蓄熱技術在暖通空調(diào)的應用

1、水蓄冷空調(diào)工程簡介 1中國從70年代起，在體育館建筑中多處采用水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。90年代初，建造和投入運行的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)有：(1)深圳電子科技大廈，建筑面積6.5萬m2，設計冷負荷3,200RT，蓄冷量8,750RTh，采用法國Cristopia冰球，CIAT單螺桿冷水機組，1993年5月投入運行。(2)北京日報社，建筑面積1.52萬m2，綜合辦公樓，設計冷負荷560RT，蓄冷量1,280RTh，采用北京西冷工程公司的有壓罐式齒球蓄冷器，臥式蓄冷罐2,4006,000三臺，1993年6月投入運行。(3)廣東清遠市新北江制藥有限公司，工藝用冷，發(fā)酵所產(chǎn)生的熱量由10的冷水吸收。正常生產(chǎn)時，耗冷49

2、6RT，利用低谷電蓄存冷水，貯水槽容積1,083m3，占地110m2，蓄冷密度達6.09RT/m3，蓄(調(diào)荷)冷量達6,600RTh，1992年5月投入運行。 2 (1)廣東東莞生化藥廠，水蓄冷系統(tǒng)，空調(diào)用冷，貯水槽750m3，蓄冷密度3.3 RT/m3(10,000大卡/m3)，蓄冷量達247RTH，1995年4月投入運行。(2)北京京信大廈，水蓄冷系統(tǒng)，利用原有有效容積998m3消防水池兼作蓄冷池，蓄冷密度1.59 RT/m3，蓄冷量為1,587RTH，減少了一臺原打算增添的60萬大卡/時的冷水機組。(3)煙臺大酒店，改建成水蓄冷式中央空調(diào)系統(tǒng)，水泥蓄冷水池400m3(消防水池)，冷水溫度

3、4-6。90年代以后的水蓄冷工程：3浦東機場二期候機樓（405,000平方米）的能源中心采用水蓄冷系統(tǒng)為冷源.設計最大冷負荷24,400RT，總冷負荷328,700RTh，總蓄冷量106,696RTh.冷水機組10臺，每臺制冷量2,000RT，供水溫度4 、回水溫度12 （大溫差） 。浦東機場二號能源中心是負責向第二航站樓和交通中心集中供冷供熱的工程，采用水蓄冷技術。儲水罐為兩個直徑26米、高23.7米的鋼制拱頂，容積各11,600立方米。白天通過二次循環(huán)水泵輸送到航站樓，供給空氣調(diào)節(jié)的終端設備使用。4航站樓和登機長廊56能源中心采用水蓄冷技術每年供冷成本可節(jié)約855萬人民幣，折合航站樓每平方

4、米節(jié)約成本17元，每年節(jié)電290萬度，節(jié)約運行費用177萬元。 7日本某電力公司辦公樓水蓄冷空調(diào)工程89習題：求冷機容量（分全部蓄冷和部分蓄冷冷機優(yōu)先兩種情況） 空調(diào)時間 空調(diào)負荷/ r t 8：009：00 560 9：0010：00 73510：0011：00 83011：0012：00 94012：0013：00 96013：0014：00 98014：0015：00 100015：0016：00 93516：0017：00 78017：0018：00 540 制冰時間12小時，空調(diào)時間10小時，工作轉換時間2小時。 10蓄熱技術在暖通空調(diào)的應用蓄熱式電鍋爐20世紀5060年代，電鍋爐在

