水蓄冷空调设计手册(第一版)

1.水蓄冷空调系统的形式根据空调系统冷负荷的情况和用户所在地区的分时电价，将水蓄冷分成三种形式。1.1完全蓄冷将全天的空调冷负荷完全转移到电力低谷时段。完全蓄冷的日运行示意图见图1，从图中可以看出，全天空调时段所需要的冷量均由蓄冷系统供给。这种蓄冷运行模式运行费用最省。这种水蓄冷方式适宜于仅有白天冷负荷的空调系统。0100200300400500600万kcal/h123456789101112131415161718192021222324时间图1完全蓄冷运行图放冷蓄冷1.2完全削峰蓄冷将高峰时段的空调冷负荷完全转移到电力低谷时段。完全削峰蓄冷的日运行图见图2，从图中可以看出，全天高峰时段空调所需要的冷量均由蓄冷系统供给(图中8.00～11.00，18.00～21.00为高峰用电时间)。这种水蓄冷方式适宜于仅有白天冷负荷的空调系统。第1页共9页050100150200250300350400万kcal/h123456789101112131415161718192021222324时间图2完全削峰蓄冷运行图放冷主机蓄冷1.3部分负荷蓄冷将全天空调的冷负荷部分转移到电力低谷时段。部分负荷蓄冷的日运行示意图见图3，从图中可以看出，夜间用电低谷时段储存冷量，补充高峰时段空调所需要的冷量。这种水蓄冷形式可根据空调制冷系统制冷能力与可能建设蓄冷水池的大小，在运行过程中可执行完全削峰加填平、完全削峰与局部削峰等运行模式。完全削峰蓄冷是部分削峰的一个特例，它比较特殊，因为这种蓄冷形式的单位能量的运行费用最便宜。第2页共9页050100150200250300350400万kcal/h1357911131517192123时间图3部分蓄冷运行图放冷主机蓄冷通常蓄冷系统是采用完全蓄冷还是部分蓄冷可根据建筑物设计日空调负荷分布曲线图来确定。原则上说，对于设计日尖峰负荷远大于平均负荷，则系统宜采用全部蓄冷；反之，对于设计日尖峰负荷与平均负荷相差不大，制冷能力又较大，且全天运行时，宜采用部分蓄冷（削峰蓄冷）。全部蓄冷式系统的投资较高，占地面积较大，一般不太采用；但由于完全蓄冷的经济效益与社会效益最好，完全蓄冷的形式在条件允许的场合，还是应该提倡采用的。而部分蓄冷式系统的初期投资与常规空调系统相差不大（制冷设备减少，增加蓄冷设备，二者相差不多），运行费用大幅度下降，这种水蓄冷形式同样是应该推广采用的。第3页共9页2.水蓄冷空调系统设计2.1水蓄冷空调系统设计的一般原则2.1.1水蓄冷空调系统设计的组成蓄冷空调系统一般由制冷设备、蓄冷水池、辅助设备、设备之间的管道连接以及控制系统组成。蓄冷空调系统形式多种多样,无论采用哪一种形式,其最终的目的是为用户提供一个舒适的环境。蓄冷空调系统还应达到能源最佳使用效率,节省运转电费,为用户提供一个安全、可靠、耐用和节能的系统的目的。2.1.2水蓄冷空调的基本运行模式水蓄冷空调系统应根据空调全日负荷及所选择蓄冷设备的特性进行设计。无论哪一种水蓄冷空调系统都应满足以下四个基本运转模式：（1）制冷机组蓄冷过程（有时需同时供冷）。（2）制冷机组供冷过程。（3）蓄冷设备释冷过程。（4）制冷机组与蓄冷设备同时供冷释冷过程。采用哪一种运行模式由空调系统全天的负荷大小和制冷设备及蓄冷能力大小确定，但蓄冷系统应充分利用低价的夜间电，充分发挥系统运行的经济效益。2.1.3水蓄冷空调系统设计的步骤蓄冷空调系统设计可按以下步骤进行第4页共9页（1）设计者需掌握的基本资料：当地电价政策、建筑物的类型及使用功能、可利用空间（设置蓄水设备）等。（2）确定建筑物设计日的空调逐时冷负荷。（3）选择蓄水设备的形式。（4）确定蓄冷系统形式和运行控制策略。（5）确定制冷机组和蓄冷设备的容量。（6）选择其它配套设备。（7）编制蓄冷周期逐时运行图。（8）进行技术经济分析，可计算出水蓄冷系统的投资回收期。2.2确定全天空调逐时负荷常规空调系统是依据峰值冷负荷选择冷水机组和空调设备；而蓄冷空调系统则是需要根据建筑物设计日的总冷负荷（单位为：千瓦时KWH或冷吨小时RTH）、蓄冷模式（全部蓄冷或部分蓄冷）和运行控制策略（主机优先或蓄冷优先）设计。因此，设计蓄冷空调系统时，应能比较准确地提供建筑物设计日的逐时负荷表或逐时负荷图。典型设计日的逐时负荷应根据典型日逐时气象数据、建筑围护结构、人流、内部热源设备以及运行制度，采用动态负荷计算法计算。其中关键是人流、内部设备、新风量等随机负荷的计算需要大量的统计数据。空调负荷计算可见其它暖通空调设计手册。设计者在初步设计过程中很难准确计算出设计日逐时空调负荷，可根据峰值负荷估算典型设计日逐时负荷或典型设计日总冷负荷。表1是民用建筑空调冷负荷估算指标，表2是公用第5页共9页建筑的建筑物逐时负荷系数表（新建），表3是公用建筑的建筑物逐时负荷系数表（改建），可依此计算出设计日逐时冷负荷。表中以峰值小时负荷为1。这样，计算或估算出峰值小时负荷以后，就可根据建筑物的类型取表中所列数值得出建筑物设计日逐时冷负荷。但是，应注意影响建筑物设计日逐时冷负荷的因素很多，即使完全相同，（面积相等）的建筑，其朝向不同，其逐时负荷分布也不同。因此表中所列数据仅供设计者估算参考。