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冰蓄冷中央空調(diào)技術的應用

仝小鵬

陜兩省設備安裝工程公司

    冰蓄冷中央空調(diào)技術是對能源利用方式的一種轉移和改變。隨著能源危機和峰、谷電價差異的出現(xiàn)，能夠移峰填谷的冰蓄冷中央空調(diào)技術應運而生。本文結合某機場制冷站工程對冰蓄冷系統(tǒng)的工藝、施工問題、技術及經(jīng)濟等方面進行分析與探討。

1.工程概況

    某機場制冷站是機場擴建工程的酣套項目，中央空調(diào)系統(tǒng)采用的是冰蓄冷系統(tǒng)，負責新建航站樓近8萬m2的夏季空調(diào)工況。最太冷負荷為4800R1t：。系統(tǒng)配置4臺640Rt的雙工況制冷機組(既可制冷也可制冰)和l臺580 Rt的單工況制冷機組(只可以制冷)。儲冰量為13400 Rth的36套BAC冰盤管及四臺板式換熱器及其配套設施。每天22：00--8：00制冰，9：00一l7：o0融冰補充冷量，從而滿足新建航站樓的空調(diào)要求。   

2.工藝介紹

    與常規(guī)空調(diào)比較，冰蓄冷系統(tǒng)增加了一套介質(zhì)為乙二醇的管路系統(tǒng)。制冷工況時，乙二醇管路接通雙工況機組和冰盤管之間，形成一閉式回路，將機組釋放的能量通過冰盤管的換能過程．將浸泡冰盤管冰槽中的水變成O℃的冰水混合物，將冷量儲存起來。釋冷工況時，乙二醇管路則接通了冰盤管與板式交換器，形成一閉式回路，將冰槽中儲存的冷量通過冰盤管及板式交換器，兩個換能過程，從而將空調(diào)水的溫度降下來，得到要求的空調(diào)效果。制冰融冰的過程轉換是通過電動閥門按程序自動控制的。由于整個制冷系統(tǒng)采用微電腦控制，自動化程度很高，可在多種運行模式下轉換，從而使冰蓄冷工藝在最大效益下運行。冰蓄冷系系統(tǒng)程圖加下：

    2.1單制冰系統(tǒng)

    在夜間用電低峰時，啟動制冷機，將儲冰槽中水冷凍成冰。乙二酵經(jīng)制冷機—卜冰槽(儲冷）→閥門2→制冷泵→卜制冷機(完成制冰過程)。

    2.2融冰系統(tǒng)

    當空調(diào)系統(tǒng)冷負荷不大時，利用冰槽內(nèi)冰的冷量通過板式冷交換器向空調(diào)系統(tǒng)供冷，供冷期間制冷機不運轉，避開了用電高峰。乙二醇在冰槽內(nèi)釋放冷量(融冰)→負荷泵→閥門3→板換→制冷泵→閥門1→冰槽。

    2.3聯(lián)合供冷系統(tǒng)

    當日問冷負荷最犬時，單靠制冷機或球槽內(nèi)的冷量不足以將空調(diào)冷凍水的溫度降下來時，制冷機和冰槽共同工作從而保證空調(diào)系統(tǒng)對冷量的要求。乙二醇經(jīng)制冷機(制冷)→冰槽(融冰釋冷）→負荷泵→板換→制冷泵→制冷機。

3.施工中需洼意的主要問題

    3.1做好施工準備

    以管道布置為主，結合通風、電氣管路的布置情況，按設計做出各工種管路的各局部剖面圖，分析平面及立體布置，結合已選型設各的實際尺寸．選擇最合理的管線布置，并征得設計方的認可。制冷站內(nèi)_中273以上的管線500余米，但原設計并無支架的大樣圖，設計院也布予解決。我們根據(jù)管線布置的具體情況，自己做出不同管路支架韻太樣圖，并得到設計和業(yè)主方的認可，保證了工程質(zhì)量和進度。

