某辦公建筑冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要長(zhǎng)沙市某辦公建筑的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)主要是圍繞冰蓄冷的冷源局部而進(jìn)行的。為平衡電網(wǎng)負(fù)荷、削峰填谷結(jié)合長(zhǎng)沙市實(shí)行的谷峰電價(jià)政策，對(duì)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析比擬從而確定了此建筑適合應(yīng)用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。通過對(duì)該建筑的冷負(fù)荷計(jì)算和冷負(fù)荷的分布情況的分析，從而確定了冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)宜采用的運(yùn)行策略，工作模式和運(yùn)行控制方案進(jìn)而確定了其機(jī)組容量和蓄冰槽的容量。此冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)采用的是風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，其中新風(fēng)系統(tǒng)不負(fù)責(zé)室內(nèi)負(fù)荷把室外空氣處理到室內(nèi)的等焓狀態(tài)點(diǎn)而送入室內(nèi)。最后，在討論冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性時(shí)對(duì)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的能耗情況和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了整體的分析和比擬。關(guān)鍵詞：辦公建筑冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析ABSTRACTThegraduationprojectdesignsairconditioningsystemswithicestorageforXXofficialbuildinginChangshaCity,thisdesignmainlyisrevolvestheicestoragethecoldheatsinkpartialtocarryon.Forbalancestheelectricalnetworkload,tounifythevalleypeakelectrovalencepolicywhichChangshaimplements,gatheredtheair-conditioningsystemwithicestorageandtheconventionalair-conditioningsystemefficiencytotheicecarriesontheanalysiscomparisonthustodeterminethisconstructionsuitedusingtheairconditioningsystemswithicesystem.Throughtothisbuildingcoldloadcalculationandcoldloaddistributedsituationanalysis,thushaddeterminedtheicestoragethemovementstrategywhichtheair-conditioningsystemwithicestoragesuitablyused,theworkingpatternandtheoperatingcontrolplanthenhaddetermineditsunitcapacityandicestoragecapacity.Thisairconditioningsystemswithicestorageisusesoftheairblowerplatetubeaddsthenewatmospheresystem,newatmospheresystemisnotresponsibleforintheroomtoshouldertheoutdoorairprocessestotheroominsometoenthalpyconditionsendsintheroom.Finally,air-conditioningsystemwithicestoragewhenthediscussionicetheefficiencyair-conditioningsystemwithicetheenergyconsumptionsituationandtheefficiencyhascarriedonthewholeanalysisandthecomparison.Keywords:air-conditioningsystem,icestorage,economicanalysis,buildingofoffice目錄1緒論11.1冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會(huì)背景11.2冰蓄冷空調(diào)的開展歷史和現(xiàn)狀11.3冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)介紹21.3.1冰蓄冷空調(diào)的根本概念21.3.2冰蓄冷系統(tǒng)的分類41.3.3冰蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行方式41.3.4冰蓄冷系統(tǒng)的工作模式51.3.5低溫送風(fēng)空調(diào)81.4冰蓄冷在制冷空調(diào)中的開展趨勢(shì)91.4.1建立與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)91.4.2開發(fā)新型的蓄冷技術(shù)和設(shè)備91.4.3建立區(qū)域性蓄冷空調(diào)供冷站101.5應(yīng)用蓄冷空調(diào)技術(shù)的意義102建筑概況122.1工程名稱122.2設(shè)計(jì)依據(jù)122.3工程概況122.3.1建筑物概況122.3.2建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的情況142.4室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)確實(shí)定152.4.1室外空氣計(jì)算參數(shù)152.4.2室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)153設(shè)計(jì)方案論證163.1夏季設(shè)計(jì)日空調(diào)冷負(fù)荷163.2蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行策略和工作模式以及工作流程173.2.1蓄冷系統(tǒng)運(yùn)行策略173.2.2冰蓄冷空調(diào)設(shè)計(jì)模式的選定173.2.3冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的流程配置183.3設(shè)備確實(shí)定183.3.1制冷機(jī)組確實(shí)定183.3.2蓄冷設(shè)備容量確定18機(jī)組運(yùn)行情況確實(shí)定193.5蓄冷介質(zhì)與蓄冷系統(tǒng)形式選擇203.5.1蓄冷介質(zhì)的選取203.5.2蓄冷形式的選取213.6設(shè)備的選擇：213.6.1冷源設(shè)備的選擇213.6.2蓄冰設(shè)備的選擇213.6.3其他設(shè)備的選擇計(jì)算223.7方案的比擬及經(jīng)濟(jì)分析與結(jié)論233.7.1方案一：螺桿水冷式冷水機(jī)組233.7.2方案二：螺桿水冷式雙工況冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備243.7.3方案三：風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備253.7.4方案比擬〔采用價(jià)值分析法〕263.7.8冰蓄冷系統(tǒng)的回收年限283.7.9結(jié)論和建議284冷負(fù)荷的計(jì)算304.1房間冷負(fù)荷的構(gòu)成304.2房間濕負(fù)荷的構(gòu)成304.2.1房間的濕量由以下各項(xiàng)構(gòu)成：304.2.2濕負(fù)荷計(jì)算304.3空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的構(gòu)成31冷負(fù)荷計(jì)算314.4.1通過墻體、屋頂?shù)膫鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷314.4.2通過窗戶的瞬變傳熱的冷負(fù)荷314.4.3通過窗戶的日射得熱的冷負(fù)荷314.4.4通過設(shè)備、照明、人體形成的逐時(shí)冷負(fù)荷324.4.5新風(fēng)冷負(fù)荷32空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析324.5.1風(fēng)機(jī)盤管的選擇344.5.2新風(fēng)機(jī)組的選擇355冷源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析375.1確定典型設(shè)計(jì)日的空調(diào)冷負(fù)荷375.2選擇蓄冷裝置的形式和模式及運(yùn)行策略385.2.1蓄冷裝置的形式的選取385.2.2選擇冷源蓄冷模式和運(yùn)行策略385.3進(jìn)行蓄冷冷源設(shè)計(jì)并確定它的運(yùn)行控制方案395.3.1確定制冷主機(jī)和蓄冷裝置的容量395.3.2蓄冷設(shè)備容量確定395.3.3機(jī)組運(yùn)行狀況確實(shí)定及負(fù)荷分布情況405.3.4制冷機(jī)組的選取425.3.5蓄冰設(shè)備的選擇：435.3.6系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)435.4冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算與集成445.4.1乙二醇初級(jí)泵系統(tǒng)的水力計(jì)算與選擇44`5.4.2乙二醇次級(jí)泵系統(tǒng)的水力計(jì)算與選擇455.4.3低位乙二醇膨脹水箱的選擇計(jì)算475.4.4冷凍水系統(tǒng)的水力計(jì)算與設(shè)備選擇475.4.5冷卻水系統(tǒng)的水力計(jì)算與選擇515.5冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制535.5.1運(yùn)行策略535.5.2控制策略535.5.3淡季的空調(diào)運(yùn)行控制546冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗分析566.1裝機(jī)電功率統(tǒng)計(jì)566.2年耗能量分析566.2.1蓄冷空調(diào)的工程的夜間的年能耗566.2.2蓄冷空調(diào)工程的日間的年能耗：566.2.3蓄冷空調(diào)工程的年能耗577方案的比擬和經(jīng)濟(jì)分析58分為如下三種方案進(jìn)行比擬分析587.1.1.方案一：螺桿水冷式冷水機(jī)組58方案二：螺桿水冷式雙工況冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備59方案三：風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備617.2三種方案的壽命周期本錢分析62年經(jīng)營(yíng)費(fèi)的計(jì)算和比擬62各方案的功能工程評(píng)分與功能評(píng)價(jià)指數(shù)匯總637.2.3各方案的壽命本錢指數(shù)Gi63各方案的壽命周期價(jià)值指數(shù)Vi的計(jì)算647.3.冰蓄冷設(shè)計(jì)方案下的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)657.3.1采用峰谷比為3:1的回收周期657.3.2.