冰蓄冷空调蓄冰流程运行模式的选择与选型

冰蓄冷空调蓄冰流程运行模式的选择与选型

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时间:2017-08-21

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1、冰蓄冷空调蓄冰流程运行模式的选择与选型-暖通论文蓄冰流程选择:蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况,即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时,经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内,将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰,当蓄冰过程完成时,整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时,经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器,将乙二醇溶液温度降低,再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。  乙二醇溶液系统的流程有两种:并联流程和串联流程。  a、并联流程:  这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置,当最

2、大负荷时,可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。 (一)制冷机蓄冰  在空调系统不运行的时间段(如:夜间),制冷机自动转换为蓄冰工况:关闭V2、V4阀门,开启V1、V3阀门,使得乙二醇溶液在制冷机和蓄冰罐之间循环。随着制冰时间的延长,乙二醇温度逐步降低,在管外完成要求冰量的冻结。(二)蓄冰罐供冷  当需要蓄冰罐通过融冰提供冷量,制冷机停止运行,但是仍作为系统的通路。通过乙二醇泵将乙二醇溶液送入蓄冰罐,经过降温后的乙二醇溶液进入板换换热。关闭阀门3,为了控制进入板换的乙二醇温度,将V2、V1

3、阀门设为调节状态。(三)制冷机供冷  为维持较高的制冷效率,当制冷机需直接加入制冷时,按空调工况运行。乙二醇溶液在制冷机和板换之间循环,系统关闭V1和V3、V4,开启V2阀门。通过板换降温后的冷冻水向用户供冷。(四)制冷机、蓄冰罐联合供冷  为了满足空调高峰期时的用冷量,乙二醇溶液经过两次降温,即乙二醇溶液先经过制冷机进行一次降温,然后经过蓄冰罐进行二次降温。所以乙二醇溶液在板换前后的温差达到7℃。为了控制进入板换的乙二醇溶液温度,调节V2、V1阀门来达到目的。b、串联流程:  即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置,以一套循

4、环泵维持系统内的流量与压力,供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控,也可实现各种工况的切换。并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好,夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行,蓄冷时更节能,运行灵活。串联流程系统较简单,放冷恒定,适合于较小的工程和大温差供冷系统。  蓄冰系统可以采用温差较大的主机上游式内融冰串联系统,蓄冰设备选用蓄冰筒。由于乙二醇水溶液温度较低,可以保证板式换热器为系统提供3.5℃出水同时有较高的制冷效率和较低的初投资。在典型设计日空调冷负荷由制冷机和蓄冰桶共同承担,非典型设计日通过优化控制

5、来满足冷负荷需求并将系统运行费用降低到最低。在系统供冷时,乙二醇溶液首先经过冷机在空调工况下降温以保持高效的运行,再经蓄冰桶的冷却使乙二醇溶液温度进一步降低,板式换热器进出口处乙二醇溶液可以达到较大的温差,从而使相同负荷条件下串联系统乙二醇溶液的流量较小,因此在相同条件下串联系统的乙二醇循环泵小于并联系统,使串联系统的设备投资和运行费用都优于并联系统,而且串联方式管路简单运行可靠。蓄冰空调的选型:  除了空调供冷外,全天的其余时间全部用于蓄冷,这样可使主机的容量减少至最小值。  蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节,在方案设计

6、中一般先初步选择较典型的几个值(如30%等),经设备初选型,根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其它因素最后选定较佳的比例值。  蓄冰罐计算:  蓄冰槽容量:Q′=n2×q×T2  板式换热器选型:F=Q/(K×Δtm)  公式中Q为总换热量;K为换热系数;Δtm为对数平均温差;水泵:  冰蓄冷系统中,由于乙二醇价格较高,对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵,可以减少漏液或几乎不漏液。  水泵选型:根据流程,确定满足各种工况下的最大阻力和流量;为达到节能的目的,尽量选用多台泵。  该工程采用并

7、联流程,初级泵流量=Q/C×Δt  扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门  扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门  水泵选型后,还需与自控专业配合,校核各工况下的流量和阻力分配,以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。  考虑以下几点:  a〕采用主机上游的串联系统,主机上游回水先流经主机,使主机在较高的温度下运行,提高了压缩机的效率,使能耗降低。  b〕蓄冰装置标准蓄冰槽。标准蓄冰槽有以下优点∶在保证导热性能的同时,彻底杜绝腐蚀隐患,重量轻;采用不完全冻结式,可提供稳定的低温载冷剂,减小循环水泵的流量及相

8、应管道的管径,降低初投资;外结冰,无内应力,使用寿命长;传热面积大,结冰融冰速率稳定;结冰厚度薄,制冷主机运行效率高。  c〕设计日联合供冷时,采用主机优先模式,主机一直满负荷运行,机组利用率高,主机和蓄冷盘管容量最小,投资最节省。  d〕所有水泵采用原装进口优质产品,变频运行。整个供冷期

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