冰蓄冷空調系統(tǒng)節(jié)能的措施有哪些

1冰蓄冷空調系統(tǒng)的設計

1.1空調負荷計算

采用“冷負荷系數法”，分別計算出圍護結構、照明、設備、新風等各項逐時冷負荷(每日24h的逐時冷負荷)，并準確提供典型設計日的日負荷圖。

1.2蓄冰系統(tǒng)選擇

1.2.1蓄冷模式選擇

(1)全蓄冷式：蓄冰時間與空調時間完全分開，設計日電力峰段的總冷負荷全部由蓄冰裝置提供。這種運行方式多用于間歇性空調場合，如體育館、影劇院、寫字樓等，但其制冷器容量大，初投資費用高[1]。

(2)部分蓄冷式：設計日電力峰段的總冷負荷，一部分由蓄冰裝置提供，另一部分由制冷機承擔，這種方式既能降低初投資，又能節(jié)省運行費用,因此被廣泛應用于各種工程項目中。

1.2.2蓄冷主機選擇

根據所選定的蓄冷模式來確定蓄冷主機容量，全蓄冷式由于電力峰段的總冷負荷全部由蓄冷裝置提供。因此主機所需容量大，部分蓄冷式主機容量則要小許多，但部分蓄冷式主機選擇時，還要充分考慮和分析蓄冷比例。蓄冷比越大，蓄冰主機容積越大，運行費用越高；蓄冷比越小，蓄冷優(yōu)越性不明顯，且相應的制冷機容量越大。因此，必須選擇合適的蓄冷比，才會實現既節(jié)能又節(jié)省初投資的最佳效果。一般，最佳蓄冷比以30%～70%為宜?？照{蓄冰系統(tǒng)用冷水機組需要適應空調工況和蓄冰工況，在設計蓄冰空調系統(tǒng)時，應掌握冷水機組在不同工況下運行時的制冷量變化，制冷機容量也應考慮5%～10%的余量。此外,必須確定蓄冰期載冷劑的供水溫度[2]。

1.2.3蓄冰裝置的選擇

據所選蓄冰主機容量及蓄冷比,可按下式計算蓄冰裝置容量:

Qx=Q?n?β,(1)

中:Qx為蓄冰裝置容量，kW?h；Q為空調工況下主機容量，kW；n為蓄冰小時數，h；β為蓄冷比。

2冰蓄冷空調設計中的幾種節(jié)能優(yōu)化措施

空調冰蓄冷系統(tǒng)能很好地實現電網“移峰填谷”作用，從而可以獲得由電價差帶來的經濟效益。然而，冰蓄冷系統(tǒng)的初投資較常規(guī)空調高許多，成為制約其發(fā)展的重要因素之一。如何使其最大限度地發(fā)揮節(jié)能優(yōu)勢，從而能更快地回收初期投資，是冰蓄冷空調技術及設計中的關鍵所在。鑒于此，筆者總結了以下一些行之有效的節(jié)能優(yōu)化措施。

2.1降低送風溫度

將空調系統(tǒng)的送風溫度由常規(guī)的12℃降為4～12℃[3],使得相同冷負荷下的送風量減少,從而減少風機運行所消耗的功率，使系統(tǒng)節(jié)約能耗且運行費用降低。由流體力學風機功率公式可推導得出，風機所耗功率會隨送風量減少呈三次方下降。此外，送風量的減少意味著送風管道尺寸的減小，從而使系統(tǒng)初期投資降低。由此可見，降低送風溫度可以使冰蓄冷空調系統(tǒng)在實現“移峰填谷”的同時更具節(jié)能性,且能降低系統(tǒng)的運行費用和初投資，實現可觀的經濟效益。使用該措施需要注意:由于送風溫度降低和送風量減少，若直接進入空調區(qū)域,容易發(fā)生送風裝置表面凝露,且低溫空氣會使人身上的溫差過大而產生不適。因此,必須采取特別的措施來有效地避免這種情況。譬如采用誘導器混合風箱向室內送風,用專用散流器向室內送風等。另外,還要對管道保溫材料及保溫層厚度等加以研究,做好風管保溫,以防水蒸氣凝結帶來的損失。

2.2增加熱回收裝置

空調系統(tǒng)排風中的余熱直接排放到大氣中，既造成城市的熱污染，又浪費了熱能。如果將排風中的余熱(余冷)加以回收再利用，如加熱生活熱水、處理新風等,則可提高系統(tǒng)的整體能源利用率，達到節(jié)能的目的，同時又可降低機組負荷,節(jié)省初期投資。熱回收裝置可分為兩大類:全熱回收裝置和顯熱回收裝置，全熱回收裝置用具有吸濕作用的材料制作，既能傳熱又能傳濕，可同時回收顯熱和潛熱；顯熱回收裝置則用不含吸濕作用的材料制作，只能傳熱，不能傳濕,只能回收顯熱。在設計中,對全熱回收裝置和顯熱回收裝置的選擇應因地而宜，研究表明,廣州、深圳等冬冷夏熱且全年濕度較大的城市,全熱回收裝置的熱回收效果要高于顯熱回收裝置。而像哈爾濱、沈陽等北方城市,則顯熱回收效果要比全熱回收效果好。因此,在設計中要結合各地氣候條件綜合考慮；另外,如果全熱回收裝置排風道與送風道之間不嚴密,可能出現送排風滲混的情況。因此,當排風中存在有毒、有害氣體時,不宜采用全熱回收裝置。

2.3采用熱管技術

熱管作為傳熱元件，因其優(yōu)良的傳熱特性，越來越多地被推廣應用到各種項目工程中。將熱管應用于冰蓄冷系統(tǒng)中,可以改善冰蓄冷空調的傳熱性能,提高能源的使用效率[4]。

2.3.1直接式熱管冰蓄冷

將熱管冷凝段置于制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器中,熱管的蒸發(fā)段置于蓄冰池中直接蓄冰,稱為直接式熱管冰蓄冷系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由于熱管自身有熱變換功能,因而克服了由管長引起的制冷劑壓力降低及回油難、因管路腐蝕而發(fā)生制冷劑泄漏現象等缺點,融冰過程由外向內融化,溫度較高的冷凍水回水與冰直接接觸,可以在較短的時間內制出大量的低溫冷凍水,提高了能源的利用效率,因此特別適用于短時間內要求冷量大、溫度低的場合。該系統(tǒng)存在的問題主要有:若儲存的冰沒有完全融化而再度制冰,則會增加制冷設備電耗量；系統(tǒng)的設計安裝難度較大。

2.3.2間接式熱管冰蓄冷

采用二次冷媒將制冷系統(tǒng)與蓄冷系統(tǒng)進行連接，熱管蒸發(fā)段置于蓄冷池中，冷凝段置于蓄冷池之上。二次冷媒經制冷機組蒸發(fā)器降溫后流經熱管冷凝段進行換熱,利用熱管高效的傳熱特性對蓄冷池直接蓄冷。采用熱管技術在設計研究中應當注意:在熱管冰蓄冷過程中，冰直接凝固在熱管上，隨著冰層厚度增加，傳熱熱阻加大,將導致結冰速度緩慢，降低能源的使用效率；若能使熱管在結冰達到一定厚度后冰層自動從熱管蒸發(fā)段脫落，使熱管總是維持在一個傳熱熱阻較小、換熱性能較高的水平,這樣將會顯著提高整個蓄冷系統(tǒng)的效率,減少設備投資容量,也更為節(jié)能。