采用峰谷比為4:1的回收周期65結(jié)論67致謝68參考文獻(xiàn)69附錄701緒論1.1冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會(huì)背景環(huán)境污染和能源危機(jī)已成為當(dāng)今社會(huì)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(huì)的共識(shí)。在人類共同警視的時(shí)期，蓄能空調(diào)應(yīng)運(yùn)而生。隨著社會(huì)的開展電力工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根底產(chǎn)業(yè)，以取得了長(zhǎng)足的開展。但是，電力的增長(zhǎng)仍然滿足不了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速開展和人民生活用電的急劇增長(zhǎng)的需要，全國(guó)缺電情況仍未得到根本的改變。目前電力供給緊張表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：(1)電網(wǎng)負(fù)荷率低，系統(tǒng)峰谷差加大，頂峰電力嚴(yán)重缺乏致使電網(wǎng)經(jīng)常拉閘限電。電網(wǎng)的峰谷差占頂峰負(fù)荷的比例已高達(dá)25%——30%。隨著用電結(jié)構(gòu)的變化，工業(yè)用電比重相對(duì)減少，城市生活商業(yè)用電快速增長(zhǎng)，達(dá)成電網(wǎng)頂峰限電，低谷電用不上的問題也越來(lái)越突出。(2)城市電力消費(fèi)迅速，而城市電網(wǎng)不能適應(yīng)，造成有電送不出，配不上的局面。解決電力缺乏的問題，一方面是靠增加對(duì)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)方案用電和節(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。為鼓勵(lì)用戶削峰填谷，電力部門同地方制訂了峰谷電價(jià)政策，將頂峰電價(jià)與低谷電價(jià)拉開，使低谷電價(jià)只相當(dāng)與頂峰電價(jià)的1/2——1/5，鼓勵(lì)用戶使用低谷電，這項(xiàng)政策目前已在局部地區(qū)實(shí)施，并將推廣至全國(guó)。在電力供給緊張的情況下，峰谷電價(jià)政策的實(shí)施，為蓄冷空調(diào)技術(shù)提供了廣闊的開展前景。1.2冰蓄冷空調(diào)的開展歷史和現(xiàn)狀自古以來(lái)人民就懂得使用天然冰保存食物和改善環(huán)境。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(gòu)置費(fèi)用。隨著設(shè)備制造業(yè)的不斷開展，制冷機(jī)的本錢大幅度降低，節(jié)省購(gòu)置費(fèi)用漸漸的失去了吸引力。相反，蓄冷裝置本錢高及電耗多的不利因素卻突出起來(lái)，以致使該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用陷入了相當(dāng)一段停滯期。自七十年代世界能源危機(jī)以來(lái)，各國(guó)政府都十分重視開發(fā)新能源與“節(jié)省能源”，促使了蓄冷技術(shù)的迅速開展。美國(guó)、加拿大、日本和歐洲一些國(guó)家率先將冰蓄冷技術(shù)引入到建筑空調(diào)系統(tǒng)里來(lái)，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。在日本近年來(lái)積極引進(jìn)蓄冷技術(shù)，大力開展冰蓄冷技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)用，到1989年美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)從事冰蓄冷系統(tǒng)開發(fā)和冰蓄冷專用制冷機(jī)生產(chǎn)的公司多達(dá)49家；美國(guó)提出將在1997年將空調(diào)蓄冷技術(shù)普及應(yīng)用到99%的宏偉目標(biāo)；根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)1990年北美冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的投資占當(dāng)年新增暖通空調(diào)系統(tǒng)總投資的24.2%；×105萬(wàn)元；九十年代，我國(guó)大陸地區(qū)蓄冷技術(shù)也得到了開展，首先中電深圳工貿(mào)公司在辦公樓中應(yīng)用了法國(guó)的冰球式蓄冷系統(tǒng)，使裝機(jī)容量降低45%以上；北京西冷工程公司開發(fā)研制的有壓式齒球蓄冷器已獲國(guó)家專利并用在北京日?qǐng)?bào)社綜合樓和廣州市面上某辦公樓的空調(diào)系統(tǒng)中，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)浙江國(guó)祥制冷工業(yè)公司推出了完全結(jié)凍式冰蓄冷系統(tǒng)在浙江諸暨百貨大樓實(shí)行了國(guó)產(chǎn)大型冰儲(chǔ)冷首例中央空調(diào)系統(tǒng)，僅用一年時(shí)間就完成了設(shè)計(jì)施工任務(wù)，并于1995年8月10日調(diào)試成功投入運(yùn)行。儲(chǔ)冰蓄冷國(guó)產(chǎn)化的成功，克服了冰儲(chǔ)冷中央空調(diào)投資大的缺點(diǎn)，對(duì)推廣冰蓄冷空調(diào)事業(yè)起到很好的促進(jìn)作用；國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和電力工業(yè)部聯(lián)合提出到2000年將轉(zhuǎn)移1000—12000萬(wàn)Kw的尖峰負(fù)荷到低谷使用，這將為國(guó)家節(jié)省150—250萬(wàn)元的資金，這是節(jié)能節(jié)電中一項(xiàng)利國(guó)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(chǎng)約50家，空調(diào)負(fù)荷約30—40萬(wàn)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(guó)冰蓄冷空調(diào)的前景更加是宏偉壯觀。由中國(guó)制冷學(xué)會(huì)組織的“第三屆海峽兩岸制冷空調(diào)學(xué)術(shù)交流會(huì)冰蓄冷空調(diào)技術(shù)研討會(huì)”。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)用前景與開展趨勢(shì)；〔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)；〔5.冰蓄冷工程應(yīng)用實(shí)例總結(jié)等問題，這將會(huì)大大地促進(jìn)海峽兩岸冰蓄冷技術(shù)的迅速開展。1.3冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)介紹冰蓄冷空調(diào)的根本概念空調(diào)系統(tǒng)不需要能量或用能量小的時(shí)間內(nèi)將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在空調(diào)系統(tǒng)需求大量的冷量時(shí)，就是利用蓄冰設(shè)備在這時(shí)間內(nèi)將這局部能量釋放出來(lái)。根據(jù)使用對(duì)象和儲(chǔ)存溫度的上下，可以分為蓄冷和蓄熱。結(jié)合電力系統(tǒng)的分時(shí)電價(jià)政策，以冰蓄冷系統(tǒng)為例，在夜間用電低谷期，采用電制冷機(jī)制冷，將制得冷量以冰〔或其它相變材料〕的形式儲(chǔ)存起來(lái)，在白天空調(diào)負(fù)荷〔電價(jià)〕頂峰期將冰融化釋放冷量，用以局部或全部滿足供冷需求。每1千克水發(fā)生1℃的溫度變化會(huì)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?℃水需要吸收80千卡的熱量，為潛熱蓄能。很明顯，同一物質(zhì)的潛熱蓄能量(相變溫度)大大高于顯熱蓄能量(1℃溫差)，因此采用潛熱蓄能方式將大大減少介質(zhì)的用量和設(shè)備的體積。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1-1。圖1-1冰蓄冷示意圖“冰蓄冷空調(diào)”一詞大家都一目了解，英文為‘ICESTORAGE’，日文為[冰蓄熱]，狹義的定義為[制冰蓄冷]的冷氣系統(tǒng)。早期稱謂[COOLSTORAGE〔蓄冷〕]，此包含了[制冷水蓄冷]的冷氣系統(tǒng)。但在寒帶國(guó)家除了[蓄冷]外，還要[蓄熱]，因此，廣義的用語(yǔ)為[THERMAL〔ENERGY〕STORAGEAIRCONDITIONINGSYSTEM〔縮寫為TES〕]，可譯為[蓄能式空調(diào)系統(tǒng)]。對(duì)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)]。蓄冰率一般英文簡(jiǎn)寫為IPF〔ICEPACKINGFACTOR〕，即蓄冰槽內(nèi)制冰容積與蓄冰槽容積之比值。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(huì)〕一般用它來(lái)決定蓄冰槽的大小。目前各種蓄冰設(shè)備，其IPF約在20-70%范圍內(nèi)。另一稱之為制冰率，其英文簡(jiǎn)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(huì)〕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。應(yīng)注意，國(guó)外兩個(gè)定義都用IPF表示。各種冰蓄冷設(shè)備的兩種蓄冰率數(shù)據(jù)見表1.1。表1.1冰蓄冷設(shè)備的蓄冰率類型冷媒盤管式完全凍結(jié)式制水滑落式冰晶或冰泥冰球式蓄冰率IPF120-50%50-70%40-50%45%左右50-60%蓄冰率IPF230-60%70-90%--90%以上美國(guó)多以Void(Space)Ratio[無(wú)效〔空間〕比]來(lái)表示，故蓄冰率

IPF=1-VoidRatio.融冰能力

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蓄冰槽中之冰，實(shí)際可溶解而用于空調(diào)的蓄冷量。融冰效率

DISCHARGEEFFICIENCY

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。蓄冷效率

STORAGE〔THERMAL〕EFFICIENCY指實(shí)際可用于應(yīng)付空負(fù)荷之[融冰能量]除以[用以制冰蓄冷的能量]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。過冷現(xiàn)象

