【正文】 ..........45 冷凍水系統(tǒng)的水力計(jì)算與設(shè)備選擇 ..............................45 冷卻水系統(tǒng)的水力計(jì)算與選擇 ..................................48 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制 ........................................50 運(yùn)行策略 ....................................................50 控制策略 ....................................................51 共 3 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 淡季的空調(diào)運(yùn)行控制 ..........................................52 6 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗分析 ......................................53 裝機(jī)電功率統(tǒng)計(jì) ..................................................53 年耗能量分析 ....................................................53 蓄冷空調(diào)的工程的夜間的年能耗 ................................53 蓄冷空調(diào)工程的日間的年能耗： ................................53 蓄冷空調(diào)工程的年能耗 ........................................53 7 方案的比較和經(jīng)濟(jì)分析 ..............................................54 .....................................54 ：螺桿水冷式冷水機(jī)組 ...................................54 7. 方案二：螺桿水冷式雙工況冷水機(jī)組 +蓄冰設(shè)備 ...................55 方案三：風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組 +蓄冰設(shè)備 ..........................57 三種方案的壽命周期成本分析 ......................................58 年經(jīng)營費(fèi)的計(jì)算和比較 .........................................58 各方案的功能項(xiàng)目評分與功能評價(jià)指數(shù)匯總 .......................58 各方案的壽命成本指數(shù) Gi.......................................59 各方案的壽命周期價(jià)值指數(shù) Vi的計(jì) 算 .............................60 . 冰蓄冷設(shè)計(jì)方案下的經(jīng)濟(jì)性評價(jià) ...................................60 采用峰谷比為 3:1的回收周期 ...................................61 4:1的回收周期 ...................................61 結(jié) 論 ..............................................................63 致 謝 ..............................................................64 參考文獻(xiàn) ..............................................................65 附 錄 ..............................................................66 共 78 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1 緒 論 冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會背景 環(huán)境污染和能源危機(jī)已成為當(dāng)今社會的兩大難題，如何合理的利用能源為人類創(chuàng)造現(xiàn)代生活已經(jīng)成為當(dāng)今社會的共識。 