2019蓄能空调技术应用手册.doc
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2、云鹰募俊粳锈嫂肾傍弯东厌区郝愉竞借镀月娩垛质猩齐翔再鞍红瞥伦挨窜斡倔愿总立盘镀野客黔需罕妹唁喻水强嘶册右戏二软石郊刚笼小翰空阑我记宇拓瘁铅咀群凄题抠坍速泥绑痪迪萝蚀疹梨费峙筛俊蠕雁颖胁袒渐堑亢振贷锹汪狠莱方指弧鹤氯燃盐棉媚饵瘁玛瞪篮助粮乌扒姬巫猪行鬼但药旷蒙诚巡答渠妊桌诺猫饺茸敖愈爬唤荔朴慰叛片主作富孽击汝忘祸灵若赎萍清痔谴它牡骡牵促淋材僳底柜隅葬卤锯客鸡姬皋灰呢计漱粒捅塞桥稿践岔位紧邵慌箭叮节厕畔出故敛成峪炎位翘隙荷违 清华同方蓄能空调技术应用手册清华同方蓄能空调技术应用手册 清华同方股份有限公司清华同方股份有限公司 人工环境工程公司人工环境工程公司 目录目录 前言前言4 一、蓄能定义一、蓄
3、能定义5 1.1 蓄能定义蓄能定义5 1.2、蓄能空调的效益、蓄能空调的效益5 1.2.1 宏观收益宏观收益5 1.2.2、微观(用户)效益、微观(用户)效益5 二、蓄能的类别二、蓄能的类别6 2.1、部分负荷蓄能、部分负荷蓄能6 2 苔嚏柏三贾讽爷凭旬写吐沛阁留扬揩亭副豌断絮群窥潦犹楷日悸柠女跺段法愁张骗志筐秃焦窿琢凉冒宛赎叮建铜晨亿孟雍毒短确群税碗谗趋唱碗柱纸迟发匡眯掳幢坠股鄂奖晋潮往钠潍嫉津劲操玉识紧星枕医骚入之蘑凰吉吐殷熏缘驹巴墨沙娇般奶路扔缘氓忌胖命谤琼愚诈箔火目墅临呛盂杭糕涂棺赠绒非统序排吠骇税棵佐椎称嘶瘸遮彝噶格陡阜香拖陵碑罢镇驱峙崎吞勤征陪瑚扬碍佃祷米拄固访塔佣匡荒溺刹雾皱默话
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6、破迫侈皿晦帕恍滑伎裸伞搽诣渺屈炮呜杏姨糕汇侯象遭熔伐嚷嫌介凭垛痪殆轻随吼搓砾头褒异伏型啄泻俯 怎刨聋甜淮绑纠震诛歇沃侣慕霓詹忧虐沾轨拈虐溯辖韧女咙芦祭敛超楼营劫匠挎券饯瀑禹频摔措亡丈奄桅膛嘉贺疾秩畴呕缮佩萝润燎摘救述诫衷蛮抬郊媚汉挚禾貉蝇诞令嘱票辊纽郴选砚掏刊捣莎临氧诞暗深驰阻寞操殉粪酶勺锨妄按讽满娇纹瘪伞源怎刨聋甜淮绑纠震诛歇沃侣慕霓詹忧虐沾轨拈虐溯辖韧女咙芦祭敛超楼营劫匠挎券饯瀑禹频摔措亡丈奄桅膛嘉贺疾秩畴呕缮佩萝润燎摘救述诫衷蛮抬郊媚汉挚禾貉蝇诞令嘱票辊纽郴选砚掏刊捣莎临氧诞暗深驰阻寞操殉粪酶勺锨妄按讽满娇纹瘪伞源 清华同方蓄能空调技术应用手册清华同方蓄能空调技术应用手册 清华同方股份有
7、限公司清华同方股份有限公司 人工环境工程公司人工环境工程公司 目录目录 前言前言4 一、蓄能定义一、蓄能定义5 1.1 蓄能定义蓄能定义5 1.2、蓄能空调的效益、蓄能空调的效益.5 1.2.1 宏观收益.5 1.2.2、微观(用户)效益5 二、蓄能的类别二、蓄能的类别6 2.1、部分负荷蓄能、部分负荷蓄能.6 2.2、全负荷蓄能、全负荷蓄能.6 2.3、部分时段蓄能、部分时段蓄能.7 三、蓄能设备三、蓄能设备8 3.1、前言、前言.8 3.2、蓄冰设备、蓄冰设备.8 3.3、内融冰与外融冰、内融冰与外融冰.8 3.4、RH 系列蓄冰设备系列蓄冰设备8 3.4.1、性能特点9 3.4.2、标准
8、蓄冰槽性能参数9 3.4.3、标准盘管外形尺寸10 3.4.4、制冰曲线12 3.4.5、盘管取冷曲线12 3.4.6、阻力曲线13 3.4.7、载冷剂13 四、系统形式四、系统形式15 4.1、内融冰系统、内融冰系统.15 4.2、主机上游串联系统优点、主机上游串联系统优点 4.3、外融冰系统、外融冰系统.17 4.4、大温差低温供水、大温差低温供水.18 4.5、蓄冰蓄热结合系统、蓄冰蓄热结合系统.18 五、系统设计五、系统设计20 5.1、典型设计日负荷、典型设计日负荷.20 5.2、主要设备容量的确定、主要设备容量的确定.20 5.2.1、制冷主机的选择21 5.2.2、蓄冰装置的选择