SUPERCOOLING指超過流體的凍結(jié)點(diǎn)而仍不凍結(jié)的現(xiàn)象。例如：純水的凍結(jié)點(diǎn)為0oC，但水溫需先降至-7oC左右，才會(huì)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?！橙鐖D1-5所示。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。有些單位在研究和試驗(yàn)。冰蓄冷系統(tǒng)的分類冰蓄冷的種類很多，歸納起來(lái)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。冰蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行方式制冰方式多種多樣，僅日本各廠商生產(chǎn)的蓄冰制冰設(shè)備的形式就有30多種之多，但歸納起來(lái)無(wú)非是兩種，即靜止制冰與動(dòng)態(tài)制冰；運(yùn)行方法有以下兩種：〔1〕全蓄冷式，蓄冰時(shí)間與空調(diào)時(shí)間完全分開，夜間用電谷值期間，制冷機(jī)用于制冰，一般采用靜止型制冰，當(dāng)冰層厚度到達(dá)設(shè)定值時(shí)便停機(jī)，設(shè)定厚度值由電腦預(yù)測(cè)第二天負(fù)荷用冷量來(lái)控制，在白天空調(diào)開始運(yùn)行后的用電頂峰值期間，水與冰換熱，冰水用于空調(diào)，制冰機(jī)不運(yùn)行，這種系統(tǒng)制冰器要承當(dāng)全部負(fù)荷，多數(shù)用于間歇性的空調(diào)場(chǎng)合，如體育館、影劇院、寫字樓，商業(yè)建筑等。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，一局部負(fù)荷由蓄冰器承當(dāng)，另一局部那么由制冰機(jī)看接負(fù)擔(dān)，這種方式可由下面三種方法運(yùn)行：eq\o\ac(○,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；eq\o\ac(○,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?？照{(diào)期間，制冰機(jī)冷媒送入空調(diào)器一個(gè)盤管直接蒸發(fā)，而蓄冰器中的冰水那么送入另一個(gè)盤管，蓄冰器與空調(diào)器中的冷媒回路是并聯(lián)的；eq\o\ac(○,3)壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)，這種系統(tǒng)全部冷媒均進(jìn)入蓄冰器，這種系統(tǒng)不僅夜間制冰，在空調(diào)頂峰期間也是一邊融冰，一邊繼續(xù)制冰，這種系統(tǒng)初投資省，但因晝夜制冰，始終維持較低的蒸發(fā)溫度，故耗電量較大，與以上兩種方法相比，因其系統(tǒng)簡(jiǎn)單，初投資省而得到最普遍的青睞與應(yīng)用。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。蓄冷系統(tǒng)需要在幾種規(guī)定的方式下運(yùn)行，以滿足供冷負(fù)荷的要求，常用的工作模式有如下幾種：機(jī)組制冰模式在此種工作模式下，通過濃度為25%的乙二醇溶液的循環(huán)，在蓄冰裝置中制冰。此間，制冷機(jī)的工作狀況受到監(jiān)控，當(dāng)離開制冷機(jī)的乙二醇溶液到達(dá)最低出口溫度時(shí)制冷機(jī)關(guān)閉。此種工作模式的示意圖如圖1-2所示。圖1-2機(jī)組制冰工作模式示意圖制冰同時(shí)供冷模式當(dāng)制冰期間存在冷負(fù)荷時(shí)，用于制冷的一局部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。一般情況下，這局部的供冷負(fù)荷不宜過大，因?yàn)檫@局部冷負(fù)荷的制冷量是制冷機(jī)組在制冰工況下運(yùn)行提供的。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)荷有適宜的制冷機(jī)組可選用，就應(yīng)設(shè)置基載制冷機(jī)組專供這局部冷負(fù)荷，該工作模式示意圖如圖1-3所示。圖1-3制冰同時(shí)供冷模式示意圖單制冷機(jī)供冷模式：在此種工作模式下，制冷機(jī)滿足空調(diào)全部冷負(fù)荷需求。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。該工作模式示意圖如圖1-4所示。圖1-4單制冷機(jī)供冷模式示意圖單融冰供冷模式：在此工作模式下，制冷機(jī)關(guān)閉。回流的乙二醇溶液通過融化儲(chǔ)存在蓄冷裝置內(nèi)的冰，被冷卻至所需要的溫度。在全部蓄冷運(yùn)行策略下，融冰供冷是根本的運(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(huì)較大。該工作模式示意圖如圖1-5所示。圖1-5單融冰供冷模式示意圖制冷機(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。按局部蓄冷運(yùn)行策略在較熱季節(jié)需要采用該種工作模式，才能滿足供冷要求。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。=1\*GB3①機(jī)組優(yōu)先：回流的熱乙二醇溶液，先經(jīng)制冷機(jī)預(yù)冷，而后流經(jīng)蓄冷裝置而被融冰冷卻至設(shè)定溫度。下該種工作模式示意圖如圖1-6所示圖1-6機(jī)組優(yōu)先=2\*GB3②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。該種工作模式示意圖如圖1-7所示。圖1-7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(jìng)爭(zhēng)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。〔1〕低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)把建筑空調(diào)的用電需要，從白天頂峰期轉(zhuǎn)移至夜間低谷期，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的“移峰填谷”，改變了建筑物電力物負(fù)荷曲線形狀，減少用戶頂峰電力需求，相應(yīng)地也減少了對(duì)整個(gè)輸配電設(shè)備的容量要求，并減少了建筑物制冷系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的增容費(fèi)用；〔2〕冰蓄低溫送風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，主要設(shè)備制冷機(jī)是在夜間用電低谷期運(yùn)轉(zhuǎn)，在白天供泠時(shí)，只有系統(tǒng)循環(huán)泵和終端設(shè)備運(yùn)行，在電力公司制定的分時(shí)電價(jià)下，空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用會(huì)有較大程度的降低，假設(shè)峰谷電價(jià)差是兩倍的話，運(yùn)行費(fèi)用可以節(jié)省50—70%，據(jù)某紀(jì)念體育館在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)改造中，采用了兩臺(tái)1056kw螺桿壓縮制冷機(jī)，54個(gè)蓄冰缸〔總?cè)萘繛?24GJ〕儲(chǔ)存設(shè)計(jì)73%的空調(diào)負(fù)荷，可移荷1200kw，每年可節(jié)省電費(fèi)約60~80萬(wàn)元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益；(3)低溫送風(fēng)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)在建筑空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)和工程改造中具有很優(yōu)越的應(yīng)用前景,在未來(lái)21世紀(jì)高科的應(yīng)用中將得到廣泛應(yīng)用前；℃，可使相對(duì)濕度到達(dá)36%，而常規(guī)系統(tǒng)是50%。相對(duì)溫度的降低及25℃的室內(nèi)條件〔典型的低溫一次風(fēng)系統(tǒng)〕可以在使用區(qū)內(nèi)產(chǎn)生清新而涼爽的感覺，同時(shí)較小的空氣處理設(shè)備也減少了空調(diào)區(qū)域內(nèi)噪音釋放，由此也增加了使用者的舒適度而受到很大的歡送；〔5〕在擴(kuò)建和新建的工程中，冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)是一項(xiàng)最好的方式，在選定系統(tǒng)之前，重要的是根據(jù)各種條件和數(shù)據(jù)，如電價(jià)，用戶負(fù)荷特征，設(shè)備費(fèi)用等，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比擬，選擇出建設(shè)工程的最正確方案，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開展，在大中城市新建和改建的高級(jí)商業(yè)中心、賓館飯店、辦公大樓等建筑中，大型集中冰蓄系統(tǒng)將會(huì)更加普及，同時(shí)，現(xiàn)在許多商業(yè)建筑原有的空調(diào)系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)實(shí)要求，也必須進(jìn)行更新改造；℃的低溫送風(fēng)系統(tǒng)比常規(guī)送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)功率減少13~28%，對(duì)于低溫送風(fēng)系統(tǒng)，有這樣規(guī)律即送風(fēng)溫度較低，建筑規(guī)模越大時(shí)，低溫送風(fēng)系統(tǒng)消耗功率相對(duì)減小。1.4冰蓄冷在制冷空調(diào)中的開展趨勢(shì)1建立與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)特性：推行蓄冰空調(diào)系統(tǒng)并配合4~6℃的超低溫送風(fēng)，大大地降低能耗，有效地提高COP值，使一次投資比常規(guī)系統(tǒng)更省，具備了特有的競(jìng)爭(zhēng)力，如采用半蓄冷式空氣水VAV系統(tǒng)的用電量和初投資最小，顯示出了低溫送風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性，如果一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)按使用20年計(jì)算，所取得社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是非常巨大的，這就是冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)能迅速開展起來(lái)的根本原因，由此證明空調(diào)蓄冷技術(shù)特別適用于冷負(fù)荷要求變化大的場(chǎng)所：如辦公寫字樓、體育館、音樂廳、影劇院、商業(yè)中心、文化館建身康樂城、國(guó)防、科研、教學(xué)試驗(yàn)樓和白班制的工業(yè)廠房等等全方位的廣泛應(yīng)用。開發(fā)新型的蓄冷技術(shù)和設(shè)備我國(guó)蓄冰空調(diào)與低溫送風(fēng)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，九十年代與21世紀(jì)的開展趨勢(shì)是：〔1〕只要國(guó)內(nèi)具備了技術(shù)先進(jìn)，可靠的冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)備供貨條件，全國(guó)范圍內(nèi)將積極推廣此項(xiàng)技術(shù)；〔2〕當(dāng)前擺在中國(guó)電力部門和空調(diào)工程界科技人士面前的一個(gè)緊迫任務(wù)是如何引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)肖化吸收并提高，建立我國(guó)自已的蓄冰空調(diào)設(shè)備系列；〔3〕冰蓄冷在當(dāng)代制冷空調(diào)事業(yè)中有著極其廣闊的開展前景，冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)將成為九十年代和21世紀(jì)集中空調(diào)的“主流”系統(tǒng)。