蓄冷技术就是利用白天用电高峰时,往往电力供应比较紧张;而晚上用电谷底时,发电厂必须保证部分机组正常运行,这时的电力又是富余的,且不能储存,如果这些电不用掉,只能浪费。
通过水蓄冷项目,把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;晚上环境温度比较低,冷却温度也相对较低,冷水机组运行效率较白天要高;同时电力部门为错开用电高峰和谷底,对谷底用电电价给予适当优惠,从而达到降低用电费用的效果。
我眼中的节能新技术——水蓄冷技术的介绍摘要:介绍了中央空调水蓄冷的含义和节能耗能的原理。
指出了该技术存在的优缺点。
关键词:中央空调蓄冷技术;节能效果;优缺点分析。
Abstract : The meanings and principle of central air- conditioning water storage were introduced. The advantages and disadvantages of the technology were pointed out.Key words :central air-conditioning water storage technology;energy efficiency effect;analysis of advantages and disadvantages。
引言:日本是一个多地震且用地紧张的国家,许多建筑物的地下基础部分采用了双层板状结构,以此增加建筑的抗震能力,而对需空调用冷的建筑可充分利用这一地下空间,将其平面分成多个隔间作为水蓄冷装置,从而发展形成串连混合型水蓄冷空调系统。
在美国等一些国家多数采用垂直分层型水蓄冷装置,属于独立的结构设施,建于建筑物外的场所,也可根据具体条件与建筑物结构设计相结合设于其地下,或利用其管竖井,楼梯间等闲置空间。
空调水蓄冷技术的含义:(1)空调水蓄冷技术的含义空调水蓄冷顾名思义就是在晚上用电谷底时,中央空调主机运行,将冷冻水蓄存起来;待白天用电高峰时,不运行空调主机,用泵将蓄存起来的冷冻水抽出,在空调系统内循环。
(2)空调水蓄冷节能降耗的实际意义空调水蓄冷技术就是利用白天用电高峰时,往往电力供应比较紧张;而晚上用电谷底时,发电厂必须保证部分机组正常运行,这时的电力又是富余的,且不能储存,如果这些电不用掉,只能浪费。
通过水蓄冷项目,把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;晚上环境温度比较低,冷却温度也相对较低,冷水机组运行效率较白天要高;同时电力部门为错开用电高峰和谷底,对谷底用电电价给予适当优惠,从而达到降低用电费用的效果。
[5]水蓄冷的原理:水蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存,通常利用3-7°C的低温水进行蓄冷。
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。
水蓄冷可直接与常规系统区配,无需其它专门设备。
[1]以水作为蓄冷介质的水蓄冷系统是蓄冷空调系统重要方式之一,也是能源利用,开源节流的又一种形式。
最近几年我国某些单位和个人,对水蓄冷空调系统作了大量探索和研究,通过一些工程,拓展载冷体工作温差达8~10℃,甚至更大,使蓄冷密度由原来的5000大卡/m3提高到10000大卡/m3或更大.由此使贮冷槽容积大大减少,工程造价、传热损耗乃至载冷体输送功耗亦随之减小,则有其推广使用的价值。
水蓄冷技术具有以下特点:1、可以使用常规的冷水机组,也可以使用吸收式制冷机组,并使其在经济状态下运行。
2、适用于常规供冷系统的扩容和改造,可以通过不增加制冷机组容量而达到增加供冷容量的目的。
3、可以利用消防水池、原有的蓄水设施或建筑物地下室等作为蓄冷容器来降低初投资。
4、可以实现蓄热和蓄冷的双重用途。
