蓄能技術培訓講義

蓄能系統(tǒng)——設計、控制與應用1目錄背景蓄能系統(tǒng)的分類典型的蓄能廠家與產(chǎn)品蓄能系統(tǒng)的設計計算蓄能系統(tǒng)的運行控制蓄能系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的比較蓄能系統(tǒng)的應用場合我公司在蓄能方面特點21.背景我國電力狀況裝機容量世界第二位；人均用電量較少電網(wǎng)峰谷差很大空調耗能情況基本在用電高峰每年以15％速度增長國家提倡采用蓄能技術轉移空調的高峰用電3蓄能技術原理所謂蓄能，就是在電力需求低谷時啟動制冷、制熱設備，將產(chǎn)生的冷或熱儲存在某種媒介中；在電力需求高峰時，將儲存的冷或熱釋放出來使用，從而減少高峰用電量。因此，蓄能技術又稱為“移峰填谷”。采用此技術，就可以減少電網(wǎng)的峰谷差，提高電網(wǎng)的運行效率，少建或緩建電站。4鼓勵蓄能的政策措施為調動廣大末端用戶轉移高峰用電的積極性，各地政府出臺了分時電價政策（我國通常分為高峰、平峰和低谷電價），有的還采用減免電力增容費等政策優(yōu)惠。以北京商業(yè)用電為例，分時電價政策為：高峰0.983元，8:00—11:00,18:00—23:00平峰0.623元，11:00—18:00,7:00–8:00低谷0.285元，23:00—7:005蓄能系統(tǒng)的額外好處采用蓄能系統(tǒng)除可以降低運行費用、減少電容量外，還可提高空調可靠性采用蓄能系統(tǒng)后，當整棟大樓停電時，可依靠備用發(fā)電機，使水泵和風機運轉起來，即可實現(xiàn)大樓的空調，提高空調系統(tǒng)的可靠性62.蓄能系統(tǒng)的分類按蓄存能量溫度高低分為蓄熱、蓄冷按蓄能介質分為水蓄熱/冷、冰蓄冷、相變材料蓄能按系統(tǒng)連接關系又分為串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)7不同蓄能介質的差異水蓄冷/熱主要是利用水的顯熱，蓄存一定冷/熱量時，通常需要較大的體積；但與制冷/熱設備的介質一樣，因此系統(tǒng)較簡單。冰蓄冷利用冰的溶解熱，蓄存一定冷量時，需要的體積較小，通常是水蓄冷的1/7；但需要采用防冰液，如鹽水溶液、乙二醇溶液等，且系統(tǒng)較復雜。82.1水蓄冷的系統(tǒng)形式水蓄冷直接將冷機產(chǎn)生的冷水儲存在蓄水罐或蓄水池中，用冷時再從水罐或水池中將冷水取走。水蓄冷系統(tǒng)通常為開式系統(tǒng)，當水罐或水池位于最高位置時，系統(tǒng)才類似閉式系統(tǒng)；因此水蓄冷系統(tǒng)應注意倒空，泵的選型也需正確。9嚴書P26圖3-2水蓄冷系統(tǒng)1原理圖及特點開式系統(tǒng)直連水池和冷機可分別或同時供冷10嚴書P27圖3-3水蓄冷系統(tǒng)2原理圖及特點水池側開式系統(tǒng)，負荷側閉式系統(tǒng)水池和冷機可分別或同時供冷間連，負荷側水溫稍高11水蓄冷系統(tǒng)3原理圖及特點冷機和負荷側閉式系統(tǒng)水池和冷機串聯(lián)供冷蓄冷和取冷均通過換熱器，溫差損失稍大水蓄熱與水蓄冷系統(tǒng)基本一致12溫度分層蓄水罐彥書P6圖2-2,2-3,2-4特靈教程:第二部分圖1113溫度分層蓄水罐多罐串聯(lián)14迷宮式蓄水槽15隔膜式蓄水罐16特靈串聯(lián)和并聯(lián)蓄水罐特靈教程:第二部分圖9和圖10172.2冰蓄冷的系統(tǒng)形式少量采用直接蒸發(fā)制冰，有的小系統(tǒng)也直接將乙二醇送到AHU或FCU中，通常采用乙二醇溶液制冰，采用乙二醇溶液或水取冷。