歸納起來(lái)有以下三個(gè)大工程，eq\o\ac(○,1)蓄冰產(chǎn)品一定要逐步國(guó)產(chǎn)化，就是向國(guó)外購(gòu)置專昨，組織在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)；eq\o\ac(○,2)將蓄冰空調(diào)系統(tǒng)積極推向高效率化，降低系統(tǒng)耗電率，提高性能系數(shù)；eq\o\ac(○,3)使用上平安、故障少、維護(hù)方便。建立區(qū)域性蓄冷空調(diào)供冷站九十年代乃至21世紀(jì)冰蓄冷空調(diào)的開展趨勢(shì)應(yīng)是建立冰蓄冷區(qū)域性空調(diào)低溫供冷站，這種供冷站可根據(jù)區(qū)域空調(diào)負(fù)荷的大小，而建立大中、小三種類型的供冷站，采用微電腦全自動(dòng)控制，應(yīng)用十分方便。這類方式的供冷，不需使用CFC冷媒，保護(hù)環(huán)境、占地較小，使用靈活、安裝及運(yùn)行費(fèi)和低廉等優(yōu)點(diǎn)。目前區(qū)域供冷空調(diào)，對(duì)有意向減低空調(diào)本錢的建設(shè)業(yè)主及管理人員來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)最好的選擇。實(shí)際上區(qū)域性冰蓄冷空調(diào)低溫送風(fēng)系統(tǒng)已在世界各地，從美國(guó)芝加哥、至日本東京、法國(guó)里昂、再到瑞典、化敦等大城市都被普遍應(yīng)用。在美國(guó)芝加哥夜間的電費(fèi)僅是日間電費(fèi)的1/6，普金斯大學(xué)的應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室，其夜間制冰每年分別節(jié)省153000美元及250000美元。因此，無(wú)論是從省錢節(jié)地或保護(hù)環(huán)境等方面來(lái)看，就蓄冷區(qū)域供冷是當(dāng)代空調(diào)開展的趨勢(shì)。隨著冰蓄冷供冷向小型的、分層的、家庭式的方向開展，微型冰蓄冷機(jī)將進(jìn)入行駛?cè)f戶，造福于人類。1.5應(yīng)用蓄冷空調(diào)技術(shù)的意義蓄冷系統(tǒng)就是在不需要冷量或冷量少的時(shí)間〔如夜間〕，利用制冷設(shè)備在蓄冷介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)移，進(jìn)行蓄冷，并將此冷量用在空調(diào)或工藝用冷頂峰期。蓄冷空調(diào)的實(shí)質(zhì)是：將制冷機(jī)組用電頂峰時(shí)的運(yùn)行時(shí)間轉(zhuǎn)移到用電低谷期運(yùn)行，從而到達(dá)削峰填谷的目的，并利用峰谷電價(jià)差實(shí)現(xiàn)其較高的經(jīng)濟(jì)性。蓄冷空調(diào)系統(tǒng)全部或局部地將制冷主機(jī)的負(fù)荷自白天轉(zhuǎn)移至夜間的特性，稱為蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的“負(fù)荷平移”效應(yīng)。在能源消費(fèi)逐漸增加的情況下，應(yīng)用蓄冷空調(diào)技術(shù)具有較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：eq\o\ac(○,1)削峰填谷、平衡電力負(fù)荷。eq\o\ac(○,2)改善發(fā)電機(jī)組效率、減少環(huán)境污染。eq\o\ac(○,3)減小機(jī)組裝機(jī)容量、節(jié)省空調(diào)用戶的電力花費(fèi)。eq\o\ac(○,4)改善制冷機(jī)組的運(yùn)行效率。空調(diào)的制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)，其效益隨著負(fù)荷的變化而變化，因此，具有蓄冷的空調(diào)系統(tǒng)，可根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的大小使機(jī)組處在最正確的效益下運(yùn)行。eq\o\ac(○,5)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)特別適用于負(fù)荷比擬集中變化比擬大的場(chǎng)所。eq\o\ac(○,6)應(yīng)用蓄冷空調(diào)技術(shù)，可擴(kuò)大空調(diào)區(qū)域使用面積。亦即蓄冷空調(diào)系統(tǒng)適合于改擴(kuò)建空調(diào)工程。eq\o\ac(○,7)適合于應(yīng)急設(shè)備所處的環(huán)境，使用應(yīng)急蓄冷系統(tǒng)可大大減少對(duì)應(yīng)急能源的依賴提高系統(tǒng)的可靠性。綜上所述，蓄冷空調(diào)技術(shù)在未來(lái)具有廣闊的開展前景，今后我們要不失時(shí)機(jī)地抓住機(jī)遇繼續(xù)加強(qiáng)與擴(kuò)大與外國(guó)蓄冷設(shè)備廠的合作。國(guó)產(chǎn)的蓄冷空調(diào)要向低本錢、高效率、全自動(dòng)化方向開展，使國(guó)內(nèi)蓄冷空調(diào)應(yīng)用建立在吸收眾多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的根底上。另外，政府部門應(yīng)大力提倡、宣傳蓄冷空調(diào)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，制定合理的分時(shí)電價(jià)政策，鼓勵(lì)廣闊用戶采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。要積極開展蓄冷空調(diào)的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行的培訓(xùn)，是廣闊的工程技術(shù)人員和施工安裝人員深入了解蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，使我國(guó)的蓄冷空調(diào)事業(yè)步入迅速開展的良性軌道。2建筑概況2.1工程名稱長(zhǎng)沙市某六層辦公建筑冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.2設(shè)計(jì)依據(jù)〔1〕長(zhǎng)沙市某辦公建筑的一到六層的平面圖?！?〕國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。a.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)。b.采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。c.蓄冷空調(diào)工程實(shí)用新技術(shù)?！?〕設(shè)計(jì)任務(wù)書?！?〕建設(shè)單位提出的設(shè)計(jì)要求。2.3工程概況建筑物概況該建筑位于長(zhǎng)沙市是以辦公為主體功能，建筑內(nèi)有辦公室、洗手間、展廊和展廳、休息廊等此建筑的每層平面分布圖如以下圖所示：圖2-1建筑平面分布圖此建筑物的各個(gè)房間的概況見表：建筑物的各個(gè)房間的概況表樓層房間面積F(m2)人員密度dp〔m2/人〕人數(shù)N〔人〕第一層接待大廳545商務(wù)中心55咖啡廳43貴賓室811第二層開敞式辦公室一59開敞式辦公室二59開敞式辦公室三513開敞式辦公室四59廠部中心517第三層展廳和展廊58會(huì)議室一28會(huì)議室二43會(huì)議室三58第四層公司分部一59休息廊318公司分部二459公司分部三513公司分部四59總部中心517第五層副總經(jīng)理室一2休息廊318副總經(jīng)理室二2開敞式辦公室一59開敞式辦公室二59會(huì)議室58第六層培訓(xùn)室一29休息廊318培訓(xùn)室二29電教室一29電教室二43培訓(xùn)中心58建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的情況圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選取均根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的規(guī)定選用：a.外墻:—1中的88號(hào)墻體，其中20mm厚外粉刷、200mm厚加氣混凝土、20mm厚內(nèi)粉刷，其中傳熱系數(shù)/(m2?k)；傳熱溫差的衰減系數(shù)β=0.68；衰減度ν=15；延遲時(shí)間ε=h。b.內(nèi)墻：—3中的3號(hào)墻體，其中20mm厚外粉刷、120mm厚磚墻、20mm厚內(nèi)粉刷，其中傳熱系數(shù)/(m2?k)；傳熱溫差的衰減系數(shù)β=0.56；衰減度ν=6.32；延遲時(shí)間ε=h。c.樓面：—4中的33號(hào)，其中20mm面層、80mm厚的鋼筋混凝土樓板、400mm厚的吊頂空間、25mm厚的鋼板網(wǎng)抹灰、油漆。其中傳熱系數(shù)/(m2?k)；傳熱溫差的衰減系數(shù)β=0.55；衰減度ν=8.72；延遲時(shí)間ε=h。d.屋面：—2中的13號(hào)、其中20mm厚的防水層加小豆石、20mm水泥砂漿找平層、160mm瀝青膨脹珍珠巖保溫層、隔氣層、80mm厚承重層、15mm厚內(nèi)粉刷,其中傳熱系數(shù)/(m2?k)；傳熱溫差的衰減系數(shù)β=0.37；衰減度ν=47.36；延遲時(shí)間ε=h。e.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中有些房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用玻璃幕墻，所選用的玻璃幕墻的導(dǎo)熱系數(shù)為λ，厚度為δ=15mm。由公式K=2-1W/(m2?k)其中：h1——室外對(duì)流換熱系數(shù);h2——室內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)；λ——所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)；δ——材料的厚度；由《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)》可以查得h1=23W/(m2?k),h2W/(m2?k)。f.窗戶：選用單層的金屬窗6mm厚的普通玻璃，內(nèi)掛尼龍綢淺蘭色窗簾。g.門：辦公建筑要求采光性好環(huán)境舒適,所以選用玻璃制的門，其傳熱系數(shù)/(m2?k)。2.4室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)確實(shí)定室外空氣計(jì)算參數(shù)參閱《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：東經(jīng)113°8′；北緯28°2′；長(zhǎng)沙市海拔為44.81m。夏季空調(diào)室外計(jì)算參數(shù):夏季空調(diào)計(jì)算日平均溫度=32℃；夏季通風(fēng)干球溫度=33℃；夏季空調(diào)計(jì)算干球溫度=35.8℃；夏季空調(diào)計(jì)算濕球溫度=℃；℃；夏季最熱月平均相對(duì)濕度為ψ=75%；室外平均風(fēng)速:v=2.6m/s。室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)民用建筑空調(diào)室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)參數(shù)確實(shí)定主要取決于以下內(nèi)容:①空調(diào)房間使用功能對(duì)舒適性的要求其中影響人舒適感的主要因素有:室內(nèi)空氣的溫度、濕度和空氣流動(dòng)速度。②要綜合考慮地區(qū)、經(jīng)濟(jì)條件和節(jié)能要求等因素。參閱《民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)》可知:夏季室內(nèi)空氣溫度=26℃；夏季室內(nèi)空氣相對(duì)濕度ψ=60%；；設(shè)計(jì)時(shí)使室內(nèi)空氣壓力稍高于室外大氣壓，此種情況可以不考慮由于室外的空氣滲透而引起的附加冷負(fù)荷。