摘要：在不改变原有空调系统运行的情况下，蓄水系统将得到增加，充分利用峰谷电价，并最大限度节省运营成本。使用原始的原始空调主机冷却；夏季高峰时期冷负荷大约为340KW；根据主机配置，低谷电时利用冷水机蓄冷，平峰及高峰电时段蓄冷罐放冷；使用时可根据原有的空调系统进行操作，也可根据储水空调系统进行操作，也可按上述联合模式进行操作。它不仅可以减少白天主机的运行时间，还可以降低空调系统的运行成本；储水系统具有冷藏泵，冷藏箱和相应的控制系统，蓄冷量最大值为1350KWH。
关键词：某公司；水蓄冷设计；方案
1、水蓄冷技术简介
水蓄冷技术就是在电力负荷低的夜间，用制冷机制冷将冷量以冷水的形式储存起来。在旺季高峰时段，冷机不会开启或关闭，晚上储存的冷量将全部用于冷却，以达到动力转移和填谷的目的。由于电力部门实施使用时间价格，冰蓄冷技术的运行成本低于传统空调系统，且使用时间差价越大，用户受益越多。采用冷库空调技术可以为业主节省运营成本，更重要的是有利于国家电网的安全运行。因此，国家将其推广为节能环保技术。蓄水技术主要利用水的物理特性。对于1个大气压的水，密度在4℃的水温下最高，此时为1000kg/m³。随着水温升高，其密度不断下降。热水处于自然分层状态，但水分在4℃以下的物理特性存在明显的不规则变化，此时随着水温的降低，其密度却在不断减小。因此，有效储水温度下限≥4℃，储水量一般为414℃。水蓄冷使用水的显热变化（水比热1.0Kcal/kg℃）。
2、水蓄冷空调设计方案
2.1工程概况
某公司空调水系统采用中央冻水系统，冻水机组采用螺杆式冷水机组（双回路、带热回收），冷却塔采用圆形逆流冷却塔，每天供冷时间为12小时，全年供冷天数约为350天。冷冻水出回水温度为7-12度，预计尖峰负荷均为340KW。
设备配置及使用情况如下：
螺杆式冷水机组（双回路、带热回收）1台，制冷量122冷吨（429kW），额定功率80kW，满载耗电指标为0.66kW/冷吨，蒸发器水流量74m3/h，冷凝器水流量88m3/h；
冷却水泵共2台（1#、2#泵），额定功率均为11kW，流量100m3/h，扬程20m；冷冻水泵共2台（1#、2#泵），额定功率均为11kW，流量80m3/h，扬程28m
圆形逆流冷却塔1台，冷却水量100m3/h，风机功率3kW；
冻水机房冷冻设备装机功率合计127kW，最大运行功率合计105kW。
2.2水蓄冷方案
2.2.1整体方案设计
水蓄冷空调系统的设备选型及流程设计是以该系统的设计日的逐时负荷分布为依据的，本空调系统的夏季峰值冷负荷为340KW，谷值冷负荷为100KW。
现有空调冷冻水系统采用一次泵变流量系统，冷水供/回水温度为7℃/12℃，膨胀水箱安装于屋面。空调系统使用时间为早上7点半到晚上8点，综合使用空调系统时间为360天。
根据项目的实际情况，夏季低谷及平峰电时利用冷水机盈余制冷量蓄冷，冷罐供/回水温度为5℃/12℃，在非夏季时采用水蓄冷方案在夜间蓄冷，蓄冷罐供/回水温度为5℃/12℃。在白天高峰电时可以使用蓄冷罐内能量，减少主机的运行时间。按照此种方式运行，不仅可以削减电力高峰
负荷，同时运行时也可节约运行费用，从而为空调系统运行带来良好的经济效益。
最大蓄冷量为夏季高峰时期一天总负荷的75%，即可以满足全年75%以上时间内一天的负荷要求，同时有效减小了蓄冷容量，降低了投资成本。
2.2.2水蓄冷系统控制流程
水蓄冷系统流程图1所示。夏季时，冷水机组利用晚上低谷电时蓄冷；白天平峰电部分时间由冷机供冷，大部分平峰电和所有高峰电时由蓄冷罐供冷。非夏季时，冷水机组利用晚上低谷电时蓄冷；白天平峰电和高峰电时由蓄冷罐供冷。
图1水蓄冷系统流程图
2.2.3水蓄冷热负荷平衡计算
对改造后蓄冷系统进行热平衡计算。
设计日（100%负荷）时的运行策略：全天负荷较高，低谷电时冷水机运行，全部制冷量用来蓄冷，平、高峰电时蓄冷罐放冷，可满足大部分高峰负荷，大幅度减少白天的冷机开机时间。100％热负荷平衡图如图1a所示。
75%热负荷时的运行策略：根据75％热负荷平衡表，这种负荷状态下，全天的总负荷有所减少，低谷电时冷水机运行，全部制冷量用来蓄冷，平、高峰电时蓄冷罐放冷，可满足全天所有负荷，白天冷机无需开机。75％热负荷平衡图如图2b所示。
50%热负荷时的运行策略：根据50％热负荷平衡表，这种负荷状态下，全天的总负荷明显减少，低谷电时冷水机运行，全部制冷量用来蓄冷，平、高峰电时蓄冷罐放冷，可满足全天所有负荷，白天冷机无需开机。50％热负荷平衡图如图2c所示。
图2
3、蓄冷设备选型
①蓄冷机组：原有制冷机组作为蓄冷主机，制冷量为429KW。
②蓄冷泵：原有冷冻泵作为蓄冷泵，流量80m3/h，扬程28m。
③蓄冷罐：蓄冷罐的有效体积为170m3，最大蓄冷量为1350KWH；蓄水罐采用自然分层式蓄冷技术，内部设计有上下布水器；蓄冷罐外部做保温处理。
④蓄冷侧供回水温：5/12℃
⑤蓄冷温度：蓄冷罐的最低蓄冷温度设计为5℃
⑥蓄冷温差：最大蓄冷温差ΔT=12-5=7℃；
⑦控制系统：由调节阀、传感器及主控制器组成，根据现场信号反馈控制冷水机组启停及水蓄冷系统的自动运行。
结束语
随着中国经济的不断发展，改善冷库设计尤为重要。结合以上我们可以知道，水蓄冷技术具有以下优点：①经济：充分利用国家分时电价政策可以大大降低运营成本。峰谷和填谷以平衡电网压力。②实用：常规冷却器可用于常规冷却系统的扩展和改造。③节能：夜间温度降低，散热效果好，系统有更多的满负荷运行时间，提高了冷机的工作效率。也可节省维护保养费用。④环保：由于白天的冷机数量较少，噪音较小，清洁无污染。
论文作者:江凌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
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