冰蓄冷变水温中央空调系统调节节能浅析(一)

1 冰蓄冷技术原理

冰蓄冷技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷,将水在专门的蓄冰槽内冻结成冰以蓄存冷量;在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组,直接将蓄冰槽内的冷能释放出来,满足空调用冷的需要。据美国有关资料,采用蓄冰制冷在加州节约电费高达50%,而且不增加耗电量。因为制冰、融冰转换损失的能量很小,而夜间制冷因气温较低可使效率更高,完全可以弥补蓄冰的冷能损失。

2 采用冰蓄冷空调系统的优缺点

主要优点:(1)利用低谷段电力,具有平衡峰谷用电负荷,缓解电力供应紧张;(2)冰水主机的容量减少,节省增容费用;(3)总用电设施容量减少,可减少基本电费支出;(4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费;(5)冰水温可低至1~4℃,减少空调设备风管的费用;(6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少;(7)电力高压侧及低压侧设备容量减少;(8)室内相对湿度低,冷却速度快,舒适性好;(9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行,效率高,机器损耗小;(10)充分利用24h有效时间,减少了能量的间歇耗损;(11)充分利用夜间气温变化,提高机组产冷量;(12)投资费用与常规空调相当,经济效益佳。

冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。当然它也有一些缺点,如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。

3 含有冰蓄冷设备的变水温空调系统分析

当空调系统在部分负荷率比较小的情况下运行时,采用变水温调节可以得到较高的冷冻水温度,表冷器和风机盘管的除湿能力将下降,从而导致室内相对湿度偏高而难以满足舒适性要求。但采用冰蓄冷设备,冷冻水温度从常规空调的7~12℃下降为1~4℃,表冷器盘管的传热性能随送风温差的变化而变化,去湿能力也相应增加。故笔者提出含有冰蓄冷设备的变水温空调系统的方案,可以获得较好的空调制冷效果和舒适性。

含有冰蓄冷设备的变水温空调系统就是让变水温空调系统和冰蓄冷设备相结合并联运行,在末端装置中加个混合装置和送风装置把两个系统空气处理并混合,再将处理好的空气送到空调房间。

气象参数是无法控制的,它的变化直接影响着空调负荷的大小;而工作参数是可以改变的,可以通过自动控制设备进行调节,使系统在较高效率下运行。为适应空调冷负荷随全年不同季节以及不同气象条件的变化,我们可以在系统设计的运行过程中采取相应的措施以达到节能的目的。因此,当空调负荷低于设计负荷时,由于空气处理设备有富裕量,可适当提高冷水温度,使空调系统既能保证舒适度要求,又能减少运行电费。