冰蓄冷设计

东华大学环境学院冰蓄冷设计

姓名：何燕娜

班级：建筑1202

学号： 121430205

2014年12月

1.1 项目概述

本项目为浙江某办公楼建设项目的双工况冰蓄冷系统应用。

1.2 冰蓄冷系统在本项目中的应用

冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。

本文就对冰蓄冷系统设计进行详细阐述，并和传统的风冷系统进行初投资和运行成本的综合比较。

1.3 冰蓄冷系统的工作模式

冰蓄冷系统的工作模式是指系统在充冷还是供冷，供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统需要在几种规定的方式下运行，以满足供冷负荷的要求，常用的工作模式有如下几种：

（1）机组制冰模式

在此种工作模式下，通过浓度为25%的乙二醇溶液的循环，在蓄冰装置中制冰。此间，制冷机的工作状况受到监控，当离开制冷机的乙二醇溶液达到最低出口温度时制冷机关闭。此种工作模式的示意图如图1-2所示。

图1-2 机组制冰工作模式示意图

（2）制冰同时供冷模式

当制冰期间存在冷负荷时，用于制冷的一部分低温乙二醇溶液被分送至冷负荷以满足供冷需要，乙二醇溶液分送量取决于空调水回路的设定温度。一般情况下，这部分的供冷负荷不宜过大，因为这部分冷负荷的制冷量是制冷机组在制冰工况下运行提供的。蓄冷时供冷在能耗及制冷机组容量上是不经济合理的，因此，只要此冷负荷有合适的制冷机组可选用，就应设置基载制冷机组专供这部分冷负荷，该工作模式示意图如图1-3所示。

图1-3 制冰同时供冷模式示意图

（3）单制冷机供冷模式：

在此种工作模式下，制冷机满足空调全部冷负荷需求。出口处的乙二醇溶液不再经过蓄冰装置，而直接流至负荷端设定温度有机组维持。该工作模式示意图如图1-4所示。

图1-4 单制冷机供冷模式示意图

（4）单融冰供冷模式：

在此工作模式下，制冷机关闭。回流的乙二醇溶液通过融化储存在蓄冷装置内的冰，被冷却至所需要的温度。在全部蓄冷运行策略下，融冰供冷是基本的运行方式它的运行费用是最低的，但是要求有足够大的蓄冷装置的容量，初投资费用会较大。该工作模式示意图如图1-5所示。

图1-5 单融冰供冷模式示意图

（5）制冷机与融冰同时供冷：

在此工作模式下，制冷机和蓄冰装置同时运行满足负荷需求。按部分蓄冷运行策略在较热季节需要采用该种工作模式，才能满足供冷要求。该工作模式又分成两种情况，即机组优先和融冰优先。

①机组优先：

回流的热乙二醇溶液，先经制冷机预冷，而后流经蓄冷装置而被融冰冷却至设定温度。下该种工作模式示意图如图1-6所示

图1-6 机组优先

②融冰优先：

从空调负荷端流回的热乙二醇溶液先经蓄冷装置冷却到某一中间温度而后经制冷机冷却至设定温度。该种工作模式示意图如图1-7所示。

图1-7融冰优先

2.1 国家相关设计规范和标准

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019－2003；

《公共建筑节能设计标准》GB50189－2005；

《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调·动力》；

《建筑给水排水设计手册》中国建筑工业出版社第二版；

2.2 室内外设计参数

2.2.1 室外气象参数

夏季空调室外计算干球温度：34.8℃

夏季空调室外计算湿球温度：28.1℃

冬季空调室外计算干球温度：-4℃

冬季空调室外计算相对湿度：79 %

夏季通风室外计算干球温度：30.6℃

冬季通风室外计算干球温度：-1.1℃

主导风向和风速：夏季SSE， 2.4M/S；冬季NNE，2.7M/S 大气压力：夏季，1001.5hPa；冬季，1027.9hPa

2.2.2 室内设计参数

房间名称

室内参数

新风量夏季冬季

℃% ℃%

某住宅26±2 〈65 20±2 ≥30 一次换气

3.1 负荷计算及分析

3.1.1 空调冷热负荷计算

由于是初步设计，我们对空调冷热负荷进行估算，包括建筑维护结构的传热、照明及电气设备的发热、食物的散热、人体的散热、门窗渗透新风的热量等。

浙江地区属于夏热冬暖地区，以供冷为主，冬季采暖时间较短，这里对冷、热负荷分别进行了估算。

经过估算可知，夏季峰值冷负荷3963kW

3.2 负荷分析

根据建筑使用功能及室外气象参数资料对全年的冷、热负荷进行分配和统计。使用时间暂按8点至晚上18点考虑，设计日逐时负荷分配见下表：

时间冷负荷（kW）时间冷负荷（kW）00:00-01:00 0 12:00-13:003693

01:00-02:00 0 13:00-14:003963

02:00-03:00 0 14:00-15:003963

03:00-04:00 0 15:00-16:003693

04:00-05:00 0 16:00-17:003423

05:00-06:00 0 17:00-18:003153

06:00-07:00 0 18:00-19:000

07:00-08:00 0 19:00-20:000

08:00-09:00 3153 20:00-21:000

09:00-10:00 3315 21:00-22:000

10:00-11:00 3423 22:00-23:000

11:00-12:00 3693 23:00-24:000