    3.2做好己二醇管路的清洗

    己二醇會與管道中的焊渣、銹蝕物產(chǎn)生一種纖維狀的粘臺物，容易堵塞設備管路，從而影響儲冷和釋冷的教果，所以管路沖洗尤為重要。編制詳盡可行的作業(yè)指導書．確保沖洗的流量及流速。在施工中，落實至責任人專門負責，反復沖洗和清洗設各接E口處的過濾器，檢查落實清洗水的情況，直至觀察沖洗水的進水與出水肉眼無差別，并將水排盡后，立即向管路內(nèi)注入乙二醇介質(zhì)。

    3.3做好管路和設備的絕熟

    冰蓄冷工程中乙二醇管路溫度最低達到-60C，冷凍循環(huán)水管路最低也到3"C，所以管路及設備的絕熱就特別重要。絕熱采用的是橡塑材料，乙二醇管路要求絕熱厚度50m,水管路為40MM。在施工中確保管路及設備絕熱密實不間斷，在保證絕熱效果的前提下，做好觀感處理。

4.經(jīng)濟性分析

    采用冰蓄冷后，系統(tǒng)一次性投資可減少蘭臺580Rt制冷主機及相應輔機，由于增加了儲冰槽等設備，整個系統(tǒng)設備投資增加約680萬元。

    可節(jié)省電力增容費：

    3×50X1500=261萬元   

    每年運行費用可節(jié)約電費：

    (0.92kw／Rt×13400Rt h×l 06- 1.271RtXl3400Rt h×0 35)×100-85.45  萬元。

    簡單投資回收期=(680--261)／85-45  =49年

    由此可見，該機場航站樓采用冰蓄冷空調(diào)，其資金回收期不超過5年，作為西北地區(qū)最大的冰蓄冷工程，勢必起到較好的社會效益，有利于推動冰蓄冷中央空調(diào)的發(fā)展，為電阿移峰填谷及國家推動冰蓄冷工程的應用貢獻了力量。

5.冰蓄冷中央空調(diào)技術的優(yōu)點

    (1)利用電網(wǎng)谷荷電力，平衡電網(wǎng)負荷，

    減緩發(fā)電廠和配套設施的建設。

    (2）制冷機組容量減少，減少電力增容費和供電設備及每年運行的基本電費。

    (3)利用峰谷荷電力差價，降低空調(diào)運行費用。

    (4)冷凍水溫度可低到l℃～4℃，能實現(xiàn)低溫送風，冷卻速度快空調(diào)質(zhì)量好，并節(jié)約空調(diào)未端用電功率和設備費用。

    (5)冷卻塔、冷卻水泵配管等輔助設施減少，節(jié)約投資和運行費用。

    (6)有條件使全年空調(diào)需冷量和供冷量一對一配合，可節(jié)約全年運轉電力。

    (7)具有應急冷源，利用建筑物自備電源，可不間斷空調(diào)使用，提供其可靠性。

6.冰蓄冷中央空調(diào)技術展望

    近年來隨著產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整和社會消費水平的提高，用電負荷的構成也發(fā)生明顯變化，在電網(wǎng)高峰時段用電負荷增長很大；而在電網(wǎng)低谷時間，用電明顯減少，電網(wǎng)峰備荷差拉大，低谷發(fā)電設備能力被閑置，水電棄水嚴重，資源浪費。據(jù)東北、京津唐、福建、四川、廣東、浙江、山西、山東幾個電網(wǎng)的統(tǒng)計，電網(wǎng)峰谷荷差均在25％～40％。采用經(jīng)濟和技術手段，健一部分可轉移的高峰電力到電網(wǎng)谷荷時段用電，這將產(chǎn)生極大的社會效益，因此中央空調(diào)采用儲冷技術實現(xiàn)向谷荷電要冷氣是國家用電政策之所需。而國外發(fā)達國家冰蓄冷空調(diào)應用很廣泛，均制訂優(yōu)惠政策予儲冰系統(tǒng)。對用戶轉移高峰電力予以獎勵，同時對有意使用儲冰系統(tǒng)的用戶享受半價甚至完全免費的谷荷電價。我國電力部門也對冰蓄冷給予極高的關注，各地電力部門紛紛制訂優(yōu)惠政策予以鼓勵，所以說冰蓄冷空調(diào)的應用是世界性潮流，相信在我國的應用將會越來越廣泛。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)