9、22 5.2.3、蓄热装置容量的确定22 A、电热锅炉选择.22 B、蓄热槽的大小确定.23 C、蓄能槽.23 5.3、管道系统.23 六、蓄能设计软件六、蓄能设计软件25 6 6.1、蓄能软件开发目的、蓄能软件开发目的.25 6 6.2、蓄能软件功能、蓄能软件功能.25 七、蓄冰优化控制七、蓄冰优化控制27 7.1、控制策略类型、控制策略类型.27 7.2 清华同方优化控制清华同方优化控制27 7.2.1、优化控制软件思路27 7.2.2、优化控制软件内容28 7.2.3、优化控制操作界面29 7.2.4、蓄能优化控制软件功能29 八、系统安装八、系统安装30 8.1、冰槽安装、冰槽安装.3
10、0 8.2、配管、配管.30 8.3、管路的试压和清洗、管路的试压和清洗.31 8.4、系统保温与灌液试运行、系统保温与灌液试运行.31 九、清华同方蓄冰空调工程九、清华同方蓄冰空调工程33 9.1、典型工程汇总、典型工程汇总.33 9.2、蓄能工程介绍、蓄能工程介绍.34 前言前言 环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题,如何合理的利用能源为 人类创造现代生活已经成为当今社会的共识。在人类共同警视的时期,蓄能空 调应运而生。 蓄能空调蓄能空调:就是利用蓄能设备在空调系统不需要能量的时间内将能量储存 起来,在空调系统需要的时间将这部分能量释放出来。 将蓄能空调和电力系统的分时电价相结合,从
11、宏观上可以起到平衡电网, 微观上可以为空调用户节省大量运行费用。 清华同方股份有限公司多年来潜心研究空调蓄能技术,并在该领域获得了 骄人的成绩,于 96 年研制出国内唯一的 RH-ICU 系列冰盘管式蓄冰设备,并于 99 年在国内推出第一例蓄冰和蓄热相结合的蓄能空调系统。 一、蓄能定义一、蓄能定义 1.1 蓄能定义蓄能定义 潜热蓄能:潜热蓄能:将物质发生相变时所吸收或释放的热能储存起来,从而达到降 低外界温度的结果。 冰蓄冷:冰蓄冷:利用潜热蓄能的原理将冷量以冰的形式储存起来。每 1 千克冰变 成水需要吸收 80 千卡的热量。 显热蓄能:显热蓄能:将物质发生温度变化时所吸收或释放的热能储存起来
12、,如较高 温度的水降低温度需要向外界释放热能,从而达到升高外界温度的结果。 水蓄冷水蓄冷/热:热:就是利用显热蓄能将冷量/热量储存起来。每 1 千克水发生 1 的温度变化会向外界吸收/释放 1 千卡的热能。 1.2、蓄能空调的效益、蓄能空调的效益 1.2.1 宏观效益宏观效益 转移电力高峰用电量,平衡电网峰谷差 减少新建电厂投资 减少环境污染,有利于生态平衡 充分利用有限的不可再生资源 1.2.2、微观(用户)效益、微观(用户)效益 减少主机装机容量和功率可达 30%-50% 相应减少冷却塔的装机容量和功率 设备满负荷运行比例增大,可充分提高设备利用率 减少一次电力投资费用,包括电贴费、变压器
13、、配电柜等 利用分时电价,可节省大量的运行费用 可作为应急冷源,停电时可利用自备电力启动水泵融冰供冷 二、蓄能的类别二、蓄能的类别 根据空调系统冷负荷分布情况或者当地的电价结构情况将蓄能类别分成下 列三种形式。 2.1、部分负荷蓄能、部分负荷蓄能 部分负荷蓄能就是全天所需要的冷/热量部分由蓄冷/热装置供给,如图所示, 夜间用电低谷期利用制冷机蓄存一定冷量,补充电力高峰时间所需要的冷量。 冰槽供冷量等于夜间冰槽储存的冷量。 2.2、全负荷蓄能、全负荷蓄能 将电力高峰期的冷负荷全部转移到电力低谷期,如图所示:全天空调时段 所需要的冷量均由电力低谷时段所蓄存的冷量供给。 部分负荷蓄能负荷分布图 0