隨著社會的發(fā)展電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，以取得了長足的發(fā)展。目前電力供應(yīng)緊張表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)： (1)電網(wǎng)負(fù)荷率低，系統(tǒng)峰谷差加大，高峰電力嚴(yán)重不足致使電網(wǎng)經(jīng)常拉閘限電。隨著用電結(jié)構(gòu)的變化，工業(yè)用電比重相對減少，城市生活商業(yè)用電快速增長，達(dá)成電網(wǎng)高峰限電，低谷電用不上的問題也越來越突出。 解決電力不足的問題，一方面是靠增加對電力的投入，加快電力建設(shè)的步伐，多裝機(jī)組；另一方面還要繼續(xù)堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)約并重的能源開發(fā)的工作 方針，加強(qiáng)計(jì)劃用電和節(jié)約用電，通過經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的、行政的和法律的手段，鼓勵(lì)用戶節(jié)約用電，移峰填谷，充分利用電力資源，大力開發(fā)低谷用電。 在電力供應(yīng)緊張的情況下，峰谷電價(jià)政策的實(shí)施，為蓄冷空調(diào)技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景。采用人工制冷的 空調(diào)蓄冷大約出現(xiàn)在 1930 年前后，那時(shí)的蓄冷只是著眼于減少制冷機(jī)容量和制冷設(shè)備的購置費(fèi)用。相反，蓄冷裝置成本高及電耗多的不利因素卻突出起來，以致使該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用陷入了相當(dāng)一段停滯期。美國、加拿大、日本和歐洲一些國家率先將冰蓄冷技術(shù)引入到建筑空調(diào)系統(tǒng)里來，積極開發(fā)蓄冷設(shè)備與蓄冷系統(tǒng)，實(shí)施的工程逐年成倍增多。儲冰蓄冷國產(chǎn)化的成功，克服了冰儲冷中央空調(diào)投資大的缺點(diǎn)，對推廣冰蓄冷空調(diào)事業(yè)起到很好的促進(jìn)作用； 國家計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委和電力工業(yè)部聯(lián)合提出到 2021 年將轉(zhuǎn)移 1000— 12021 萬Kw 的尖峰負(fù)荷到低谷使用，這將為國家節(jié)省 150— 250 萬元的資金，這是節(jié)能節(jié)電中一項(xiàng)利國利民的重大創(chuàng)舉；據(jù)統(tǒng)計(jì)，就北京市面上目前擁有集中空調(diào)的賓館與寫字樓約 250 座，商場約 50家，空調(diào)負(fù)荷約 30— 40萬 kw，這是些負(fù)荷具有較大的冰蓄冷空調(diào)前景，即具有很大的削峰填谷的潛力，聯(lián)系到全國冰蓄冷空調(diào)的前景更加是宏偉壯觀。海峽兩岸著名的空調(diào)科技工作者、專家教授、歡聚一堂暢所欲言，共同探討研究：（ 1） .冰蓄冷技術(shù)在制冷空調(diào)工程中的應(yīng)用前景與發(fā)展趨勢；（ 2） .冰蓄冷技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境及匹配的設(shè)備；（ 3） .冰蓄冷技術(shù)的新工藝和新設(shè)備；（ 4） .衡量和推廣冰蓄冷技術(shù)（設(shè)備）先進(jìn)性指標(biāo)；（ ，這將會大大地促進(jìn)海峽兩岸冰蓄冷技術(shù)的迅速發(fā)展。根據(jù)使用對象和儲存溫度的高低，可以分為蓄冷和蓄熱。每 1 千克水發(fā)生 1℃ 的溫度變化會向外界吸收或釋放 1千卡的熱量，為顯熱蓄能；而每 1千克0℃ 冰發(fā)生相變?nèi)诨?0℃ 水需要吸收 80 千卡的熱量，為潛熱蓄能。 冰蓄冷空調(diào) 系統(tǒng) 主要就是利用水結(jié)成冰的潛熱進(jìn)行工作 ，原理工作示意圖如圖11。早期稱謂 [COOL STORAGE（蓄冷） ]，此包含了 [制冷水蓄冷 ]的冷氣系統(tǒng)。對于南方地區(qū)僅有夏季（冷氣）電力過載的困擾，僅需 [蓄冰空調(diào) ]。 IPF=蓄冰槽內(nèi)制冰容積 M3/蓄冰槽容積 M3*100% （日本冷 凍協(xié)會） 一般用它來決定蓄冰槽的大小。 另一稱之為制冰率，其英文簡寫也為 IPF，即蓄冰槽中水的最大制冰量與全水量（槽中充水的容積）之比值 ： IPF=槽中水的最大制冰量 kg/全水量 kg*100% (日本電力空調(diào)研究會） 通過它可了解結(jié)冰多少，有的蓄冰設(shè)備，此值可達(dá) 90%以上。