3設(shè)計(jì)方案論證3.1夏季設(shè)計(jì)日空調(diào)冷負(fù)荷此處冷負(fù)荷只是為了方便方案確實(shí)定。其具體的數(shù)值可參見附錄中的表一和表3-1局部。此設(shè)計(jì)建筑的空調(diào)冷負(fù)荷概略分布情況可見參見附錄中附表1到8。設(shè)計(jì)建筑的冷負(fù)荷概略分布表時(shí)間8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-18冷負(fù)荷〔kw〕810.5860.7由此建筑的冷負(fù)荷概略分布表可繪制出其冷負(fù)荷的分布圖，見圖3-1。圖3-1空調(diào)負(fù)荷分布圖由以上計(jì)算可以看出，日負(fù)荷呈參差不齊狀，差異較大，結(jié)合長(zhǎng)沙市的用電峰谷所在時(shí)間表〔表3.2〕：表3.2長(zhǎng)沙市的電力峰谷分布表峰段平段谷段8：00——12：007：00——8：0022：00——7：0019：00——22：0012：00——19：00可見，冷負(fù)荷均分部在用電的峰谷段。且最大值∑Qmax=875.824KW,出現(xiàn)在16：00—17：00這個(gè)時(shí)段。因此，用蓄冷模式對(duì)大樓的冷負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)比擬適宜。3.2蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行策略和工作模式以及工作流程蓄冷系統(tǒng)運(yùn)行策略蓄冷空調(diào)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)移多少頂峰負(fù)荷應(yīng)儲(chǔ)存多少冷量才具有經(jīng)濟(jì)效益,首先取決與采用哪一種運(yùn)行策略.運(yùn)行策略的選擇需要考慮的因素很多的.主要有建筑物空調(diào)負(fù)荷分布,電力負(fù)荷分布,電費(fèi)計(jì)價(jià)結(jié)構(gòu),設(shè)備容量及儲(chǔ)存空間,具體需要以實(shí)際情況為依據(jù)。所謂的運(yùn)行策略是指蓄冷系統(tǒng)以設(shè)計(jì)循環(huán)周期(如設(shè)計(jì)日或周等)的負(fù)荷及其特點(diǎn)為根底將電費(fèi)結(jié)構(gòu)等條件對(duì)系統(tǒng)以蓄冷容量,釋冷供冷或以釋冷連同制冷機(jī)組共同供冷做出最優(yōu)運(yùn)行安排考慮.一般可歸納為全部蓄冷策略和局部蓄冷策略.〔1〕全部蓄冷策略:其蓄冷時(shí)間與空調(diào)時(shí)間完全錯(cuò)開,在夜間非用電頂峰期,啟動(dòng)制冷機(jī)進(jìn)行蓄冷,當(dāng)冷量到達(dá)空調(diào)所需的全部冷量時(shí),制冷機(jī)停機(jī);在白天空調(diào)時(shí),蓄冷系統(tǒng)將冷量供給空調(diào)系統(tǒng).空調(diào)期間制冷機(jī)不運(yùn)行.全負(fù)荷蓄冷時(shí).蓄冷設(shè)備要承當(dāng)空調(diào)所需要的全部冷量.故蓄冷設(shè)備的容量較大初次投資費(fèi)用高.該運(yùn)行策略適用于白天供冷時(shí)間較短的場(chǎng)所或峰谷電差價(jià)很大的地區(qū)。〔2〕局部蓄冷策略:局部蓄冷策略是在夜間非用電頂峰時(shí)制冷設(shè)備運(yùn)行.儲(chǔ)存局部冷量.白天空調(diào)期間一局部空調(diào)負(fù)荷由蓄冷設(shè)備承當(dāng).在設(shè)計(jì)計(jì)算日(空調(diào)負(fù)荷頂峰期)制冷機(jī)晝夜運(yùn)行.局部蓄冷制冷機(jī)利用率高.蓄冷設(shè)備容量小,制冷機(jī)比常規(guī)的空調(diào)制冷機(jī)容量小30%—40%，是一種更經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行模式。根據(jù)本建筑的日負(fù)荷曲線應(yīng)采用局部負(fù)荷蓄冷，它不僅使蓄冷裝置容量減少，其裝機(jī)容量也大幅度減低，尤其適合于全天空調(diào)時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷變化大的場(chǎng)合，是一種經(jīng)濟(jì)有效的蓄冷設(shè)計(jì)模式。冰蓄冷空調(diào)設(shè)計(jì)模式的選定蓄冷系統(tǒng)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。蓄冷系統(tǒng)需要在規(guī)定的幾種方式下運(yùn)行，以滿足供冷負(fù)荷的要求，常用的工作模式有：機(jī)組制冰模式，制冰同時(shí)供冷模式，單制冷機(jī)供冷模式，單融冰供冷模式，制冷機(jī)與融冰同時(shí)供冷。局部蓄冷策略有制冷機(jī)優(yōu)先供冷和蓄冰優(yōu)先供冷控制策略。制冷機(jī)優(yōu)先控制策略實(shí)施簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，能耗低，制冷機(jī)組一直處于滿負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)組利用率高，機(jī)組和蓄冰槽的容量最小，投資最節(jié)省。蓄冰裝置優(yōu)先控制策略能盡量發(fā)揮蓄冰裝置的釋冷供冷能力，有利于節(jié)省電費(fèi)，但能耗較高，在控制程序上復(fù)雜。故本設(shè)計(jì)采用制冷機(jī)組優(yōu)先策略。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的流程配置制冷機(jī)組與蓄冷裝置并聯(lián)，常用于供回液溫差約為5℃，并適用于低溫送風(fēng)系統(tǒng)，也適用于溫差大于6℃的系統(tǒng)。制冷機(jī)組與蓄冰裝置串聯(lián)適用于供回液溫差大于8℃的系統(tǒng)。適用于低溫送風(fēng)，但它不可防止產(chǎn)生空氣循環(huán)量少。影響室內(nèi)空調(diào)的舒適性，且易在送風(fēng)口產(chǎn)生結(jié)霧和滴水，嚴(yán)重破壞室內(nèi)環(huán)境。由于本空調(diào)系統(tǒng)采用的是7℃/12℃的冷凍水供、回水溫差的常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，所以采用并聯(lián)流程。3.3設(shè)備確實(shí)定制冷機(jī)組確實(shí)定由《蓄冷空調(diào)實(shí)用技術(shù)》一書中可知其主機(jī)容量可用下式來(lái)確定：R2=3-1R1=η*R2式中：RH——在設(shè)計(jì)日中建筑物所需的總冷負(fù)荷〔KW〕；Q——蓄冷槽熱損失〔KW〕，其值約為0.04-0.08倍的RH；D——白天使用空調(diào)的時(shí)間(h)；N——晚間制冰時(shí)間(h)；R2——制冷機(jī)組在空調(diào)工況下制冷量〔KW〕；R1——制冷機(jī)組在制冰工況下制冷量〔KW〕；η——壓縮機(jī)容量變化率，一般為0.65-0.70。本設(shè)計(jì)中根據(jù)用電谷峰所在時(shí)間段及負(fù)荷分布情況確定，白天空調(diào)的使用時(shí)間D=10h，夜晚制冰的時(shí)間N=10h?？偟闹评淞俊芉=8184.5KW=RH。那么其主機(jī)制冷工況的容量為：R2===519.96KW蓄冷設(shè)備容量確定由《蓄冷空調(diào)實(shí)用技術(shù)》一書中可知局部蓄冷策略主機(jī)優(yōu)先模式下其蓄冷設(shè)備容量可按下式確定：Qi=N*R1=N*R2*η3-2式中：Qi——蓄冷設(shè)備蓄冷量〔KWh〕；N——夜間蓄冰時(shí)間〔h〕；R1——制冷機(jī)組在夜間制冷工況下制冷量〔KW〕；R2——制冷機(jī)組在白天空調(diào)工況下制冷量〔KW〕；η——壓縮機(jī)容量變化率，一般為0.65-0.70。在設(shè)計(jì)頂峰負(fù)荷時(shí)，從蓄冷設(shè)備融冰供冷量為：Qimax=Qmax-R23-3式中：Qimax——設(shè)計(jì)頂峰時(shí)最大融冰供冷量〔KW〕；Qmax——建筑物頂峰設(shè)計(jì)負(fù)荷〔KW〕；R2——制冷機(jī)組在空調(diào)工況下制冷量〔KW〕；其蓄冷設(shè)備容量為：Qi=N*R1=N*R2*η=10*519.96*0.7=3639.7(KWh)機(jī)組運(yùn)行情況確實(shí)定由建筑物的冷負(fù)荷在各個(gè)逐時(shí)的數(shù)值和長(zhǎng)沙市的電力分布情況制冷機(jī)組的容量以及蓄冷設(shè)備的容量可編制出機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷表〔表3.3〕如下：表3.3機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷表時(shí)間冷負(fù)荷〔KW)機(jī)組供冷〔KW)融冰供冷〔KW)蓄冷負(fù)荷(KW)0—10003641—20003642—30003643—40003644—50003645—60003646—70003647—80003648—909—10010—11011—128012—130續(xù)表3.313—14014—15015—16016—17017—18519.96018—19000019—20000020—21000021—22000022—2300036423—24000364總計(jì)〔KW)3640由機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷表〔表3.3〕可得出空調(diào)負(fù)荷的分配圖如下所以：圖3-2空調(diào)負(fù)荷的分配圖3.5蓄冷介質(zhì)與蓄冷系統(tǒng)形式選擇蓄冷介質(zhì)的選取℃左右，無(wú)毒、平安、低造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，所以是理想的蓄冷介質(zhì)?！ぁ妗尺h(yuǎn)小于冰的融解熱，故水蓄冷的蓄冷密度低，需要龐大的蓄水池，且冷損耗大，保溫及防水處理麻煩。冰蓄冷的蓄冷密度大〔利用冰的相變潛熱進(jìn)行冷量的儲(chǔ)存，0℃時(shí)冰的蓄冷密度達(dá)334kJ/kg〕，蓄冷溫度幾乎恒定，體積只有水蓄冷的幾十分之一，便于儲(chǔ)存，對(duì)蓄冷槽的要求較低，占有的空間小，易于制造。但冰蓄冷具有蒸發(fā)溫度低、COP〔壓縮機(jī)性能系數(shù)〕值小、系統(tǒng)復(fù)雜、初投資高的缺點(diǎn)。經(jīng)綜合比擬后，本設(shè)計(jì)采用冰蓄冷系統(tǒng)制冷。蓄冷形式的選取冰蓄冷系統(tǒng)按其蓄冰元件或制冰方式，通?？煞譃橥耆珒鼋Y(jié)式、冷媒盤管式、封裝件式、片冰滑落式和冰晶式這幾種系統(tǒng)類型。相對(duì)于其他形式的系統(tǒng)而言，封裝件系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、布置方便、圍護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，蓄冰元件通常有冰球、芯心冰球、冰板等商品可供選擇，介質(zhì)系統(tǒng)通常采用閉式循環(huán)，除需使用雙工況制冷機(jī)外，對(duì)制冷和蓄冷設(shè)備并無(wú)特殊要求，因而國(guó)內(nèi)外在中、小型蓄冷工程中得到十分廣泛的應(yīng)用。經(jīng)綜合比擬，本工程擬采用以芯心冰球作為蓄冷元件的封裝件式冰蓄冷系統(tǒng)。3.6設(shè)備的選擇：冷源設(shè)備的選擇主機(jī)制冷工況的容量為:R2蓄冷工況的容量為：R1=η*R2=0.7*519.96=364〔KW〕由以上數(shù)據(jù)，選定兩臺(tái)浙江吉佳公司生產(chǎn)的JCSLD—100型號(hào)的機(jī)組其技術(shù)參數(shù)如下：空調(diào)工況的制冷量為354KW,蓄冷工況的制冷量為240KW,壓縮機(jī)數(shù)量2臺(tái)，壓縮機(jī)的空調(diào)工況額定功率74KW，蓄冷工況額定功率為56KW，其中蒸發(fā)器中水流量為61m3/h，冷凝器中水的流量為76m3/h。