常見的冰蓄冷系統(tǒng)分為兩類用乙二醇溶液蓄冷和取冷，用板換產(chǎn)生冷凍水，包括冰球/板式、內融式冰盤管等用乙二醇溶液蓄冷，直接用冷凍水取冷，如外融式冰盤管 182.2.1乙二醇溶液蓄冷和取冷的系統(tǒng)并聯(lián)系統(tǒng)：冷機和冰槽并聯(lián)，可獨自供冷，也可聯(lián)合供冷，小溫差供冷單板換系統(tǒng)、雙板換系統(tǒng)串聯(lián)系統(tǒng)：冷機和冰槽串聯(lián)，可實現(xiàn)大溫差供冷單泵、雙泵、三泵系統(tǒng)冷機上游、冰槽上游19并聯(lián)雙板換蓄冰系統(tǒng)冷機和冰槽的供回水溫差基本一致，通常為5℃兩組板換3個電動閥2個電動調節(jié)閥兩組乙二醇泵20并聯(lián)單板適換蓄冰系尋統(tǒng)冷機和冰印槽的供回深水溫差基損本一致，渠通常為5辱℃一組板換1個電擺動閥2個電動煙調節(jié)閥兩組乙碑二醇泵21串聯(lián)單隙泵蓄冰居系統(tǒng)冷機和冰堪槽的供回坡水溫差不生一致，串故聯(lián)后溫差楊可大于5聾℃一組板旱換2個電動御閥2個電上動調節(jié)恢閥一組乙錯二醇泵22特靈串劍聯(lián)單泵垮系統(tǒng)特靈教程子:第三部幕分圖4,賴圖2923串聯(lián)雙齒泵蓄冰撕系統(tǒng)冷機和冰趨槽的供回對水溫差不鑒一致，串艷聯(lián)后溫差遲可大于5決℃一組板鼠換2個電動倚閥2個電氧動調節(jié)網(wǎng)閥兩組乙二夠醇泵24串聯(lián)三斜泵蓄冰欺系統(tǒng)冷機和坡冰槽的浙供回水出溫差不罵一致，裳串聯(lián)后訴溫差可戶大于5吧℃，適紡合于大簡系統(tǒng)一組板姐換三組乙二飄醇泵：至士少P2和P3變頻泵25特靈串計聯(lián)三泵向系統(tǒng)特靈教程顆:第三部伏分圖3026關于冰槽球放在冷機咸的上游或曠下游特靈教眉程:第半三部分碼圖33京,圖3面4和圖處3527上游OR下游？282.2跨.1疫乙二醇脈溶液蓄柄冷、水資取冷的訓系統(tǒng)—漸—外融末冰盤管暈系統(tǒng)開式水聚箱29間連式峽外融冰嶺系統(tǒng)30閉式外羽融冰系睜統(tǒng)圖4312.3付其他圾形式蓄離冷系統(tǒng)特靈教程帳:第二部耐分圖2532冰晶式績蓄冰系罰統(tǒng)嚴書P9仍4圖4-鉗41(a餅)(b)333.捕典型的杰蓄能廠警家與產(chǎn)拉品目前蓄紫能水池肚的設計挪還未標誘準化，愁蓄熱對瞇熱源無景特殊要只求，蓄避熱水泵罷有高溫疼要求，榨蓄冰泵房誠能用乙容二醇溶或液蓄能系逢統(tǒng)涉及導的特殊呈產(chǎn)品雙工況冷蜂機(蓄冰西和普通制劃冷)蓄冰裝置板式換源熱器343.1扯蓄冰璃雙工況枝主機常見蓄冰列系統(tǒng)多采黎用螺桿式剛冷水機組鎖，典型廠情家包括頓漢布什仰、YORK狠、開利、特微靈、麥克叔威爾大型系統(tǒng)圖可采用特幣靈的三級謀離心冷機冤，小系統(tǒng)術可采用活扁塞式冷機一些普通鋪冷機可現(xiàn)奧場改造成堵雙工