水蓄冷技术概述

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。

车间的水蓄冷设计与经济分析

1 前言

水蓄冷技术既可以减少夏季空调用电对电网高峰负荷的冲击，又可减少空调系统的运行费用。其初投资增加费用不高，还可以利用该厂区或者建筑消防水池作为蓄冷池，减少占地面积，近年来该技术在国内外也得到了广泛的应用和推广。

2 工程概况

某项目制剂生产车间，位于广东东部地区，总建筑面积为25025㎡，共4层，建筑高度为23.80m，处于亚热带季风气候区。 车间为新建建筑，一侧有空地可设置蓄冷池及机房，蓄冷水池兼做该车间的消防水池。本车间设置3台空调冷水机组，夜间0：00～8：00电价谷段进行蓄冷，所蓄冷量优先在电价电价峰段放冷。100%～75%冷负荷时，峰段中7个小时内，全部由蓄冷池放冷，剩余冷量在电价平段时释放，并且部分负荷由蓄冷主机直接供冷。75%冷负荷以下，均完全实现夜间蓄冷，白天放冷。

3 能源基本情况

本项目空调系统采用低压用电，依据当地工商业用电电网销售价格，分时电价见表1：

4 水蓄冷空调系统对比常规空调系统投资综合分析

通过上面图表可以看出不同冷负荷时运行策略，100%负荷时，电价峰值时段（9：00～12：00，19：00～22：00）采用水槽放冷，其他电价平段有限一台主机满负荷运行，不足部分由蓄冷池放冷。75%负荷一下，基本实现夜间蓄冷，白天冷负荷全部由蓄冷池放冷。 5 结论

（1）水蓄冷系统采集参数多，系统复杂，工況转换频繁，对自控运行要求高，避免水槽未及时蓄冷，导致日间释冷不足，制冷机组满负荷运行都无法满足末端需要情况。也应避免多蓄，造成能源浪费。

（2）采用水蓄冷，有利于均衡电力需求，达到“移峰填谷”作用。常规空调系统，白天电负荷约1700kW，采用水蓄冷白天负荷峰值约为1200KW，该方案可减少变压器装机容量。更重要是在白天生产时段不会因空调制冷压缩机开停时造成电压波动而影响生产。

参考文献： 【1】 于航，渡边俊行.大温差水蓄冷空调系统工程应用实例。暖通空调，2002，32（3）；

消防水池设计与水蓄冷技术的有机融合

摘要：水蓄冷空调是一种高效、清洁、可持续利用的制冷方式，已被广泛地应用于工业建筑的空调与制冷系统。文章以一家生物医药生产企业为背景，从消防水池的设计需求出发，阐述了在消防水池中应用不多、占用空间大的消防水池设计中应注意的问题。实践证明，该技术不仅节约了土地，节约了材料，而且提高了能源的利用效率，产生很好的经济效益。

关键词：消防水池设计；水蓄冷技术；融合

引言

项目位于某城市，界内建设用地属于一类工业用地。建设内容主要为４类体外诊断试剂盒生产线，均用于定量检测人体体液样本中的细菌及真菌种类。本次共新建６栋单体建筑，包括４栋多层丙类厂房、１栋多层丙类仓库、１栋民用配套楼。总建筑面积约４．５万ｍ２，其中地上约４．２万ｍ２，地下约０．３万ｍ２。消防水池及泵房设置在４号厂房地下１层，制冷机房设置在３号厂房首层。

1.水蓄冷技术概述

1.1.水蓄冷系统

蓄冷是利用工质状态的变化过程中所具有的显热、潜热效应或化学反应中的反应热来进行冷量的储存，主要分为显热蓄冷、潜热蓄冷和热化学蓄冷。水蓄冷系统是利用水的显热容来储存冷量，７ＪＣ经过制冷机组冷却后储存在蓄冷水池中用于次日的冷负荷，在整个蓄冷过程中水不发生相变。根据蓄水池容积的计算公式，储存冷量的大小取决于蓄冷水池中水的体积和蓄冷温差，。蓄冷温差是指负荷回流水与蓄冷水池供冷水之间的温差，Ｘ才大多数空调系统来水，蓄冷水温差可为６￣１１℃。因此维持较髙的蓄冷温差可储存较多的冷量。

1.2.水蓄冷技术应用在消防水池册中的必要性

近年来随着工业的发展、人们生活水平品质的提高，用电需求快速增长，集中空调用电负荷越来越大，在夏季尤其明显。而本项目舒适性集中空调负荷具有明显的峰谷特征，在白天达到很高的峰值，夜间关闭，仅需要很低的空调负荷。因此有必要将电网负荷低谷期（夜间）的电力用于制冷，通过利用消防水池里的蓄冷介质水的显热效应将冷量“积蓄”起来，在电网负荷高峰期（白天）再将冷量释放出来，以承担白天空调所需的全部负荷。 2.水蓄冷消防水池的设计要点

水蓄冷资料

1 水蓄冷的方法

水蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存。因此，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。在水蓄冷技术中，关键问题是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：

1.1 多蓄水罐方法

将冷水的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。如图1a，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。如图1b，图中示出蓄冷时的水流方向。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。

1.2 迷宫法

采用隔板把水蓄水槽分成很多个单元格，水流按照设计的路线依次流过每个单元格。图2所示为迷宫式畜水罐中水流的路线。迷宫法能较好地防止冷热水混合。但在蓄冷和放冷过程中有一个是热水从底部进口进入或冷水从顶部进口进入。这样易因浮力造成混合；另外，水的流速过高会导致扰动及冷热水的混合；流速过低会在单元格中形成死区，降低蓄冷系统的容量。

1.3 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，如图3a所示。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。图3b是蓄冷特性曲线图。纵坐标为温度，横坐标为蓄水量的百分比。A、C分别为放冷循环时制冷机的回水和出水特性曲线；B、D分别为蓄冷循环时制冷机的回水和出水特性曲线。一般用蓄冷效率来描述蓄水罐的蓄冷效果。蓄冷效率的定义是蓄冷罐实际入冷量与蓄冷罐理论可用蓄冷量之比，即：蓄冷效率=（曲线A与C之间的面积）/（曲线A与D之间的面积）