蓄冰設(shè)備的選擇冰蓄冷系統(tǒng)主要有芯心冰球系統(tǒng)、完全凍結(jié)式系統(tǒng)和冰盤管系統(tǒng)等，現(xiàn)比擬如表3.4。表3.4冰蓄冷形式比擬芯心冰球完全凍結(jié)式冰盤管式系統(tǒng)簡(jiǎn)單，蓄冰單元少，聯(lián)合管道閥門少，故障低系統(tǒng)復(fù)雜，蓄冰單元多，聯(lián)合管道閥門多系統(tǒng)復(fù)雜，蓄冰單元多，聯(lián)合管道閥門多個(gè)別冰球破損不影響系統(tǒng)運(yùn)行管道破損無(wú)法結(jié)冰管道破損無(wú)法結(jié)冰，制冷劑泄露污染環(huán)境球內(nèi)設(shè)有配重克服上浮引起短路的缺點(diǎn)，冰槽能靈活布置，節(jié)省空間無(wú)短路現(xiàn)象，但占用有效建筑空間大占用有效建筑空間大不凍液用量較完全凍結(jié)式大不凍液用量少制冷劑用量大，價(jià)格高維護(hù)簡(jiǎn)單維護(hù)簡(jiǎn)單維護(hù)復(fù)雜蓄冷槽體積的計(jì)算：V=3-4式中：V——蓄冷槽體積m3；Qi——蓄冷設(shè)備容量〔kWh〕；b——容積膨脹系數(shù)，對(duì)于水蓄冷b≈1.0，對(duì)于冰蓄冷b≈1.05-1.15；q——單位蓄冷槽體積蓄冷能力〔KW/M3〕由以上的比擬，從平安、使用方便和節(jié)省建筑物空間的角度出發(fā)，采用芯心冰球系統(tǒng)。選用源牌單金屬芯心冰球BQ130D—00，單位熱容1/q=V≤3/RT.h。Qi=3549.88KWh=1009.06RT.h，n=35*Qii××3。由以上數(shù)據(jù)選用杭州三泰公司生產(chǎn)的ST—40B臥式蓄冷槽3個(gè)，其數(shù)據(jù)如表3.5。蓄冰槽局部參數(shù)表標(biāo)準(zhǔn)容積〔m3〕儲(chǔ)冰罐外徑D〔mm〕進(jìn)出口法蘭FL〔mm〕載冷劑體積〔m3〕2530002509.9其他設(shè)備的選擇計(jì)算〔1〕冷凍泵：L=61m3/h2臺(tái)〔2〕初級(jí)溶液泵：L=m3/h2臺(tái)3-5〔3〕次級(jí)溶液泵：L=m3/h2臺(tái)3-6〔4〕冷卻塔：L=76m3/h2臺(tái)〔5〕冷卻泵：L=76m3/h2臺(tái)〔6〕板式換熱器：Δt=2℃，換熱面積F=㎡3-7〔7)乙二醇的量：V乙二醇=0.1*V槽管3-8=0.1*66.4+0.25*[406.1/〔3600*15〕*2*40]3.7方案的比擬及經(jīng)濟(jì)分析與結(jié)論現(xiàn)設(shè)計(jì)三種方案，進(jìn)行比擬，以表達(dá)冰蓄冷空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性：方案一：螺桿水冷式冷水機(jī)組方案二：螺桿水冷式雙工況冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備方案三：螺桿風(fēng)冷式雙工況冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備方案一：螺桿水冷式冷水機(jī)組〔1〕設(shè)備選擇：機(jī)組選擇：由Qmax=875.8KW，選用2臺(tái)重慶嘉陵制冷LSBLG494型號(hào)的螺桿冷水機(jī)組，Qo=494KW=424040kcal/h，壓縮機(jī)功率120KW，制冷劑R22，充入量130kg，冷卻水量106m3/h，冷凍水量85m3/h。冷水泵：L=85m3/h2臺(tái)冷卻水泵：L=106m3/h2臺(tái)冷卻塔：L=106m3/h2臺(tái)〔2〕設(shè)備初投資計(jì)算：eq\o\ac(○,1)螺桿冷水機(jī)組2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)0.8元/kal/h，Q=424040kal/h/臺(tái)eq\o\ac(○,2)冷凍水泵2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)0.8萬(wàn)元/100m3/h，L=85m3/h/臺(tái)eq\o\ac(○,3)冷卻水2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：0.8萬(wàn)元/100m3/h，L=106m3/h/臺(tái)eq\o\ac(○,4)冷卻塔2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：80元/KW，Q=494KWeq\o\ac(○,5)自控投資：?jiǎn)蝺r(jià)：90元/KWeq\o\ac(○,6)電力投資：?jiǎn)蝺r(jià)：280元/KW〔總功率按照3.5臺(tái)壓縮機(jī)的功率計(jì)〕eq\o\ac(○,7)設(shè)備運(yùn)雜、安裝、調(diào)試費(fèi)用：eq\o\ac(○,8)用電增容費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：1000元/KWC8=1000*3.5*120=42萬(wàn)元用電集資費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：1600元/KW〔3〕運(yùn)行費(fèi)用〔局部負(fù)荷運(yùn)行系數(shù)為0.8〕：eq\o\ac(○,1)按折算峰值電價(jià)1.04元/KWh，1年運(yùn)行22400h，那么：eq\o\ac(○,2)電價(jià)1.12元/KWh，那么：方案二：螺桿水冷式雙工況冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備〔1〕設(shè)備初投資：eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)冷凍水泵2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：0.8萬(wàn)元/100m3/h，L=61m3/heq\o\ac(○,3)冷卻水泵2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：0.8萬(wàn)元/100m3/h，L=76m3/heq\o\ac(○,4)初級(jí)溶液泵2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：1.125萬(wàn)元/100m3/h，L=133m3/h，C5=2*1.125*1.33=3萬(wàn)元eq\o\ac(○,5)次級(jí)溶液泵2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：1.125萬(wàn)元/100m3/h，L=165m3/h，eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,7)冷卻塔2臺(tái)：?jiǎn)蝺r(jià)：80元/KW，Q=354KWeq\o\ac(○,8)eq\o\ac(○,9)自控投資：?jiǎn)蝺r(jià)：90元/KW，eq\o\ac(○,10)電力投資：?jiǎn)蝺r(jià)：280元/KW，總功率按7臺(tái)蓄冷工況時(shí)的壓縮機(jī)功率計(jì)，即N=7*56=392KWeq\o\ac(○,11)設(shè)備運(yùn)雜、安裝、調(diào)試費(fèi)用：C12=0.12*(C1+C2+C3+C4+C5+C6+C7+C8+C9+C10+C11〕eq\o\ac(○,12)電力增容費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：1000元/KWeq\o\ac(○,13)電集資費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：1600元/KW〔2〕運(yùn)行費(fèi)用〔局部負(fù)荷運(yùn)行系數(shù)為0.8〕：eq\o\ac(○,1)按5臺(tái)蓄冰工況下的壓縮機(jī)功率計(jì)，N蓄冰=5*56=280KW，SR1=0.8*0.28*9*30*3*280=5.08萬(wàn)元；按5臺(tái)空調(diào)工況下的壓縮機(jī)功率計(jì)，N制冰。SR=SR1+SR2=5.08+68.96=74.04萬(wàn)元eq\o\ac(○,2)按峰谷比3：1計(jì)：折算峰值電價(jià)0.96元/KWh，谷時(shí)電價(jià)0.35元/KWh，萬(wàn)元，方案三：風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組+蓄冰設(shè)備〔1〕、機(jī)組及設(shè)備選擇：選擇2臺(tái)風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組，其它冷凍水泵、溶液泵、蓄冰裝置、板式換熱器、乙二醇溶液、自控設(shè)備同方案二?！?〕、初投資計(jì)算：eq\o\ac(○,1)風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組2臺(tái)：價(jià)格按水冷式的1.5倍計(jì)，即：eq\o\ac(○,2)其它設(shè)備投資額同方案2，即：eq\o\ac(○,3)電力投資費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：280元/KW，功率按水冷式機(jī)組的1.5倍計(jì)，eq\o\ac(○,4)設(shè)備運(yùn)雜、安裝、調(diào)試費(fèi)用：eq\o\ac(○,5)電力增容費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：1000元/KWheq\o\ac(○,6)電集資費(fèi)用：?jiǎn)蝺r(jià)：1600元/KWh〔3〕、運(yùn)行費(fèi)用〔局部負(fù)荷運(yùn)行系數(shù)為0.8〕：eq\o\ac(○,1)N蓄冰=1.5*280=420KW，SR1=0.8*0.28*9*30*3*420=7.63萬(wàn)元；N制冰+融冰=1.5*370=555KW，SR2=0.8*1.04*2240*555=103.44萬(wàn)元，SR=SR1+SR2=111.07萬(wàn)元。eq\o\ac(○,2)按峰谷比3：1計(jì)：折算峰值電價(jià)0.96元/KWh，谷時(shí)電價(jià)0.35元/KWh，SR1=0.8*0.35*9*30*3*420=9.53萬(wàn)元，SR2=0.8*0.96*2240*555=95.48萬(wàn)元，SR=SR1+SR2=105萬(wàn)元。方案比擬〔采用價(jià)值分析法〕價(jià)值工程，是運(yùn)用集體智慧和有組織的活動(dòng)，著重對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能分析，使之以最低的本錢，可靠地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品必要的功能，從而提高產(chǎn)品價(jià)值的一套科學(xué)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方案。這里的價(jià)值〔V〕是功能〔F〕和實(shí)現(xiàn)這一功能所消耗的本錢〔C〕的比值，即3-9計(jì)算不同方案的價(jià)值功能指數(shù)〔Vi〕取其最大值為最正確方案。功能重要度系數(shù)〔fi〕計(jì)算〔4分制〕3-10功能是對(duì)象能夠滿足某種要求的一種屬性。就冷源方案進(jìn)行功能分析，其功能可大致歸納為①使用平安可靠②機(jī)房面積?、凼褂脡勖L(zhǎng)④便于維護(hù)管理⑤環(huán)保效果好⑥社會(huì)效益好。顯然這6種功能，其重要性不可相提并論，于是就要采用功能重要度系數(shù)fi，既各功能對(duì)總功能指數(shù)影響的權(quán)重。這里對(duì)fi值采用4分制一對(duì)一比擬打分法。各功能累計(jì)得分為si，功能重要度系數(shù)，計(jì)算結(jié)果見表3.6。