第6页共9页部分民用建筑空调冷负荷估算指标(W/m2)（新建）表1顺序建筑类型及房间名称室内人数建筑负荷人体负荷照明负荷新风量新风负荷总负荷人/m2W/m2W/m2W/m2m3(人.h)W/m2W/m21旅游旅馆:客房0.0636072050271142酒吧、咖啡0.50357015251362563西餐厅0.50408417251362774中餐厅0.673511620251903605宴会厅0.803013430252164106中庭、接待0.1390176018241917小会议室0.3360434025922358大会议室0.67408840251903589理发、美容0.25504150256720810健身房、保龄球0.203587206013027211弹子房0.20354630306517612棋牌室0.053563402513627413舞厅0.332097203311925614办公0.10401450252713115商店、小卖部0.20403140184015116科研、办公楼0.20402840204315117商场：底层1.0035160401213036518二层0.8335128401210430719三层及三层以上0.50408040126522520影剧院：观众院2.003022815817444721休息厅0.507064204021637022化妆室0.25403550205518023体育馆：比赛（看台）0.40356540156520524观众休息厅0.507027.520408620325贵宾馆0.13581730506817326图书馆：阅览室0.10501430252712127展览厅：阅览室0.25583120256817728会堂：报告厅0.503558402513626929公寓：住宅0.10701420505415830医院：高级病房11031一般手术室15032洁净手术室30033X光、CT、B超15034餐馆300第7页共9页公用建筑的建筑物逐时负荷系数表（新建）表2时间写字楼宾馆商场餐厅咖啡厅夜总会保龄球100.3200000200.3200000300.3200000400.3500000500.4500000600.500000070.450.5900.3200080.820.670.400.340.320090.850.670.500.360.3700100.890.750.760.250.4800.30110.910.840.800.720.7000.38120.860.900.880.920.860.400.48130.861.000.941.000.970.400.62140.891.000.960.941.000.400.76151.000.921.000.341.000.410.80161.000.840.960.420.960.470.84170.900.840.850.920.870.600.84180.570.740.800.420.810.760.86190.310.740.640.840.750.890.93200.220.500.500.560.651.001.00210.180.500.400.520.480.920.98220.180.360.870.85230.340.780.48240.330.710.30第8页共9页公用建筑的建筑物逐时负荷系数表（改建）表3时间写字楼宾馆商场大酒店纺织厂化纤厂电子厂1:00-2:0000.5000.530.670.80.732:00-3:0000.5000.530.670.80.733:00-4:0000.5000.530.670.820.734:00-5:0000.5000.530.650.820.735:00-6:0000.5200.530.650.820.736:00-7:0000.5500.550.650.840.87:00-8:000.550.590.570.570.710.850.828:00-9:000.820.670.610.620.750.850.849:00-10:000.850.670.640.670.790.880.8810:00-11:000.890.750.680.750.840.90.9111:00-12:000.910.840.760.810.880.930.9412:00-13:000.860.900.880.90.930.950.9613:00-14:000.861.000.940.960.970.980.9814:00-15:000.891.000.961110.9915:00-16:001.000.9210.920.990.99116:00-17:001.000.840.960.840.950.950.9917:00-18:000.900.840.930.840.910.930.9818:00-19:000.570.740.910.740.870.910.9619:00-20:000.530.740.880.740.840.880.9120:00-21:000.530.580.820.670.810.860.8821:00-22:000.400.580.760.620.790.830.8222:00-23:000.400.510.670.580.740.830.7823:00-24:000.510.580.710.80.7424:00-1:000.510.580.710.80.74