冰蓄冷在紡織廠(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

1、1冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)蓄冷技術(shù)是在電力負(fù)荷很低的夜間,采用電動(dòng)制冷機(jī)制冷,利用蓄冷介質(zhì)的顯熱或潛熱特性,將冷量?jī)?chǔ)存起來(lái),在電力負(fù)荷較高的用電高峰期,把儲(chǔ)存的冷量釋放出來(lái),以滿(mǎn)足建筑物空調(diào)或生產(chǎn)工藝的需要。與常規(guī)空調(diào)相比,蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可均衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷,提高發(fā)電設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,在電力部門(mén)實(shí)施峰谷分時(shí)電價(jià)政策下,用戶(hù)可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。天津市各個(gè)時(shí)段電價(jià)見(jiàn)表1。2冰蓄冷空調(diào)與常規(guī)紡織廠(chǎng)空調(diào)對(duì)比分析2.1基本條件假設(shè)2.1.1在壽命期內(nèi)電價(jià)不變;從目前狀況看,即便電價(jià)改變,也是朝著峰谷電價(jià)差增加的方向轉(zhuǎn)化,這樣就會(huì)只增加冰蓄冷空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性。2.1.2冰蓄冷空調(diào)初投資增加只考慮了蓄冷設(shè)備增加的差額部分。2.2初

2、投資初投資主要考慮設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)用、電力增容費(fèi)用等。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)的紡織廠(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)在建筑物投資費(fèi)用上面兩者相差不多,在計(jì)算分析模型中不予計(jì)算。蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的初投資為:B X=F X+A+Z(1式中:B X蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的初投資;F X蓄冷空調(diào)設(shè)備投資,包括制冷機(jī)組的投資,以及蓄冷設(shè)備的投資;A設(shè)備調(diào)試費(fèi)用;Z電力增容費(fèi),Z=MP,其中M為每kW用電量電力增容費(fèi);P為空調(diào)系統(tǒng)的配電容量。2.3運(yùn)行費(fèi)用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備配電容量般比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)配電容量要小,并且由于實(shí)行三段分時(shí)電價(jià),利用夜間谷段的低價(jià)電蓄冰,在日間電力高峰段放冷,可以比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)。系統(tǒng)維修費(fèi)按設(shè)備價(jià)格的

3、5計(jì)算1。系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用C:C=G d+0.005F X(2式中:G d空調(diào)年運(yùn)行電費(fèi)。G d=E(HQ f+MQ P+LQ g/(3E為空調(diào)運(yùn)行時(shí)間;H、M、L為尖峰段、平段、低谷的電價(jià);Qf,Qp,Qg為上述時(shí)段的空調(diào)負(fù)荷;為系統(tǒng)性能系數(shù)。3案例某紡織廠(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)日峰值冷量為23367kW,約6644Rt。逐時(shí)負(fù)荷見(jiàn)圖1,流程見(jiàn)圖2。主機(jī)與蓄冰設(shè)備串聯(lián)、單循環(huán)系統(tǒng),帶基載主機(jī)。制冰主機(jī)為雙工況螺桿冷水機(jī)組。蓄冰設(shè)備為美國(guó)BAC鋼盤(pán)管,蓄冰方式為非完全凍結(jié)式。針對(duì)該負(fù)荷形式采用如下的運(yùn)行策略:1.主機(jī)單制冰時(shí)段:此時(shí)段為電價(jià)低谷段,雙工況主機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行制冰儲(chǔ)冰蓄冷在紡織廠(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析天

4、津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院建筑環(huán)境系華佳*劉樹(shù)森摘要本文將冰蓄冷空調(diào)與普通紡織廠(chǎng)空調(diào)做了比較,并針對(duì)紡織廠(chǎng)空調(diào)的特殊工藝要求提出了相應(yīng)的改進(jìn),將冰蓄冷技術(shù)運(yùn)用到紡織廠(chǎng)空調(diào)中,進(jìn)而達(dá)到移峰填谷,節(jié)能降耗的目的。關(guān)鍵詞冰蓄冷紡織廠(chǎng)空調(diào)二次冷源節(jié)能The Application of Ice Storage Technique to Textile Plant air ConditioningBy Hua Jia*and Liu ShusenAbstract This paper compares the economics of ice storage air condictioning with nor

5、maltextile plant air condictioning.Made some impovement on the basis of theice storage technique to meet the special demand of the textile plant aircondictioningKeywords Ice storage,Textile mill air conditioning,Second coldresource,Energy conversation*Tianjin Polytechnic University表1天津市各個(gè)時(shí)段電價(jià)時(shí)間段名稱(chēng)價(jià)格

6、元/(kWh說(shuō)明8:0011:00,18:0023:00尖峰1.05 7:008:00,11:0018:00平段0.67 23:00翌日7:00低谷0.31峰谷電價(jià)比為3.391電價(jià)差為0.74工程與應(yīng)用E ngineering and Application*華佳,1979年12月生,大學(xué)本科地址:天津市河?xùn)|區(qū)成林莊路63號(hào)37二OO八年一月中國(guó)建設(shè)信息供熱制冷中國(guó)建設(shè)信息供熱制冷二OO 八年一月表3全年運(yùn)行節(jié)省電費(fèi)單位:元負(fù)荷天數(shù)每天節(jié)省費(fèi)用總共節(jié)省費(fèi)用100%31625519390580%311082533557560%611075265587230%317259225029表2設(shè)備初投