表3.6功能重要度系數(shù)〔fi〕計(jì)算表〔4分制〕功能一對(duì)一打分累計(jì)得分si功能重要度系數(shù)fi使用平安可靠機(jī)房面積省使用壽命長(zhǎng)便于維護(hù)管理環(huán)保效果好社會(huì)效益好使用平安可靠——3333315機(jī)房面積省1——333313使用壽命長(zhǎng)11——33311便于維護(hù)管理111——339環(huán)保效果好1111——１5社會(huì)效益好11113——7總計(jì)60〔2〕功能得分〔ti〕與功能評(píng)價(jià)系數(shù)〔Fi〕的計(jì)算〔10分制〕各功能評(píng)分〔ti〕采用10分制。某方案該項(xiàng)功能最正確得分10分，其余兩方案比照該方案打分。某方案累計(jì)功能得分Ti=fi×ti，功能評(píng)價(jià)系數(shù)3-11計(jì)算結(jié)果見表3.7。表3.7功能得分與功能評(píng)價(jià)系數(shù)〔Fi〕的計(jì)算表〔10分制〕評(píng)價(jià)對(duì)象各功能及其重要度系數(shù)功能累計(jì)得分Ti功能評(píng)價(jià)系數(shù)Fi使用平安機(jī)房面積使用壽命便于維護(hù)環(huán)保效果社會(huì)效益方案1510101030方案21071081010方案3988898總計(jì)1〔3〕本錢分析及本錢指數(shù)Ci由上表中的3種方案的初投資和運(yùn)行費(fèi)，得各方案的本錢Bi=初投資費(fèi)+年運(yùn)行費(fèi)。各方案的本錢Bi及本錢指數(shù)Ci計(jì)算結(jié)果見表3.8。本錢指數(shù)〔括號(hào)中的數(shù)據(jù)為峰谷比為4：1時(shí)的費(fèi)用〕。本錢Bi及本錢指數(shù)Ci計(jì)算初投資/萬(wàn)元運(yùn)行費(fèi)/萬(wàn)元合計(jì)〔Bi〕/萬(wàn)元本錢指數(shù)Ci方案127.96〔30.11〕213.6〔215.75〕0.225〔0.228〕方案241.26〔40.3〕314.34〔313.38〕0.332〔0.331〕方案361.89〔60.54〕419.29〔417.95〕〕〔4〕價(jià)值指數(shù)Vi計(jì)算及方案評(píng)價(jià)各方案價(jià)值指數(shù)計(jì)算結(jié)果見表3.9。價(jià)值指數(shù)。表3.9價(jià)值指數(shù)計(jì)算計(jì)算工程功能評(píng)價(jià)系數(shù)Fi本錢指數(shù)Ci價(jià)值指數(shù)Vi方案10.225〔0.228〕1.04〔1.34〕方案20.332〔0.331〕1.09〔0.917〕方案3〕0.752〔0.755〕由上表可知：V2＞V1＞V3，方案2最好。由于再這里還沒有算進(jìn)政府的鼓勵(lì)措施，同時(shí)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)具有一定的社會(huì)效益和環(huán)保效益，如果計(jì)入，方案2的價(jià)值指數(shù)將回更大，所以應(yīng)采用方案2。3冰蓄冷系統(tǒng)的回收年限〔1〕冰蓄冷系統(tǒng)的回收年限計(jì)算方法冰蓄冷空調(diào)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)范圍包括整個(gè)蓄冰空調(diào)系統(tǒng)與整個(gè)常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的比擬，本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)單靜態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法，相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)為投資回收期：3-12式中：SC——蓄冷系統(tǒng)的投資；SR——蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用；NC——非蓄冷系統(tǒng)的投資；NR——非蓄冷系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用?！?〕用方案1與采用方案2進(jìn)行比擬的回收年限為：eq\o\ac(○,1)采用電價(jià)比3:1的回收年限：NC=220.62萬(wàn)元，NR=78.28萬(wàn)元，SC=273.08萬(wàn)元，SR=70.1萬(wàn)元，帶入上式得靜態(tài)回收年限n=6.4年；eq\o\ac(○,2)采用電價(jià)比4:1回收年限：NC=220.62萬(wàn)元，NR=84.3萬(wàn)元，SC=273.08萬(wàn)元，SR=74.04萬(wàn)元，帶入上式得靜態(tài)回收年限n=5.2年。結(jié)論和建議采用冰蓄冷技術(shù)雖然其初投資多，但在電價(jià)比為3：1時(shí)，采用折算電價(jià)計(jì)費(fèi)時(shí)其回收年限有6.4年，在電價(jià)比為4：1時(shí)，采用折算電價(jià)計(jì)費(fèi)時(shí)其回收年限有5.2年，這還沒有算進(jìn)政府的鼓勵(lì)措施，所以回收年限有望進(jìn)一步縮短。所以采用冰蓄冷空調(diào)技術(shù)對(duì)用戶和電力公司來(lái)說(shuō)是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的。為了推廣冰蓄冷，電力部門應(yīng)加大優(yōu)惠政策；同時(shí)可以考慮冰蓄冷空調(diào)技術(shù)與低溫送風(fēng)技術(shù)相結(jié)合，將提高冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。4冷負(fù)荷的計(jì)算4.1房間冷負(fù)荷的構(gòu)成空調(diào)房間的得熱量由以下各項(xiàng)得熱量組成：通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量；透過外窗進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射；人體散熱量；照明散熱量；設(shè)備、器具、管道及其它室內(nèi)熱源的散熱量；食品或者物料的散熱量；滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量；伴隨各種散濕過程產(chǎn)生的潛熱；確定房間的計(jì)算冷負(fù)荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)上述各項(xiàng)得熱量的種類和性質(zhì)，以及房間的蓄熱特性，分別逐時(shí)疊加，找出綜合最大值。4.2房間濕負(fù)荷的構(gòu)成房間的濕量由以下各項(xiàng)構(gòu)成：人體散濕量；滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量；化學(xué)反響過程的散濕量；各種潮濕的外表、液面或液流的散濕量；食品或者其它物料的散濕量；設(shè)備的散濕量確定房間的計(jì)算濕負(fù)荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)上述濕源的種類，選用不同的群集系數(shù)、負(fù)荷系數(shù)和同時(shí)使用系數(shù)，分別逐時(shí)計(jì)算，然后逐時(shí)疊加，找出綜合最大值。濕負(fù)荷計(jì)算人體的濕負(fù)荷可按下式計(jì)算Wng4-5式中：W——散濕量，kg/h；g————16，g/h?？照{(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)同時(shí)使用情況、空調(diào)系統(tǒng)的類型及調(diào)節(jié)方式，按各房間逐時(shí)冷負(fù)荷的綜合最大值或各房間的計(jì)算冷負(fù)荷的累加值確定，并應(yīng)計(jì)入新風(fēng)冷負(fù)荷以及通風(fēng)機(jī)、風(fēng)泵、冷水管和水箱溫升引起的附加冷負(fù)荷。冷負(fù)荷計(jì)算通過墻體、屋頂?shù)膫鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷Q的計(jì)算公式：4-1式中：——通過墻體，屋面?zhèn)餍纬傻睦湄?fù)荷；K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/〔㎡·℃〕；屋面K=w/㎡℃；內(nèi)墻K=w/㎡℃；外墻〔δ=200mm〕K=w/㎡℃；樓板K=w/㎡℃；F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算面積，㎡；△tτ-ε——作用時(shí)刻下圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷計(jì)算溫差，℃。通過窗戶的瞬變傳熱的冷負(fù)荷4-2式中：窗戶K=w/㎡℃；F——玻璃的計(jì)算面積，㎡；△tτ——玻璃溫差傳熱的負(fù)荷溫差，℃。通過窗戶的日射得熱的冷負(fù)荷4-3式中：xg——窗戶的構(gòu)造修正系數(shù)，單層鋼窗0.9；xd——地點(diǎn)修正系數(shù)，見《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P725中—13中的表注局部；Cs——窗玻璃的遮擋系數(shù)，1；Cn——窗戶內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施的遮陽(yáng)系數(shù)，0.6；Jj,τ——負(fù)荷強(qiáng)度，W/㎡。通過設(shè)備、照明、人體形成的逐時(shí)冷負(fù)荷4-4式中：Q——設(shè)備、照明、人體的得熱量，W；Xτ-T——分別代表τ-T時(shí)刻的設(shè)備的負(fù)荷強(qiáng)度系數(shù)、照明的負(fù)荷強(qiáng)度系數(shù)、人體的負(fù)荷強(qiáng)度系數(shù)；新風(fēng)冷負(fù)荷新風(fēng)形成的冷負(fù)荷為QLW=ρLW〔iW-in〕4-5式中：QLW——新風(fēng)冷負(fù)荷Wρ——室外空氣的密度kg/m3LW——新風(fēng)量m3iW——室外空氣的焓值kJ/kgin——室內(nèi)空氣的焓值kJ/kg此建筑的空調(diào)冷負(fù)荷的計(jì)算過程和濕負(fù)荷列于附錄中附表1到附表8中。此建筑為辦公建筑所以空調(diào)系統(tǒng)采用空氣——水系統(tǒng)即風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)，其中新風(fēng)機(jī)組把新風(fēng)處理到室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)不承當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷，風(fēng)機(jī)盤管承當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷。風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組均采用頂裝式，其中每一樓層選用一臺(tái)新風(fēng)機(jī)組，然后通過風(fēng)管將新風(fēng)引入各個(gè)房間當(dāng)中?？照{(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析在這里僅以此建筑的第六層為例對(duì)第六層的房間進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型。此建筑的第六層各個(gè)房間的冷負(fù)荷可由附錄中附表1到8得出，在此將其結(jié)果例于表4.1中。六層各個(gè)房間的逐時(shí)冷負(fù)荷〔不包括新風(fēng)負(fù)荷〕計(jì)算時(shí)刻培訓(xùn)室休息廊培訓(xùn)室二電教室一電教室二培訓(xùn)中心8:001514472519:001042210:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00最大值Qτ/W此建筑的新風(fēng)量按20m3/人計(jì)算，六層各個(gè)房間的新風(fēng)負(fù)荷可參見附錄中附表7在此僅將結(jié)果列于表4.2中。