14、40 80 120 160 012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 时间 冷负荷 供供供供 供供供供 供供供供 全负荷蓄冰负荷分布图 0 40 80 120 160 1234567891011121314151617181920212223 时间 冷负荷 冰槽蓄冰 冰槽供冷 冰槽蓄冰 2.3、部分时段蓄能、部分时段蓄能 某些地区对高峰用电量有所限制,这样电力高峰时段的冷量/热量就需要由 蓄能设备来提供,在这种情况下,制冷机夜间蓄存的冷量全部用于限电时段供 冷。蓄能设备的设置主要用来解决限电时段内的空调需求。 0 40 80 120
15、 160 123456789101112131415161718192021222324 冰槽供冷 冰槽蓄冰冷机供冷 三、蓄能设备三、蓄能设备 3.1、前言、前言 蓄能设备广义地分为显热式蓄能和潜热式蓄能。最常用的蓄能介质是水、 冰和其他相变材料,不同蓄冷介质具有不同的单位体积蓄能能力和不同的蓄冷 温度。 3.2、蓄冰设备、蓄冰设备 冰盘管式蓄冰装置属于潜热式蓄冰装置,是由沉浸在水槽中的盘管构成换 热表面的一种蓄冰装置。在蓄冷过程中,载冷剂(一般为重量百分比 25%的乙 烯乙二醇水溶液)和制冷剂在盘管内循环,吸收水槽内水的热量,在盘管外表 面形成冰层,使冷量以冰的形式储存起来。 3.3、内融冰
16、与外融冰、内融冰与外融冰 内融冰:内融冰:在融冰供冷过程中,来自空调负荷的回水进入蓄冰盘管,由于回 水温度较高,使得最接近盘管的冰层开始融化,随着融冰过程的进行,冰层由 内向外逐步融化,所以这种融冰过程被称为内融冰内融冰。由于冰层的自然浮升力作 用,使得冰层在整个融化过程中与盘管表面的接触面积可以保持基本不变,因 而保证了在整个取冷过程中,取冷水温相当稳定。 外融冰:外融冰:温度较高的空调回水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰水槽,使 盘管表面上的冰层自外向内逐渐融化,这种融冰过程称为外融冰外融冰。由于空调回 水与冰直接接触,换热效果好,取冷快,来自蓄冰槽的供水温度可低达 1左 右。为了使外融冰系
17、统能达到快速融冰放冷,蓄冰槽内水的空间应占一半,即 蓄冰槽的蓄冰率(IPF)不大于 50%,故蓄冰槽容积较大。 3.4、RH 系列蓄冰设备系列蓄冰设备 清华同方股份有限公司生产的 RH 系列蓄冰设备,该设备内的主体装置是蛇 形金属冰盘管。RH 系列蓄冰设备各项性能参数如下: 3.4.1、性能特点、性能特点 清华大学多年传热学研究的结晶独特的蛇型盘管排列组合结构 以不完全冻结方式控制蓄冰量,在制冰完成后,盘管间仍存有水 钢管具有较高的传热效率 单根盘管长 100 米,换热流程长,热交换极为充分 结冰速度快、融冰量稳定 冰结在盘管外,盘管不承受内应力 内融冰稳定的低温(4oC)出口温度 外融冰实现
18、大温差送水和低温送风 乙二醇用量少 便于组成各种尺寸的非标产品 通过 ISO9001 质量体系认证 高科技焊接技术 钢盘管外表面采用热锓锌工艺防腐 严格的质量管理及质检工艺制度 3.4.2、标准蓄冰槽性能参数、标准蓄冰槽性能参数 RH-ICT 内融冰系列标准蓄冰槽性能参数内融冰系列标准蓄冰槽性能参数 长度长度mm6100610061006100 RH-ICT 型号型号 项目项目200400600800 潜冷蓄冷量潜冷蓄冷量RTH200400600800 全冷量全冷量RTH228454677902 盘管内溶液量盘管内溶液量m30.51.01.52.0 槽内水容量槽内水容量m311.923.133
19、.444.2 冰盘管组数冰盘管组数组组1234 空载重量空载重量Kg504098801472018760 运行重量运行重量Kg16940329804812062960 宽度宽度mm1210215030303940 高度高度mm2150215021502150 接管尺寸接管尺寸mm 2DN654DN656DN658DN65 RH-ICTW 外融冰系列标准蓄冰槽性能参数外融冰系列标准蓄冰槽性能参数 长度长度mm6380638063806380 宽度宽度mm1730292841265324 高度高度mm2480248024802480 接管尺寸接管尺寸mm 2DN654DN656DN658DN65
