冰蓄冷在空調行業(yè)目前是一個相對較新的課題。由于新的電價政策相繼出臺,冰蓄冷的市場占有率日漸增大。但是,目前在主機與設備的容量的計算上,設計院尚不能自行進行計算。主要是依靠廠家,通過其固定的計算程序進行計算,或通過Excel試算辦法進行計算。但該方法存在一定的誤差性和局限性。我在國家電力公司成都勘測設計院辦公大樓設計中自創(chuàng)出一種方式進行計算。其反算次數(shù)不超過兩次,完全可以通過手工對各種復雜的狀況進行計算?,F(xiàn)介紹給大家。
注:以下計算根據(jù)成都的電價分段進行計算,其他城市可根據(jù)各地電價分段進行調整。
一、原始資料
設計日尖峰負荷
電價區(qū)段
成都為:11∶00――19∶00平價段
7∶00――11∶00及19∶00――23∶00峰價段
23∶00――次日7∶00谷價段
平價/峰價/谷價時間均為8小時
設計日逐時負荷
峰價段各小時負荷從大到小為:M1、M2、M3、M4、M5……
二、設定
1.主機空調工況時制冷能力為:P
2.主機工況時制冷量與空調工況時制冷量之比為:K1
(注:根據(jù)裝置時的平均運行溫度及制冷機運行性能表即可查出K1值)
3.需求量為:Q(RTH)(潛熱)
4.電價高峰段冷負荷為:W1(RTH)
5.電價平價段削峰冷負荷為:W2(RTH)
6.電價低谷段冷負荷為:W3(RTH)
7.峰價段裝置供冷投入時間為:N小時
注:時間為谷價段時間減0.5小時=7.5小時
三、理論狀上的冰蓄冷計算
假設峰價段全部由設備投入,平價段由主機制冷優(yōu)先,設備補充供冷,現(xiàn)計算如下:
1.公式:
Q=W1+W2
PXK1=(Q+W3)/7.5h
W2=(M1+M2+M3+……Mn)-PXN
2.則根據(jù)以上公式推導如下:
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)
假設N為5則可求出P值和Q值
3.在求出Q值和P值之后,即可知道N值設定是否正確,后果不正確則重新設定N值,帶入公式計算,帶入公式計算,直到N值正確為止。
四、實際狀況下的冰蓄冷計算
設備在實際應用中,其在放冷后期放冷速率降低。此時,設備的放冷能力已無法滿足空調負荷的需求。由此產(chǎn)生以下兩個問題。
首先,設備后期放冷速率降低,會層致設備不可能在白天16個小時的時間內將全部蓄冷量(潛熱)放完。故,計算時應考慮該部分無法放出的蓄冷量。設可利用蓄冷量占總蓄冷量(潛熱)的比率為K2。
根據(jù)裝置的放冷特性,各種裝置的K2值如下:
冰盤管 K2=0.95
冰筒 K2=0.90
冰球 K2=0.75
其次,在19∶00――23∶00的峰價段,需投入部份主機運行。設此時主機投入量占總制冷量的比率為K3。
K3值可根據(jù)K2值及裝置的放冷曲線求得,或由裝置供應商提供。
根據(jù)以上描述的冰蓄冷系統(tǒng)的運行狀況,現(xiàn)計算如下:
1.公式:
K3XQ=W1+W2-4XK3XP
(注:公式中的“4”是19∶00――23∶00投入部份主機運行的時間為4小時)
PXK1=(K3XQ+W3)/7.5
W2=(M1+M2M3+……Mn)-PXN
2.則根據(jù)以上公式推導如下:
K3XQ=(W1+W2-4XK3XP)
=(W1+(M1+M2+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)
假設N為5則可求出P值和Q值
3.在求出Q值和P值之后,即可知道N值設定是否正確,后果不正確則重新N值,帶入公式計算,直到N值正確為止。
五、裝置的選擇
以上計算中有效使用率K2的取值不同并不能簡單的說明裝置的優(yōu)劣。冰球的有效使用率雖然低,但其售價很低,其總價仍然是最低的。冰筒的有效使用率比冰盤管低,且其售價較高,但其蓄冷性能最好,蓄冷時的平均運行溫度最高。
且裝置的運行各有其特點,選擇裝置時應根據(jù)工程特性,機房場地、主機性能等工程的具體情況進行工作,而裝置的有效使用率僅在其中占很小的比率。比如:體育館等大空間建筑,其初始空調負荷較大,宜采用冰球作為裝置;低溫送風對裝置放冷性能要求較高,宜采用冰盤管作為裝置;冰筒宜采用三級離心制冷主機;冰球及冰盤管宜采用制冷機作為制冷主機等等。
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