況冷侮機353.2疑蓄冰裝置靜態(tài)制創(chuàng)冰分冰感盤管和豈封裝式冰盤管沾式：BAC和清華順同方金灑屬盤管歇（外融池冰和內伍融冰）男、CAL澡MAC和FAF討CO塑料盤生管封裝式振：冰球弦、冰板煉、蕊芯悼冰球動態(tài)制子冰分冰棍片滑落退式和冰陷晶式冰片滑圍落、冰距晶36BAC金屬蛇蝕形盤管彥書P毯7圖2輪-637BAC盤管組較及冰槽彥書P8螺圖2-738CAL犧MAC塑料圓撞形盤管39FAF正CO塑料U形盤管嚴書P余63圖耗4-440FAF煙CO盤管組及款冰槽嚴書P6旅4圖4-芳5,圖隙4-741法國CIA輪T冰球和正臥式冰杜球罐嚴德隆楊P72暗圖4-勝15,招P7碼6圖4頸-18責和4-漫1942法國CIA擊T立式冰球冶罐43CAR光RIE瓦R的貯冰槽嚴書P紀77圖鞋4-2炊044美國REAC染TION和開利炎公司的利冰板彥書P1憲1圖2-侮12嚴書P7送3圖4-廢1645杭州華源水公司的蕊睬芯冰球嚴書P傭74圖怨4-1忙7,P烘79圖吧4-2感246EVAP逃CO外融冰得盤管嚴書P8嘉7圖4-刪30473.3獎板式促換熱器ALFA擇LAF搞A舒瑞普京海484.蓄夸能系統(tǒng)的貨設計計算以冰蓄控冷系統(tǒng)哄為例說鹽明計算誓過程,驕水蓄冷槐和蓄熱拘可參考訴之計算建筑闊設計日逐律時負荷根據(jù)逐冬時負荷鬼特點，陶確定是結否設置睬基載主陳機，并舌確定基小載主機騎容量，饞得到除櫻去基載軟負荷后斜的逐時寇負荷按冷機烈容量最沖小原則聰確定冷淹機容量按冷機貨在低谷物時段可塵蓄存的棵總冷量景確定冰今槽容量校核白應天逐時請取冷量排能否滿淚足負荷都要求49基載冷顯機示意湊圖彥書P2診6圖3-菌6504.1濁冷機濱和冰槽媽容量的笨計算公鞭式qC：冷機在件標準空傷調工況啊時的容注量Qtan午k：冰槽的萬容量Q：設計日逐否時負荷（烘除去基載逐負荷）之改和n1：白天制冷劇主機空調歷工況運行住小數(shù)時（子由于冷機泄不滿載，鑼通常取系蘿數(shù)0.9嗚）Cf：冷機制冰篩工況相對虧空調工況禁的性能系災數(shù)n2：夜間蓄冰泄工況冷機棉工作小數(shù)冷時51逐時負荷夢校核彥書P3匠8表4-逆3524.2析不同臨類型系海統(tǒng)中泵木的流量填與揚程詳細內尸容參閱圖：李先引庭，張目茂勇，克趙慶珠生。冰蓄召冷系統(tǒng)蝦中鹵水暫泵的合償理配置踢和選型企。暖通拔空調，堵200義2，（諷3）：氏70－登7453管道阻力堆計算乙二醇但物性參摘見彥書悔P40降-41延的表4潤-4、稠4-5氣、4-貼6和4芽-7。蓄冰系禁統(tǒng)通常紫采用質橫量濃度超為25隆%的乙皂二醇溶旺液，凝披固點為名-10末.7℃產(chǎn)(參見蔑彥書表魯4-8轟)乙二醇邁管路的也阻力:慚計算出尾水阻力怠后按彥績書P4敵2圖4勾-3中妻的曲線貍修正54管道阻力品修正修正鑰曲線55并聯(lián)雙板舅換蓄冰系黎統(tǒng)P1：冷共機額定流座量，揚程含為空調工奪況和蓄冰根工況阻力兆大者P2：鴨冰槽承鵝擔的最茶大負荷欄與設計債溫差確殿定56并聯(lián)單板梅換蓄冰系遇統(tǒng)P1：冷詳機額定流夢量，蓄冷麻工況阻力P2：碧最大負吵荷與設趁計溫差僚確定；斧揚程為矩冰槽、榮板換回附路阻力57串聯(lián)單替泵蓄冰偏系統(tǒng)P1：糾冷機額以定流量翠，冷機方、冰槽協(xié)、板換扇回路的挖阻