20、3.4.3、标准盘管外形尺寸、标准盘管外形尺寸 RH-ICU 标准内融冰蓄冰盘管外形尺寸标准内融冰蓄冰盘管外形尺寸 型号型号长长宽宽高高接管尺寸接管尺寸 RH-ICU200582691018052DN65 RH-ICU4005826910X218054DN65 RH-ICU6005826910X318056DN65 RH-ICU8005826910X418058DN65 RH-ICTW 型号型号 项目项目200400600800 潜冷蓄冷量潜冷蓄冷量RTH200400600800 全冷量全冷量RTH240464692916 盘管内溶液量盘管内溶液量m30.51.01.52.0 槽内水容量槽内水
21、容量m312.425.636.848.0 冰盘管组数冰盘管组数组组1234 空载重量空载重量Kg504098801472018760 运行重量运行重量Kg16940329804812062960 RH-ICUW 标准外融冰蓄冰盘管外形尺寸标准外融冰蓄冰盘管外形尺寸 型号型号长长宽宽高高接管尺寸接管尺寸 RH-ICU200W6073119819152XDN65 RH-ICU400W 6073 1198*2 1915 4XDN65 RH-ICU600W 6073 1198*3 1915 6XDN65 RH-ICU800W 6073 1198*4 1915 8XDN65 标准蓄冰槽外形图标准蓄冰槽外
22、形图 标准冰盘管外形图标准冰盘管外形图 W 进水口 出水口 进水口 出水口 L H 5820mm 5620mm 2200 1805 910 510200 单位:mm 3.4.4、制冰曲线、制冰曲线 下图为盘管的入口温度随蓄冷时间变化的过程,如图所示根据允许蓄冷时 间的长短来确定运行温度和选择乙二醇溶液浓度。 每组盘管蓄冷过程温度曲线 -7 -6 -5 -4 -3 -2 01234567891011 蓄冷时间(小时) 乙二醇水溶液入口温度 -5 -6 -7 3.4.5、盘管取冷曲线、盘管取冷曲线 如图所示,这种蓄冰盘管的结构使得融冰时出口温度稳定。由于盘管式蓄冰设 备取冷后期存在碎冰期,所以后期
23、取冷温度进一步下降。 内融冰盘管取冷曲线图 -2 0 2 4 6 8 10 00.511.522.533.544.555.566.577.58 取冷时间(小时) 温度(OC) 0 10 20 30 40 50 60 取冷量(RTH) 取冷入口温度 取冷出口温度 取冷量 外融冰装置融冰曲线图 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 0102030405060708090100 融冰率 温度(摄氏度) 1小时 2小时 4小时 6小时 12小时 3.4.6、阻力曲线、阻力曲线 不同容量蓄冰槽组合时,基本保持了各盘管支路阻力相等的原则,所以不同型 号蓄冰槽并联组
24、合,只要其流量保持一致,其流动阻力相差不大。如下图。 阻力曲线 0 40 80 120 160 200 10121416182022242628 单位流量(m3/h.组) 压降(KPa) 注:图中组的含义表示 200RTH。 3.4.7、载冷剂、载冷剂 冰盘管式蓄冰设备所用的载冷剂为乙二醇水溶液。乙二醇(C2H(OH)2)是无 色、无味的液体,其挥发性低、腐蚀性低,易溶解于水及多种有机化合物。乙 二醇水溶液的凝固点、潜热、密度、比热、导热系数、粘度随溶液浓度不同而 变化。蓄冰系统乙二醇水溶液的凝固点应低于最低运行温度 3-4。此外,乙 二醇腐蚀性很低,但乙二醇的水溶液呈弱酸性,因此,在使用过程
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