5、國外先進國家已得到普遍應用 ，我國90年代開始出現(xiàn)。11蓄熱顯熱蓄熱：水、砂石（溫度低于150 ）、花崗巖、氧化鎂、氧化鋁。潛熱蓄熱： PCM蓄熱（phase change material相變材料）鹽、堿、氟化物、氯化物、硫酸鹽、亞硝酸鹽等低共熔混合物。鹽LiH（人造衛(wèi)星太陽能發(fā)電）；堿NaOH在美國、日本用于采暖制冷方面；硫酸鹽類 美國Transphase公司開發(fā)的相變溫度5 (8)空調(diào)蓄冷用蓄冷材料；化學反應蓄熱：利用可逆的化學反應的反應熱來進行蓄能。目前僅在太陽能領域受到重視，離實際應用尚較遠。12蓄熱式電鍋爐電鍋爐即“電加熱裝置”，在電鍋爐基礎上加上蓄熱裝置，即稱為蓄熱式電鍋爐。 一

6、、蓄熱式電鍋爐的組成 電鍋爐本體、電鍋爐控制柜、保溫式蓄熱裝置、 循環(huán)泵、水處理裝置二、系統(tǒng)工作原理 蓄熱式電鍋爐就是以電鍋爐為熱源，利用夜間廉價電力，加熱蓄熱載體（即熱媒，如：水、油、固體材料等），并將其儲存，在電網(wǎng)高峰時段關閉電鍋爐，由儲存的熱量取出用于供熱。13三、 系統(tǒng)特點1) 電鍋爐無燃燒，不排出有害氣體，無污染，無噪音，是各種取暖鍋爐污染最少的。2) 充分利用低谷電價，運行費用低。3) 自動化程度高，運行安全穩(wěn)定，具有過溫、過壓、過流、短路、斷水、缺相等多重自動保護，實現(xiàn)了機電一體化。4) 電鍋爐本體體積小，房屋結構簡單、緊湊，不需要煙囪和燃料堆放場地。5) 熱效率高，達到95%以

7、上。 14蓄熱式電鍋爐的蓄熱方式1、常壓水蓄熱：蓄冷、蓄熱一體；簡單；單位蓄熱量小，占地面積大。2、高溫水蓄熱：系統(tǒng)復雜。3、液態(tài)高溫體蓄熱：導熱油，單位蓄熱量大；易燃，配備消防設施，系統(tǒng)復雜。4、固態(tài)高溫體蓄熱：加熱到800 蓄熱；需中間熱媒；加熱設備壽命短；金屬材料高溫氧腐蝕。5、相變材料蓄熱：(固液相變潛熱），蓄熱量較大，成本高。15蓄熱式電鍋爐供熱系統(tǒng)組成： 電鍋爐、蓄熱水槽、熱交換器、循環(huán)水泵、自動控制裝置、供配電裝置電鍋爐：核心部件為電熱管 陶瓷電熱體 電熱管 碳鋼電熱體 不銹鋼電熱體 16 蓄熱罐 蓄熱水槽 混凝土蓄熱水池 熱交換器：板換循環(huán)水泵：一次熱水泵、二次熱水泵（水溫不同

8、）；常壓系統(tǒng)的一次泵布置在鍋爐出水側。配電裝置：（配電間距離鍋爐小于50m）加熱時每10s投入一組電熱管。17系統(tǒng)圖18系統(tǒng)的形式直供式循環(huán)式19系統(tǒng)的形式間接加熱式20蓄熱水槽容量計算形式：圓形和矩形；臥式和立式。圓形外表面積小，熱損失小。圓桶的直徑與高度的比：0.350.6部分蓄熱時，水槽容量V：V=QK1K2/(t)Q:日熱負荷平均值，kWh;K1、K2:熱損失附加率； ：蓄熱效率； t：二次側設計溫差， 。21鍋爐容量計算1、計算并繪制日熱負荷曲線；2、計算日熱負荷平均值Q （kWh） ；3、確定峰、平、谷三個供電時段；4、按公式計算電鍋爐的容量Qg（kW）： a)全部蓄熱 Qg =1

