由于气候的季节性变化和空调的使用特点,空调用电存在较大峰谷差。增加设备容量或进行改造工程,虽能满足企业高峰电力需求,但易造成能源二次浪费。采用水蓄冷中央空调系统就能较好地解决这一问题。 水蓄冷空调系统通过在夜间低电价时段利用冷水机组制备冷水,储存于蓄水罐中。日间高峰时段,系统将储存的低温冷冻水释放,满足空调制冷需求,从而实现电网的削峰填谷。 水蓄冷系统示意图 水蓄冷系统运行图 技术特点 水蓄冷中央空调系统改变常规空调即制即用的能源管理模式,将制冷和用冷分开管理。 温度分层型 储水制冷的过程中,温度分层型是最简单有效的方法,通过合理的设计,蓄冷效率可达到 85%-95%。 水在4℃左右时的密度最大,随着水温的升高密度逐渐减小。 温度分层型利用了水在不同温度时密度不同这一物理特性,依靠密度差使温水和冷水之间形成重力自然分层,温度低的水储存于池的下部,温度高的水储存于池的上部,冷热混合形成的斜温层成为冷水区和热水区的分隔层,并在储罐内佐以设置高效布水器来控制蓄冷槽的内部流动,保证斜温层稳定且厚度小。 冷量储存:夜间的智慧积累 当夜幕降临,夜间电网的低谷电价时段,水蓄冷中央空调系统却开始了它的“夜间行动”。 冷水机组开始全力运转,温度低、密度高的冷水进入水池底部,随着冷水层的扩大,斜温层从下至上逐渐升高,推动顶层温度高、温水密度小的温水慢慢流出,直至水池中全是冷水。 蓄冷示意图 这一过程,就像是在夜晚悄悄地为第二天的清凉储备能量。 冷量释放:白天的清凉馈赠 当白天电力需求高峰来临,正是水蓄冷空调系统大显身手的时候。 储存在蓄冷罐箱中的低温冷冻水为建筑提供空调用冷。温度高、密度低的温水从水池顶部进入,随着温水层的扩大,斜温层从上往下逐渐降低,推动底部温度低、密度高的冷水流出,直至水池中全是温水。 释冷示意图 释放出的冷量为用户带来清凉舒适的环境,同时减少高峰时期制冷用电,降费增效。 应用优势 成本效益 利用峰谷电价差异(广东省峰平谷比价为1.7:1:0.38),企业可在夜间低电价时段储能,日间高峰时段使用,显著降低运行成本。另外,广东省还在全省范围内实行蓄冷电价政策,对使用蓄冷技术的中央空调系统,在单独安装分时计量装置后,对其电量实行蓄冷电价(峰平谷比价为1.65:1:0.25)。 系统稳定性 水蓄冷技术相对成熟,系统设计和运行稳定,维护简单。系统可以在不同的环境条件下稳定运行,不受外部温度波动的影响,保证了室内环境的舒适度。 节能减排 水蓄冷系统的削峰填谷能力减少了高峰时段的电力消耗,降低碳排放,平衡电网负荷,提高能源利用效率。通过优化控制策略,水蓄冷系统可以在保证稳定性的同时,实现节能运行。 应急备用 水蓄冷系统可以在主机出现故障或系统断电的情况下,作为应急冷源,保证供冷不中断,提高了空调系统的安全性和可靠性,保障企业正常运营。 建设要求 选择合适的蓄水罐形状和材料,确保有效分层和最小化热损失,直立平底圆柱体为理想形状。除了新建蓄水罐,如建筑物中有闲置的消防水池也可利用起来,不占用场地还能节省初期投资。 精确计算建筑物的逐时负荷,合理匹配制冷机组与蓄水罐容量,确保系统高效运行。 保证蓄水罐水质,采用适宜的水处理措施,防止系统腐蚀和堵塞。 配备先进的控制系统,实现自动调节和远程监控,提高系统的可靠性和操作便捷性。
水蓄冷空调系统不仅是企业节能降耗的有效途径,也是提升建筑环境舒适度和经济性的明智选择。随着技术的不断进步和政策的支持,我们有理由相信,水蓄冷技术将迎来更广阔的应用前景。