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冰蓄冷容量的计算


冰蓄冷容量的计算

冰蓄冷在空调行业目前是一个相对较新的课题。 由于新的电价政 策相继出台,冰蓄冷的市场占有率日渐增大。但是,目前在蓄冰主机 与蓄冰设备的容量的计算上,设计院尚不能自行进行计算。主要是依 靠蓄冰厂家,通过其固定的计算程序进行计算,或通过 Excel 试算办 法进行计算。但该方法存在一定的误差性和局限性。我在国家电力公 司成都勘测设计院办公大楼设计中自创出一种方式进行计算。 其反算 次数不超过两次,完全可以通过手工对各种复杂的蓄冰状况进行计 算。现介绍给大家。 注:以下计算根据成都的电价分段进行计算,其他城市可根据各 地电价分段进行调整。 一. 原始资料: 1.设计日尖峰负荷 2.电价区段 成都为:11:00---19:00 平价段 7:00---11:00 及 19:00---23:00 峰价段 23:00---次日 7:00 谷价段 平价/峰价/谷价时间均为 8 小时 3.设计日逐时负荷 4.峰价段各小时负荷从大到小为:M1,M2,M3,M4,M5…

二. 设定: 1.主机空调工况时制冷能力为:P 2.主机制冰工况时制冷量与空调工况时制冷量之比为:K1 (注:根据蓄冰装置蓄冷时的平均运行温度及制冷机运行性 能表即可查出 K1 值) 3.需求蓄冰量为:Q(RTH) (潜热) 4.电价高峰段冷负荷为:W1(RTH) 5.电价平价段削峰冷负荷为:W2(RTH) 6.电价低谷段冷负荷为:W3(RTH) 7.峰价段蓄冰装置供冷投入时间为:N 小时 注:蓄冰时间为谷价段时间减 0.5 小时=7.5 小时

三. 理论状况下的冰蓄冷计算: 假设峰价段全部由蓄冰设备投入,平价段由主机制冷优先,蓄 冰设备补充供冷,现计算如下: 1.公式: Q=W1+W2 PXK1=(Q+W3)/7.5h W2=(M1+M2+M3+……Mn)-PXN 2.则根据以上公式推导如下: Q=W1+W2=W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXN PXK1=(Q+W3)/7.5h=﹝W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXN+W3

﹞/7.5 所以:P=﹝W1+(M1+M2+M3+……Mn)+W3﹞/(7.5K1+N) 假设 N 为 5 则可求出 P 值和 Q 值 3.在求出 Q 值和 P 值之后,即可知道 N 值设定是否正确,如果不 正确则重新设定 N 值,带入公式计算,直到 N 值正确为止。

四. 实际状况下的冰蓄冷计算: 蓄冰设备在实际应用中,其在放冷后期放冷速率降低。此时,蓄 冰设备的放冷能力已无法满足空调负荷的需求。 由此产生以下两个问 题。 首先,蓄冰设备后期放冷速率降低,会导致蓄冰设备不可能在白 天 16 个小时的时间内将全部蓄冷量(潜热)放完。故,计算时应考 虑该部分无法放出的蓄冷量。设可利用蓄冷量占总蓄冷量(潜热)的 比率为 K2。 根据蓄冰装置的放冷特性,各种蓄冰装置的 K2 值如下: 冰盘管 冰筒 冰球 K2=0.95 K2=0.90 K2=0.75

其次,在 19:00----23:00 的峰价段,需投入部份主机运行。设 此时主机投入量占总制冷量的比率为 K3。 K3 值可根据 K2 值及蓄冰装置的放冷曲线求得,或由蓄冰装置 供应商提供。

根据以上描述的冰蓄冷系统的运行状况,现计算如下: 1. 公式: K3XQ=W1+W2-4XK3XP (注:公式中的“4”是 19:00--23:00 投入部份主机运 行的时间为 4 小时) PXK1=(K3XQ+W3)/7.5 W2=(M1+M2+M3+……Mn)-PXN 2. 则根据以上公式推导如下: K3XQ=(W1+W2-4XK3XP) =(W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXN-4XK2XP) PXK1=(K3XQ+W3)/7.5 = ﹝ W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXN-4XK2XP+W3 ﹞ /7.5 所 以 : P= ﹝ W1+(M1+M2+M3+……Mn)+W3 ﹞ / (7.5K1+N+4XK2) 假设 N 为 5 则可求出 P 值和 Q 值 3.在求出 Q 值和 P 值之后,即可知道 N 值设定是否正确,如果 不正确则重新设定 N 值,带入公式计算,直到 N 值正确为止。

五.蓄冰装置的选择: 以上计算中有效使用率 K2 的取值不同并不能简单的说明蓄冰 装置的优劣。冰球的有效使用率虽然低,但其售价很低,其总价仍然

是最低的。冰筒的有效使用率比冰盘管低,且其售价较高,但其蓄冷 性能最好,蓄冷时的平均运行温度最高。 且蓄冰装置的运行各有其特点,选择蓄冰装置时应根据工程特 性﹑机房场地﹑主机性能等工程的具体情况进行工作, 而蓄冰装置的 有效使用率仅在其中占很小的比率。比如:体育馆等大空间建筑,其 初始空调负荷较大,宜采用冰球作为蓄冰装置;低温送风对蓄冰装置 放冷性能要求较高,宜采用冰盘管作为蓄冰装置;冰筒宜采用三级离 心制冷机作为制冷主机; 冰球及冰盘管宜采用螺杆式制冷机作为制冷 主机等等。

国家电力公司成都勘测设计院 机电处 暖通室 陈 2001/4/29 川


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