7、資比較單位:萬(wàn)元蓄冰空調(diào)系統(tǒng)常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備容量(Rt 價(jià)格設(shè)備名稱(chēng)容量(Rt 價(jià)格雙工況主機(jī)3900975.0主機(jī)66521663.0基載主機(jī)39298.0蓄冰設(shè)備211762.6主機(jī)冷卻水塔4292201.8主機(jī)冷卻水塔6652307.2板式熱交換器219.0水泵133.0水泵121.6乙二醇(t83167.0電力設(shè)備費(fèi)及增容費(fèi)291.2395.1總投資2847.62486.9供熱 制冷工程與應(yīng)用E ngineering and Application冷,以備白天電價(jià)高峰時(shí)使用。夜間少量冷負(fù)荷由基載主機(jī)提供。運(yùn)行時(shí)間段為23:007:00。2.融冰+主機(jī)供冷時(shí)段:此時(shí)段盡量使用融冰供冷,同

8、時(shí)主機(jī)全部或部分滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行,盡量提高主機(jī)效率,節(jié)約電費(fèi)。3.單融冰供冷時(shí)段:此時(shí)段為高價(jià)電時(shí)段,冷負(fù)荷完全由融冰滿(mǎn)足,當(dāng)建筑物冷負(fù)荷降低時(shí),可延長(zhǎng)單融冰時(shí)段,最大限度節(jié)約電費(fèi)。4.制冷機(jī)單供冷時(shí)段:此時(shí)段,在部分負(fù)荷下,冷負(fù)荷完全可以由主機(jī)提供,以便讓蓄冰在高電價(jià)的尖峰期供冷。從圖1中可以看出:采用雙工況主機(jī)制冷量為3849Rt 。所以選擇1170Rt 主機(jī)2臺(tái),780Rt 主機(jī)2臺(tái),共計(jì)3900Rt ,以滿(mǎn)足工況需求。除此之外選擇基載主機(jī)140Rt 和252Rt 各1臺(tái),蓄冷設(shè)備89臺(tái)。與普通制冷設(shè)備相比較初投資分析見(jiàn)表2。按照?qǐng)D1的負(fù)荷及運(yùn)行策略,采用公式(3,計(jì)算出100%負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行費(fèi)

9、用;蓄冰空調(diào)系統(tǒng)為50712元/日;常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)為56967元/日。蓄冰系統(tǒng)較常規(guī)系統(tǒng)節(jié)省電費(fèi)6255元/日。由于全年運(yùn)行不可能都處于100%負(fù)荷條件下,根據(jù)有關(guān)資料分別計(jì)算80%、60%和30%負(fù)荷的時(shí)間。并且設(shè)定全年運(yùn)行為154天,則計(jì)算結(jié)果列于表3。可以看出Gd 可節(jié)省約141萬(wàn)元/年,如根據(jù)公式(2維修費(fèi)按設(shè)備價(jià)格的5計(jì)算,則總體每年可節(jié)省140萬(wàn)元。通過(guò)上述分析,對(duì)于本例而言,初投資增加360.7萬(wàn)元,每年可節(jié)省140萬(wàn)元,則回收期為2.6年。目前公認(rèn)冰蓄冷空調(diào)增加的投資在5年內(nèi)回收,就應(yīng)該積極采用2。4冰蓄冷技術(shù)在紡織廠(chǎng)空調(diào)系統(tǒng)改造中的應(yīng)用紡織廠(chǎng)空調(diào)屬工藝性空調(diào),對(duì)溫度和濕度的控制

10、精度要求相對(duì)較高,送風(fēng)溫度與室內(nèi)溫度差值不宜太大3。以某紡織廠(chǎng)細(xì)紗車(chē)間為例:空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)為T(mén)=30,=65%,送風(fēng)溫度T s =26.9,冷水溫度15.45,回水溫度18.83。而冰蓄冷裝置提供的冷凍水溫度在14,遠(yuǎn)低于普通噴淋室所使用的冷凍水溫度,要保證車(chē)間溫濕度的控制精度,可以將低溫冷凍水與部分回水按一定的比例混合,形成二次冷水供噴淋室使用(參見(jiàn)圖2。因此蓄冰系統(tǒng)的冷水流量將小于常規(guī)空調(diào)的流量,減小蓄冷水泵的電容量。5結(jié)論1.近年來(lái),各地電力部門(mén)紛紛出臺(tái)了峰谷電價(jià)政策,蓄冷技術(shù)挖掘了電網(wǎng)低谷潛力,對(duì)紡織廠(chǎng)這樣的空調(diào)大戶(hù),更有利于節(jié)能降耗,優(yōu)化資源配置。2.該技術(shù)投資回收期小于5年,經(jīng)濟(jì)效益明顯。3.該系統(tǒng)回水溫度較高,融冰溫差大,能源利用效率較高。冰蓄冷式空調(diào)系統(tǒng)的制冷設(shè)備經(jīng)常處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),有助于主機(jī)運(yùn)行效率的提高。4.將冰蓄冷技術(shù)引入工藝性空調(diào)領(lǐng)域,拓展了該技術(shù)的應(yīng)用范圍,更加有利于夏季“削峰填谷”,避免因拉閘限電造成的經(jīng)濟(jì)損失。由于冷凍水溫