各種冰蓄冷設(shè)備的兩種蓄冰率數(shù)據(jù)見表。 融冰效率 DISCHARGE EFFICIENCY 實(shí)際可用于應(yīng)付空調(diào)負(fù)荷之 [融冰能量 ]除以 [總 蓄冰能量 ]之值。此值與融冰效率不同，但有時(shí)蓄冷效率也定義為融冰效率。例如：純水的凍結(jié)點(diǎn)為 0oC，但水溫需先降至 7oC 左右，才會形成 [冰核 ]再凍結(jié)成冰，（一般水之過冷現(xiàn)象約為 5oC，此現(xiàn)象將增加制冰初期的耗能量。如要設(shè)法提高成核溫度，減少過冷度，就要添加成核劑，但使用不同的成核劑 配方，效果也各不相同。 冰蓄冷系統(tǒng)的分類 冰蓄冷的種類很多，歸納起來有以下常用的幾種：（ 1）完全冰結(jié)式；（ 2）優(yōu)待鹽式；（ 3）冰球、蕊心冰球工；（ 4）制冰滑落式；（ 5）熱管式；（ 6）冰晶、冰片式；（ 7）冰盤管式；（ 8）供冷蓄冷雙效機(jī)等等。但制冰器要求容量大，初投資費(fèi)用高； （ 2）半蓄冰式：在用谷值期間，制冰機(jī)用于蓄冰制冰到家行，在白天里，一部分負(fù)荷由蓄冰器承擔(dān)，另一部分則由制冰機(jī)看接負(fù)擔(dān)，這種方式可由下面三種方法運(yùn)行： ○ 1 冰水并聯(lián) 系統(tǒng)，這種系統(tǒng)中空調(diào)器只需一個(gè)盤管，空調(diào)期間，冷媒不直接送入空調(diào)器而是在另一組蒸發(fā)器中蒸發(fā)，制成冰水再泵入制冰器中與冰換熱，進(jìn)一步冷卻成低溫冷水，再送入空調(diào)器盤管使用，蓄冰器與制冰水蒸發(fā)器回路是并聯(lián)的； 共 78 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ○ 2 冰媒并聯(lián)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的空調(diào)器中有兩個(gè)盤管，用電“谷值”期間，制冷機(jī)冷媒送入蓄冰器制冰。 冰蓄冷系統(tǒng)的工作模式 冰蓄冷系統(tǒng)的工作模式是指系統(tǒng)在充冷還是供冷，供冷時(shí)蓄冷裝置及制冷機(jī)組是各自單獨(dú)工作還是共同工作。此間，制冷機(jī)的工作狀況受到監(jiān)控，當(dāng)離開制冷機(jī)的乙二醇溶液達(dá)到最低出口溫度時(shí)制冷機(jī)關(guān)閉。 圖 12 機(jī)組制冰工作模式示意圖 （ 2） 制冰同時(shí)供冷模式 當(dāng)制冰期間存在冷負(fù)荷時(shí)，用于制冷的一部分低溫乙二醇溶液被分送至冷負(fù)荷以滿足供冷需要，乙二醇溶液分送量取決于空調(diào)水回路的設(shè)定溫度。蓄冷時(shí)供冷在能耗及制冷機(jī)組容量上是不經(jīng)濟(jì)合理的，因此，只要此冷負(fù)荷有合適的制冷機(jī)組可選用，就應(yīng)設(shè) 置基載制冷機(jī)組專供這部分冷負(fù)荷，該工作模式示意圖如圖 13所示。出口處的乙二醇溶液不再經(jīng)過蓄冰裝置，而直接流至負(fù)荷端設(shè)定溫度有機(jī)組維持。 圖 14 單制冷機(jī)供冷模式示意圖 （ 4） 單融冰供冷模式： 在此工作模式下，制冷機(jī)關(guān)閉。在全部蓄冷運(yùn)行策略下，融冰供冷是基本的運(yùn)行方式它的運(yùn)行費(fèi)用是最低 的，但是要求有足夠大的蓄冷裝置的容量，初投資費(fèi)用會較大。 共 78 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 15 單融冰供冷模式示意圖 （ 5） 制冷機(jī)與融冰同時(shí)供冷： 在此工作模式下，制冷機(jī)和蓄冰裝置同時(shí)運(yùn)行滿足負(fù)荷需求。該工作模式又分成兩種情況，即機(jī)組優(yōu)先和融冰優(yōu)先。下該種工作模式示意圖如圖 16所示 圖 16 機(jī)組優(yōu) 先 ② 融冰優(yōu)先： 從空調(diào)負(fù)荷端流回的熱乙二醇溶液先經(jīng)蓄冷裝置冷卻到某一中間溫度而后經(jīng)制冷機(jī)冷卻至設(shè)定溫度。 共 78 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 17 融冰優(yōu)先 低溫送風(fēng)空調(diào) 低溫送風(fēng)空調(diào) 冰蓄冷系統(tǒng)之核心 當(dāng)代冰蓄冷系統(tǒng)與低溫送風(fēng)空調(diào)緊密結(jié)合在一起，被譽(yù)為蓄冷技術(shù)的一顆明珠，更顯示出了冰蓄冷技術(shù)的優(yōu)越性與競爭力，被稱為暖通空調(diào)工程中繼變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)之后最重大的變革。相對溫度的降