六層各個(gè)房間的新風(fēng)負(fù)荷表房間n(人)QLW培訓(xùn)室一29休息廊186240培訓(xùn)室二29電教室一29電教室二43培訓(xùn)中心58新風(fēng)總的冷負(fù)荷空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷是計(jì)算冷負(fù)荷的1.1倍所以第六層各個(gè)房間的空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷為計(jì)算的各個(gè)房間冷負(fù)荷的1.1倍，將其六層各個(gè)房間的空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷列于表4.3中。六層各個(gè)房間的空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷匯總表房間總負(fù)荷Q/W新風(fēng)量Gm3/h新風(fēng)負(fù)荷QLWW培訓(xùn)室一18749.291580休息廊3606864培訓(xùn)室二580電教室一580電教室二860培訓(xùn)中心1160總計(jì)風(fēng)機(jī)盤管的選擇〔1〕空氣處理方案及有關(guān)參數(shù)的查取：培訓(xùn)中心的冷負(fù)荷Qcl=19504.5W,濕負(fù)荷W=6104g/h=1.69g/s.那么熱濕比ε＝19504.5/1.69=11541。室內(nèi)空氣狀態(tài)點(diǎn)N為tn=26℃ψ=60%?！妗?，ψ=75%。把室內(nèi)和室外空氣狀態(tài)點(diǎn)在焓濕圖中表示出來(lái)如圖4.1所示：圖4.1空氣處理過程圖由焓——濕圖可查得：由tn=26℃ψ℃℃℃得hw=88.454kJ/kg由h——d圖得tnl`=18℃，tn-tnl`=26-18=8℃＜10℃，所以可以取送風(fēng)溫差△t為8℃在h-d圖中可以得出ho=47.54kJ/kg〔2〕房間所需要的冷量Q〔包括新風(fēng)量〕：〔3〕房間的新風(fēng)負(fù)荷為：QW〔4〕風(fēng)機(jī)盤管所需要的冷量為：QF=Q-QW=38.52-20.11=18.41KW4-6〔5〕風(fēng)機(jī)盤管所需要的風(fēng)量：LF=QF/[1.2*〔hn-ho〕]4-7=18.41/[1.2*〔58.4-47.54〕]3/s=5087m3/h〔6〕選擇風(fēng)機(jī)盤管：所需要的風(fēng)機(jī)盤管的要求當(dāng)進(jìn)水溫度7℃，進(jìn)風(fēng)參數(shù)為DB/WB=26/17〔℃〕時(shí)LF=5087m3/h，QF根據(jù)所需風(fēng)量及中等風(fēng)速的原那么，由《簡(jiǎn)明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3—20可知樣本提供的進(jìn)風(fēng)參數(shù)為DB/WB=27/19.5〔℃〕，與實(shí)際不符，既實(shí)際工況比樣本給出的工況條件優(yōu)越，因此為滿足要求，可選用風(fēng)量與冷風(fēng)量稍小于實(shí)際風(fēng)量、冷量的風(fēng)機(jī)盤管。初選型號(hào)為 FP—25WA的標(biāo)準(zhǔn)型的風(fēng)機(jī)盤管二臺(tái)，其額定風(fēng)量為2600*2=5200m3/h，取最小水流量為L(zhǎng)=1673kg/h進(jìn)水溫度為7℃，查得風(fēng)機(jī)盤管的冷量為10120*0.92*2=18.62KW，滿足要求，故可選用FP—25型風(fēng)機(jī)盤管二臺(tái)。其水壓降為23.6kpa?！?〕其它房間風(fēng)機(jī)盤管的選型用同樣的方法，可確定其它房間的風(fēng)機(jī)盤管的型號(hào)，結(jié)果列于表4.4中。表4.4六層各個(gè)房間風(fēng)機(jī)盤管的選型表房間風(fēng)機(jī)盤管型號(hào)風(fēng)量(中)m3/h全冷量(W)水量(kg/h)水壓降(kpa)數(shù)量(臺(tái))電功率(w)培訓(xùn)室一FP-252100931016731204休息廊FP-14147046216504130培訓(xùn)室二FP-202120728910501178電教室一FP-14147046216502130電教室二FP-14147046216504130培訓(xùn)中心FP-14147046216504130其它樓層的房間的風(fēng)機(jī)盤管的選取情況可參見附錄中的附表9新風(fēng)機(jī)組的選擇新風(fēng)機(jī)組的選型計(jì)算過程和風(fēng)機(jī)盤管的大致相同這里就不在贅述。六層新風(fēng)機(jī)組的選用其參數(shù)見表4.5。表4.5新風(fēng)機(jī)組的選用參數(shù)表新風(fēng)機(jī)組的選型樓層六層所需新風(fēng)量m3/h4120所需新風(fēng)負(fù)荷(kw)型號(hào)FPG6-50D額定風(fēng)量m3/h5000冷量(kw)盤管數(shù)量6電功率(kw)0.45*2水流量(L/S)水壓降(kPa)余壓(Pa)170此建筑其它樓層的新風(fēng)機(jī)組的選用和風(fēng)機(jī)盤管的選用參見附錄中的附表10。5冷源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析5.1確定典型設(shè)計(jì)日的空調(diào)冷負(fù)荷空調(diào)設(shè)計(jì)冷量是計(jì)算的1.1倍。所以各個(gè)時(shí)刻的空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷均按計(jì)算的冷負(fù)荷的1.1倍計(jì)，令各層的概算冷負(fù)荷均乘以系數(shù)C=1.1。所以各功能房間的空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷如下表〔表5.1〕： 表5.1空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷分布表時(shí)間8-99-1010-1111-1212-1313-1414—1515—1616—1717—189004KWh上表中逐時(shí)負(fù)荷參差不齊，最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在16—17點(diǎn)，由此繪制出夏季設(shè)計(jì)日的空調(diào)冷負(fù)荷分布圖〔如圖5-1〕：圖5-1設(shè)計(jì)日冷負(fù)荷負(fù)荷分布圖5.2選擇蓄冷裝置的形式和模式及運(yùn)行策略蓄冷裝置的形式的選取蓄冷系統(tǒng)就是在不需要冷量或冷量少的時(shí)間〔如夜間〕，利用制冷設(shè)備在蓄冷介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)移，進(jìn)行蓄冷，并將此冷量用在空調(diào)或工藝用冷頂峰期。在蓄冷空調(diào)的工程中應(yīng)用較多的蓄冷形式是水蓄冷、內(nèi)融冰〔完全凍結(jié)式〕和封裝冰〔冰球式〕系統(tǒng)。℃左右，無(wú)毒、平安、低造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，所以是理想的蓄冷介質(zhì)。水蓄冷具有投資省、技術(shù)要求低、維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但水的比熱遠(yuǎn)小于冰的融解熱，故水蓄冷的蓄冷密度低，需要龐大的蓄水池，且冷損耗大，保溫及防水處理麻煩。冰蓄冷的蓄冷密度大，蓄冷溫度幾乎恒定，體積只有水蓄冷的幾十分之一，占有的空間小，易于制造。但冰蓄冷具有蒸發(fā)溫度低、COP植小、系統(tǒng)復(fù)雜、初投資高的缺點(diǎn)。經(jīng)綜合比擬，本設(shè)計(jì)采用冰蓄冷系統(tǒng)。冰蓄冷系統(tǒng)按其蓄冰元件或制冰方式，通?？煞譃橥耆珒鼋Y(jié)式、冷媒盤管式、封裝件式、片冰滑落式和冰晶式這幾種系統(tǒng)類型。相對(duì)于其他形式的系統(tǒng)而言，封裝冰蓄冷系統(tǒng)具有與內(nèi)融冰系統(tǒng)相近的性能，尤其是采用閉式系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、運(yùn)行、維修方便壓力式蓄冷槽可根據(jù)不同建筑場(chǎng)地設(shè)計(jì)為立式或臥式各種規(guī)格容量，也可設(shè)置在室內(nèi)外，地面上下或屋面上以節(jié)省占地面積，封裝冰是廣為應(yīng)用的一種蓄冷系統(tǒng)，其主要缺點(diǎn)是載冷劑乙二醇使用量較大，蓄冷溫度低，另外封裝件系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、布置方便、圍護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，蓄冰元件通常有冰球、芯心冰球、冰板等商品可供選擇，介質(zhì)系統(tǒng)通常采用閉式循環(huán)，除需使用雙工況制冷機(jī)外，對(duì)制冷和蓄冷設(shè)備并無(wú)特殊要求，因而國(guó)內(nèi)外在中、小型蓄冷工程中得到十分廣泛的應(yīng)用。由于芯心冰球內(nèi)部設(shè)有金屬配重，結(jié)冰后體積膨脹不會(huì)上浮，蓄冷槽頂部可不設(shè)格柵，而在蓄冷槽的兩端設(shè)置有格柵，使載冷劑液體均勻流動(dòng)，有利于傳熱。經(jīng)綜合比擬，本工程采用以芯心冰球作為蓄冷元件的封裝件式冰蓄冷系統(tǒng)。選擇冷源蓄冷模式和運(yùn)行策略蓄冷模式分為全部蓄冷模式和局部蓄冷模式。全部蓄冷模式其蓄冷時(shí)間與空調(diào)時(shí)間完全錯(cuò)開,在夜間非用電頂峰期,啟動(dòng)制冷機(jī)進(jìn)行蓄冷,當(dāng)冷量到達(dá)空調(diào)所需的全部冷量時(shí),制冷機(jī)停機(jī);在白天空調(diào)時(shí),蓄冷系統(tǒng)將冷量供給空調(diào)系統(tǒng).空調(diào)期間制冷機(jī)不運(yùn)行.全負(fù)荷蓄冷時(shí).蓄冷設(shè)備要承當(dāng)空調(diào)所需要的全部冷量.故蓄冷設(shè)備的容量較大初次投資費(fèi)用高.該運(yùn)行策略適用于白天供冷時(shí)間較短的場(chǎng)所或峰谷電差價(jià)很大的地區(qū)。局部蓄冷模式是在夜間非用電頂峰時(shí)制冷設(shè)備運(yùn)行.儲(chǔ)存局部冷量.白天空調(diào)期間一局部空調(diào)負(fù)荷由蓄冷設(shè)備承當(dāng).在設(shè)計(jì)計(jì)算日(空調(diào)負(fù)荷頂峰期)制冷機(jī)晝夜運(yùn)行.局部蓄冷制冷機(jī)利用率高.蓄冷設(shè)備容量小,制冷機(jī)比常規(guī)的空調(diào)制冷機(jī)容量小30%—40%，是一種更經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行模式。根據(jù)本建筑的日負(fù)荷曲線應(yīng)采用局部負(fù)荷蓄冷，它不僅使蓄冷裝置容量減少，其裝機(jī)容量也大幅度減低，尤其適合于全天空調(diào)時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷變化大的場(chǎng)合，是一種經(jīng)濟(jì)有效的蓄冷設(shè)計(jì)模式。局部蓄冷策略有制冷機(jī)優(yōu)先供冷和蓄冰優(yōu)先供冷控制策略。制冷機(jī)優(yōu)先控制策略實(shí)施簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，能耗低，制冷機(jī)組一直處于滿負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)組利用率高，機(jī)組和蓄冰槽的容量最小，投資最節(jié)省。蓄冰裝置優(yōu)先控制策略能盡量發(fā)揮蓄冰裝置的釋冷供冷能力，有利于節(jié)省電費(fèi)，但能耗較高