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中央空调节能技术的未来--水蓄冷技术

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时间: 2018-04-11
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中央空调节能技术的未来--水蓄冷技术

中央空调系统是由一系列驱动流体流动的运动设备(如水泵、风机及压缩机)、各种型式的热交换器(如风机盘管、蒸发器、冷凝器及中间热交换器等)及连接各种装置的管道(如风管、水管及冷媒管)和阀件所组成。系统一般可分下列五个循环 : 

   (1)室内空气循环;(2)冷水循环;(3)冷媒循环;(4)冷却水循环;(5)室外空气循环。 

   总体说来,构成中央空调系统的设备和机械主要是热交换器和流体机械两种。 

中央空调节能系统设计

   要实现中央空调系统节能,首先应设计合理。中央空调系统是为空调建筑服务的,因此,节能设计可以分为两方面,一方面是减少空调建筑的热负荷,另一方面是提高中央空调系统的效率。 

   空调建筑在夏季依靠制冷机将室内的热负荷移到室外。显然,减少了室内的热负荷,制冷机的运行时间就减少,中央空调系统的能耗就减少。 

   室内的热负荷来自两方面,一是由室内外温差而引起的热量交换,另一方面是室内照明和设备产生的热负荷。因此,可以采取遮阳、气密、绝热等措施,以减少室内的热负荷达到节能。 

空调节能的新动向 

   1、水蓄冷空调技术 

   水蓄冷空调技术就是利用夜间电网低谷时的电力来制冷或制热,把冷量或热能储存起来,在白天电力高峰用电紧张时释放冷量或热能,满足建筑物空调冷源或热水需要。

   (1)水蓄冷空调的起源与国际上的发展情况 

   水蓄冷空调大约出现在1930 年前后,最初用于影剧院、教堂、乳品加工厂等短时间使用降温、负荷集中的场所。这种水蓄冷技术可以用小制冷机带动大冷负荷,可以降低制冷系统的初投资。后来,制冷机成本明显降低,该项技术的应用陷入了停滞期。 1973年的能源危机,再次引起人们对空调蓄冷的关注。20世纪80年代,冰蓄冷空调技术在能源紧缺的发达国家迅速推广。在大型商场、办公楼、商住楼、宾馆饭店、娱乐场所、医院等场所应用效果显著。从世界范围看,世界发达国家都已经或正在使用水蓄冷空调。目前该项技术在世界上属于成熟的技术,世界各国广泛于应用各个领域。目前,最新的水蓄冷空调是低温、大温差供冷送风技术,少数工程已做到比常规空调系统投资更少。 

   (2)水蓄冷空调技术在我国国内的发展情况 

   随着社会发展和生活水平的提高,我国各地空调用电大幅度增长。而且许多企业由于晚班生产工效低,需另付晚班费等原因,渐渐恢复到白天生产,导致低谷用电负荷反而逐年相对下降。因此,城市用电峰谷差日趋拉大,城市尖峰用电时段电力紧张,迫使电力部门拉闸限电。而低谷用电时段电力过剩。根据美国、日本及台湾省的经验,解决上述矛盾的一个有效途径是发展蓄能空调,将尖峰负荷转移到低谷时段。 

  与常规空调系统比较,水蓄冷空调一方面对电网削峰填谷,优化资源配置,减少电力电站投资,保护生态环境有良好的社会效益。另一方面,对采用水蓄冷空调的业主而言,还可以得到以下的实惠:减免电力增容费用,减少制冷主机的装机容量,减少相应的配电设备投资,节省大量的运行费用,停电时还可以作为应急冷源继续供冷。 

   (3)水蓄冷空调技术的基本原理 

   水蓄冷中央空调简单地讲就是在常规中央空调增加了一套蓄冷装置,如:蓄冰槽、蓄冰桶等。水蓄冷空调主要利用分时电价政策,在夜间用电低谷期,采用电制冷机制 冷,将制得冷量以冰(或其它介质)的形式储存起来。在白天空调负荷高峰期,将冷量释放,便可达到少开中央空调主机甚至不开主机的目标。 

  (5)采用水蓄冷空调技术对用户的效益 

   减少制冷主机的装机容量和功率,可减少30%-50%。 

   减少电力增容费和供配电设施费。减少相应的电力设备投资,如:变压器、配电柜等。例如,罐头厂. 

   减少冷却塔的装机容量和功率。 

   设备满负荷运行比例增大,充分提高设备利用率和效率。 

   系统冷量调节灵活,过渡季节不开或少开制冷主机,节能效果明显。 

   利用低谷廉价电力,节省大量的运行费用,可节省40%-50%。 

   易于实现大温差和低温送风,节省输送系统的投资和能耗。 

   相对温度更低,空调品质提高,能有效防止中央空调综合症。 

   具有应急功能,停电时可利用自备电力启动水泵溶冰供冷,空调系统的可靠性提高。 

  (6)水蓄冷空调技术的社会效益 

   商业用电一般集中在9:00-23:00。若按尖峰用电负荷建设发电设备与供电电网,那么在低谷时段,相当一部分发电设备与输电设备不能充分发挥作用,折算到每kWh的平均供电成本也要上升。如果按平均用电负荷建设发电厂输配电网,那么在尖峰时段,用电负荷就会超过供电能力,必须采取拉闸停电,强制削减用电负荷。而采用了水蓄冷空调之后,尖峰时段制冷机不制冷或少制冷,即可均衡用电负荷,保证供电。 

  如果单纯为了满足尖峰用电负荷需要,就必须兴建更多的新电厂。在空调的社会普及率相当高后,如果采用蓄冷空调技术,就可有效地把空调用电的约40%左右的 负荷转移到低谷时段,就可不建或缓建新电厂。从而提高了现有发电设备与输配电网的利用率与效率,改善电力建设的投资效益。

总结:中央空调系统是由一系列驱动流体流动的运动设备,水蓄冷中央空调简单地讲就是在常规中央空调增加了一套蓄冷装置。


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