9、.1Q/TS b)部分蓄熱（Qg1 和Qg2中大者為鍋爐容量） 用電平段時鍋爐容量 Qg 1 =1.1Q(1-NS)/Tp 蓄熱時的鍋爐容量 Qg 2 =1.1QNS/TS NS:蓄熱量； TS:蓄熱時間（低谷電時段）,h Tp：鍋爐在用電平段的工作時間，h 22工程應用實例1上海電力醫(yī)院：主樓22層，病床360張，日間熱水耗量90m3。選擇2臺360kW電鍋爐，3只25m3的不銹鋼蓄熱水箱。冬季，鍋爐的水溫加熱到75 ，水箱的水溫65 ，從22：00到3：00加熱，水溫由35 提高到65 ，每天轉移低谷電7200kWh；夏季，鍋爐水溫60 ，水箱水溫50 ，只需1臺360kW鍋爐蓄熱2小時即

10、可，每天轉移低谷電7200kWh。23江蘇省委黨校校區(qū)電鍋爐蓄熱系統(tǒng)（改造工程）：電鍋爐機房位于校區(qū)內(nèi)浴室，原系統(tǒng)2臺燃煤鍋爐提供 2#樓及其附樓（賓館）、4#樓（食堂）的冬季采暖及生活熱水和12#、13#、14#樓（員工宿舍）和5#、6#（學員宿舍）的生活熱水，現(xiàn)改造為由電鍋爐蓄熱系統(tǒng)提供，并增加一套電蒸汽鍋爐系統(tǒng)，專供食堂用汽需要。電鍋爐蓄熱機房總投資156.6萬元（不包括土建費用），系統(tǒng)于2002年11月調(diào)試完成。 工程應用實例224采暖總面積11300m2，供暖周期為1、2、3、12月份，每年按120天計算；供暖時間11:00-13:00，18:00-6:30（校方定），設計日尖峰熱負

11、荷791KW，日總熱負荷7501KWh。生活熱水滿足525間標準客房的用水要求，每人每天按120L用水量（60），住客率為80%，生活熱水每天的用水總量為101m3（60）。25系統(tǒng)流程圖 循環(huán)泵供水泵采暖循環(huán)泵蓄熱泵電鍋爐蓄熱水箱26電鍋爐與儲熱裝置串聯(lián)、分量蓄熱模式設計。配置720KW電鍋爐兩臺，蓄熱裝置容積定為130m3（5.5m，H=5.65m）,蓄熱裝置內(nèi)介質(zhì)蓄熱至95，采暖板換冷側供回水溫度確定為60/50，相應熱側供回水溫度為85/55；生活熱水板換冷側供回水溫度確定為60/25，相應熱側供回水溫度為95/55，蓄熱裝置可利用溫差分別為30和40。由于生活熱水的不均勻性，管網(wǎng)中水

12、流量變化較大，為了保證未端用戶都能得到穩(wěn)定壓力的熱水，系統(tǒng)采用恒壓變頻供水方式，由壓力信號控制生活熱水供水泵變頻工作。考慮未端用戶在使用熱水時打開水龍頭就能得到溫度適中的熱水，系統(tǒng)設置了2臺生活熱水循環(huán)水泵。 27電鍋爐利用夜間8h低谷電（23:007:00）供暖的同時進行蓄熱，在用電高峰期間則利用電鍋爐和蓄熱裝置聯(lián)合供熱。在過渡季節(jié)，蓄熱量所占系統(tǒng)總負荷的比例逐漸增加時，系統(tǒng)也從分量蓄熱模式向全量蓄熱模式轉換，可以實現(xiàn)避峰運行，從而大幅節(jié)省運行費用。整個系統(tǒng)可按以下4種工作模式運行： a) 電鍋爐蓄熱兼供熱模式； b) 電鍋爐單供熱模式； c) 蓄熱裝置單供熱模式； d) 電鍋爐、蓄熱裝置聯(lián)合供熱模式。 28設備配置與技術參數(shù) 電熱鍋爐 720 kW 2臺 蓄熱裝