5、技术要求低,维修方便,无需特殊的技术培训。
6、水蓄冷系统是一种较为经济的储存大量冷量的方式。
蓄冷罐体积越大,单位蓄冷量的投资越低。
当蓄冷量大于7000KW.H(602万大卡)或蓄冷容积大于760m3时,水蓄冷是最为经济的。
[4]水蓄冷与冰蓄冷系统比较:成本:冰蓄冷与水蓄冷相比,一般来说,水蓄冷系统建设投资与常规空调系统相当,而冰蓄冷系统建设投资比常规空调系统高出20%以上。
[6]节能:水蓄冷可节省制冷用电量10%以上,冰蓄冷的用电量则高于常规空调的30%左右;蓄冷蓄热两用:水蓄冷储槽可实施夏季蓄冷,冬季蓄热,而冰蓄冷不可能做到。
蓄冷槽位置:由于可以减少制冷机的容量或台数,制冷机房的面积小于常规空调;大温差水蓄冷槽可灵活地置于绿化带下,停车场下或空地上,以及利用消防水池等,冰蓄冷设备一般安装在室内,占用正常的机房面积。
缺点实际案例中,由于冰蓄冷的蓄冷设备一般在多个蓄冷槽内实现,设备之间需留有检修通道及开盖距离,而且冰槽内有乙二醇及预留结冰时膨胀空间,冰蓄冷的蓄水(冰)有效空间一般只是实际占用空间的一小部分;大温差水蓄冷系统在一个蓄冷槽内完成全部蓄冷和放冷过程,占用空间绝大部分是有效的蓄冷空间。
具体已投运的项目表明,大温差水蓄冷的实际占用空间只略大于冰蓄冷的实际占用空间。
三种供冷方式:1)供冷机单独供冷:制冷机按照原有方式运行。
2)蓄冷槽单独供冷方式:利用夜间低谷电开启制冷机,制备冷冻水并储存在蓄冷槽中。
白天开启冷冻水泵即可完成供冷。
3)制冷机与蓄冷槽联合使用:在每年极端炎热的有限时间,空调负荷很大时使用,白天由制冷机提供部分冷量、蓄冷槽提供部分冷量。
蓄冷罐的形式蓄冷罐的结构形式应能防止所蓄冷水与回流热水的混合。
为实现这一目的,目前常用的有以下几种方法:1)多蓄水罐方法将冷水、热水分别储存在不同的罐中,以保证送至负荷侧的冷水温度维持不变,多个蓄水罐有不同的连接方式,一种是空罐方式,它保持蓄水罐系统中总有一个罐在蓄冷或放冷循环开始时是空的。
随着蓄冷或放冷的进行,各罐依次倒空。
另一种连接方式是将多个罐串联连接或将一个蓄水罐分隔成几个相互连通的分格。
蓄冷时,冷水从第一个蓄水罐的底部入口进入罐中,顶部溢流的热水送至第二个罐的底部入口,依次类推,最终所有的罐中均为冷水;放冷时,水流动方向相反,冷水由第一个罐的底部流出。
回流热水从最后一个罐的顶部送入。
由于在所有的罐中均为热水在上、冷水在下,利用水温不同产生的密度差就可防止冷热水混合。
多罐系统在运行时其个别蓄水罐可以从系统中分离出来进行检修维护,但系统的管路和控制较复杂,初投资和运行维护费作较高。
2)自然分层法利用水在不同温度下密度不同而实现自然分层。
系统组成是在常规的制冷系统中加入蓄水罐。
在蓄冷循环时,制冷设备送来的冷水由底部散流器进入蓄水罐,热水则从顶部排出,罐中水量保持不变。
在放冷循环中,水流动方向相反,冷水由底部送至负荷侧,回流热水从顶部散流器进入蓄水罐。
一般来说,自然分层方法是最简单,有效和经济的,如果设计合理,蓄冷效率可以达到85%-95%。
自然分层蓄冷是一种结构简单、蓄冷效率较高、经济效益较好的蓄冷方法,目前应用得较为广泛。
水的密度与其温度密切相关,在水温大于4℃时,温度升高密度减小,而在0~4℃范围内,温度升高密度增大,3.98℃时水的密度最大。
自然分层蓄冷就是依靠密度大的水自然会聚集在蓄冷罐的下部,形成高密度水层的趋势进行的,在分层蓄冷中使温度为4~6℃的冷水聚集在蓄冷罐的下部,而10~18℃的热水自然地聚集在蓄冷罐的上部,来实现冷热水的自然分层。
自然分层水蓄冷罐的结构形式如图所示,在蓄冷罐中设置了上下两个均匀分配水流散流器,为了实现自然分层的目的,要求在蓄冷和释冷过程中,热水始终是从上部散流器流入或流出,而冷水是从下部散流器流入或流出,应尽可能形成分层水的上下平移运动。
