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冰蓄冷空调蓄冰流程运行模式的选择与选型

发布日期:(2017-8-31) ? 点击次数:519
蓄冰流程选择:
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? ? ??蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况,即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时,经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内,将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰,当蓄冰过程完成时,整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时,经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器,将乙二醇溶液温度降低,再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。
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乙二醇溶液系统的流程有两种:并联流程和串联流程。
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1、并联流程:
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? ? ?这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置,当最大负荷时,可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单融冰供冷、冷机直接供冷等。
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①、制冷机蓄冰
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? ? ?在空调系统不运行的时间段(如:夜间),制冷机自动转换为蓄冰工况:关闭V2、V4阀门,开启V1、V3阀门,使得乙二醇溶液在制冷机和蓄冰罐之间循环。随着制冰时间的延长,乙二醇温度逐步降低,在管外完成要求冰量的冻结。
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②、蓄冰罐供冷
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? ? ?当需要蓄冰罐通过融冰提供冷量,制冷机停止运行,但是仍作为系统的通路。通过乙二醇泵将乙二醇溶液送入蓄冰罐,经过降温后的乙二醇溶液进入板换换热。关闭阀门3,为了控制进入板换的乙二醇温度,将V2、V1阀门设为调节状态。
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③、制冷机供冷
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? ? ?为维持较高的制冷效率,当制冷机需直接加入制冷时,按空调工况运行。乙二醇溶液在制冷机和板换之间循环,系统关闭V1和V3、V4,开启V2阀门。通过板换降温后的冷冻水向用户供冷。
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④、制冷机、蓄冰罐联合供冷
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? ? ?为了满足空调高峰期时的用冷量,乙二醇溶液经过两次降温,即乙二醇溶液先经过制冷机进行一次降温,然后经过蓄冰罐进行二次降温。所以乙二醇溶液在板换前后的温差达到7℃。为了控制进入板换的乙二醇溶液温度,调节V2、V1阀门来达到目的。
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2、串联流程:
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? ? ?即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置,以一套循环泵维持系统内的流量与压力,供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控,也可实现各种工况的切换。
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? ? ?并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好,夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行,蓄冷时更节能,运行灵活。串联流程系统较简单,放冷恒定,适合于较小的工程和大温差供冷系统。
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? ? ?蓄冰系统可以采用温差较大的主机上游式内融冰串联系统,蓄冰设备选用蓄冰筒。由于乙二醇水溶液温度较低,可以保证板式换热器为系统提供3.5℃出水同时有较高的制冷效率和较低的初投资。在典型设计日空调冷负荷由制冷机和蓄冰筒共同承担,非典型设计日通过优化控制来满足冷负荷需求并将系统运行费用降低到最低。在系统供冷时,乙二醇溶液首先经过冷机在空调工况下降温以保持高效的运行,再经蓄冰筒的冷却使乙二醇溶液温度进一步降低,板式换热器进出口处乙二醇溶液可以达到较大的温差,从而使相同负荷条件下串联系统乙二醇溶液的流量较小,因此在相同条件下串联系统的乙二醇循环泵小于并联系统,使串联系统的设备投资和运行费用都优于并联系统,而且串联方式管路简单运行可靠。
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蓄冰空调的选型:
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除了空调供冷外,全天的其余时间全部用于蓄冷,这样可以使主机的容量减少至最小值。
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蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节,在方案设计中一般先初步选择教典型的几个值(如30%等),经设备初选型,根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其他因素最后选定较佳的比例值。
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蓄冰罐计算:
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蓄冰槽容量:Q′=n2×q×T2
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板式换热器选型:F=Q/(K×Δtm)
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公式中Q为总换热量;K为换热系数;Δtm为对数平均温差;
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水泵:
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冰蓄冷系统中,由于乙二醇价格较高,对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵,可以减少漏液或几乎不漏液。
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水泵选型:
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根据流程,确定满足各种工况下的最大阻力和流量;为达到节能的目的,尽量选用多台泵。
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该工程采用并联流程,初级泵流量=Q/C×Δt
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扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门
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扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门
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水泵选型后,还需与自控专业配合,校核各工况下的流量和阻力分配,以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。
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考虑以下几点:
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①、采用主机上游的串联系统,主机上游回水先流经主机,使主机在较高的温度下运行,提高了压缩机的效率,使能耗降低。
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②、蓄冰装置标准蓄冰槽。标准蓄冰槽有以下优点:
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a、在保证导热性能的同时,彻底杜绝腐蚀隐患,重量轻;
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b、采用不完全冻结式,可提供稳定的低温载冷剂,减小循环水泵的流量及相应管道的管径,降低初投资;
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c、外结冰,无内应力,使用寿命长;
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d、传热面积大,结冰融冰速率稳定;
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e、结冰厚度薄,制冷主机运行效率高。
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③、设计日联合供冷时,采用主机优先模式,主机一直满负荷运行,机组利用率高,主机和蓄冷盘管容量最小,投资最节省。
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④、所有水泵采用原装进口优质产品,变频运行。整个供冷期,大部分时间都为部分负荷,水泵通过无级调速、变频、节能效果明显。
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