在自然分层水蓄冷罐中,斜温层是一个影响冷热分层和蓄冷罐蓄冷效果的重要因素,它是由于冷热水间自然的导热作用而形成的一个冷热温度过渡层,如图所示,它会由于通过该水层的导热、水与蓄冷罐壁面和沿罐壁的导热,并随着储存时间的延长而增厚,从而减少实际可用蓄冷水的体积,减少可用蓄冷量,明确而稳定的斜温层能防止蓄冷罐下部冷水与上部热水的混合,蓄冷罐储存期内斜温层变化是衡量蓄冷罐蓄冷效果的主要考察指标。
一般希望斜温层厚度在0.3-1.0m之间.为了防止水的流入和流出对储存冷水的影响,在自然分层水蓄冷罐中采用的散流器应使水流以较小的流速均匀地流入蓄冷罐,以减少对蓄冷罐水的扰动和对斜温层的破坏.因此,分配水流的散流器也是影响斜温层厚度变化的重要因素.在自然分层水蓄冷罐蓄冷循环中,冷水机组送来的冷水由下部散流器进入蓄冷罐,而热水则从上部散流器流出,进入冷水机组降温。
随着冷水体积的增加,斜温层将被向上推移,而罐中总水量保持不变,在释冷循环中,水流动方向相反,冷水由下部散流器送至负荷,而回流热水则从上部散流器进入蓄冷罐。
散流器的设计自然分层的蓄水罐需要用散流器将水平稳地引入罐中,依靠密度差而不是惯性力产生一个沿罐底或罐顶水平分布的重力流,形成一个使冷热水混合作用尽量小的斜温层。
在0-20°C范围内,水的密度差不大,形成的斜温层不太稳定。
因此要求通过散流器的进出口水流流速足够小,以免造成斜温层的扰动破坏。
在设计中要注意散流器的开口方向,尽量减少进水对罐中水的扰动。
通常顶部散流器的开口方向朝上,避免有直接向下冲击斜温层的动量,底部散流器的开口方向朝下,避免有直接向上的动量。
散流器管的开口一般为90-120℃。
常用散流器的型式有:八边式、h式,径向盘式和连续槽式等。
八边式适用于圆柱体蓄水罐。
H式适用于立体蓄水罐。
在应用中,也可以根据具体的情况,散流器来满足实际要求。
[2]蓄水罐材料结构:常用的蓄水罐为:焊接钢罐、装配式预应力水泥罐和现场浇筑水泥罐。
钢罐良好的导热性能会影响蓄冷效率,对于体积较小的蓄水罐这种影响较明显,水泥罐的绝热性能田间,地下布置时热损失不会很大,但水泥罐的绝热性能同时会造成斜温层品质的下降。
选择蓄水罐材料需要考虑的因素有:初投资、泄漏的可能性,地下布置的可能性和现场的特定条件。
水蓄冷技术应用的优点:(1)水蓄冷技术的应用相对错开了用电高峰,减小了用电高峰期电网的压力,做到了移峰填谷,使白天和晚上用电更加均衡。
(2)水蓄冷技术的应用相对减少了冷水机组的主机的使用频率和时间,避免了主机的过渡使用磨损和备用机的闲置,使主机和备用机的使用更加均衡同时也减少了冷却水系统的运行时间。
(3)水蓄冷技术的应用,使得冷却塔等大功率用电设备在夜间运行,运行功率提高,减收了电力消耗。
(4)充分利用了政策的优惠,合理降低了企业的经营成本。
[3]水蓄冷技术应用的不足之处:(1)在目前水蓄冷技术所用材料的前提下,若不能得到相关部门关于用电谷底电价优惠政策的支持,采用水蓄冷技术,则并无太大实际意义,相反有可能因为蓄冷槽的冷量散失等因素,造成用电量增加,运行成本增高。
(2)在进行中央空调系统安装过程中同步进行水蓄冷技术施工,为能充分、合理利用空调冷水机组,则需增加备用主机;增大蓄冷量,就必须扩大蓄冷水池的容积,而可以利用的消防水池容积有限,在确保蓄冷效果的前提下,就必须增加地下水池的容量,造成设备初投资成本增加,投资压力相对增大。
参考文献:[1]刘坚、侯靖闲.水蓄冷空调技术的应用.上海南区节电科技开发有限公司, 上海 201100.[2]( 日本) 久留米工业大学崔军;( 日本) 九州大学渡边俊行.大温差水蓄冷空调系统的模拟研究.[3]郑尚志.水蓄冷空调在大型商场中的节能效益显著.上海建设科技 2006 年第 4 期.[4]华泽钊刘道平等.水蓄冷技术及其在空调工程中的应用[M].北京:科学出版社,1997.[5] 陈则韶程文龙.水蓄冷空调的经济分析和最佳蓄冷率选择[J].制冷与空调(四川),1997,1.[6] 张华王宜义.冰蓄冷空调系统的评价方法[J].节能技术.。