力58串聯(lián)雙悅泵蓄冰筒系統(tǒng)P1：冷機額定誤流量，冷胡機、冰槽倡回路阻力如；P2：等于P1流量，柿揚程為豪板換支緞路的阻尤力59串聯(lián)三泵巾蓄冰系統(tǒng)P1：冷逢機額定阻泥力，冷機噴部分阻力P2：前流量一筐樣，板切換部分岸阻力P3：椒冰槽冰擴分的阻燦力604.3蛙板式廁換熱器氧和膨脹無水箱板式換熱遭器：按所奔承擔的容澇量和設計屢溫度選型把，并聯(lián)系刑統(tǒng)溫差較者小，通常冰為5℃，組而串聯(lián)系壺統(tǒng)則可以窗達到8-拐10℃膨脹水剝箱按最虛高溫度冠和最低憐溫度時脅密度差熱進行計卻算61膨脹水佳箱的計蛛算公式Vs:蓄冰最低甜溫度時，附系統(tǒng)中載顯冷劑的體猜積12:載冷覺劑最低邪溫和最各高溫的偽密度a1:低液位害時,膨逗脹水箱熟中的剩陪余體積逆,可取沿10%a2:高液位肅時,膨虧脹水箱葵中的剩塞余體積梅,可取映20%625.蓄講能系統(tǒng)的腫運行控制以蓄冰景系統(tǒng)為狠例說明難,水蓄女冷和蓄須熱可參趙考之.屯以下為發(fā)運行控僑制基本凳原則:實現(xiàn)不脖同運行欠模式的堆切換在滿足熱勸舒適的前濫提下,盡凝量將冰用百在電力高吊峰,以節(jié)猛省運行費擦用每天蓄貼存的冰射量應基遮本用完63冰蓄冷克系統(tǒng)的劇幾種運捆行模式冷機蓄浙冰冷機供匙冷冰槽供冷冷機與冰膨槽聯(lián)合供保冷蓄冰并供室冷停機64冰蓄冷系援統(tǒng)控制的夢幾種策略冷機優(yōu)瓜先:冷攏機先用蹲,不夠施時再用夾冰槽冰槽優(yōu)衛(wèi)先:冰永槽先用奴,不夠鈔時再啟宅用冷機比例控制尿:冷機和琴冰槽按一拘定比例同萬時供冷優(yōu)化控制辯:根據(jù)負羨荷需求和鑄電價政策冊,最合理繁地分配冷鞭機和冰槽劃的負荷,炒最大限度熄地為用戶獄節(jié)省運行堂費用65冷機優(yōu)關先的控哭制策略非常容易靈實現(xiàn)，且呢很可靠。壯但不能最趕大限度地跪發(fā)揮冰槽啊的作用，役不能很好潮地轉移高溉峰用電，跨運行費用倡節(jié)省不顯阿著早期的冰辟蓄冷工程炎采用66冰槽優(yōu)廈先的控藍制策略可最大限視度地發(fā)揮跟冰槽的作幕用，但容虧易出現(xiàn)下奮列情況：冰槽中例的大部眠分很可筆能不是爬在電力活高峰中耐利用的負荷高峰拾時，冰槽步中沒有冰徒了，從而叼僅靠冷機尺不能滿足微房間溫度軋要求67比例控制輩的運行策誘略通過合理哥調節(jié)負荷述在冷機和舊冰槽間的刑分配比例釣，可實現(xiàn)抓較充分利繭用冰槽；挽但分配比闊例并不是成一成不變晌的，分配秀比例的確案定很困難現(xiàn)，需要大撓量的經(jīng)驗68優(yōu)化控水制策略通過對第姻二天逐時么負荷的預晃測，合理秧分配冷機率和冰槽間網(wǎng)的負荷，籠最大限度男的節(jié)省運歐行費用，而并保證高價峰負荷時答的熱舒適確。需要一套顯優(yōu)化控制棒程序運行費用亦至少比冷銹機優(yōu)先省轟25%69某蓄冰赴工程自急動控制秩示例70蓄冰控榜制系統(tǒng)泄實現(xiàn)的饅功能自動檢測淚冷凍水供疏、回水溫酒度、壓力磁和供水流麗量自動檢鑒測冷卻用水供、某回水溫閃度及板浸換的供破、回水器溫度自動檢寨測蓄冰津槽進、駝出口溫擱度自動檢測低各水流開痰關狀態(tài)自動控制寄冷凍、冷虹卻水泵、京冷凍機、遍冷卻塔的食順序啟停艷及相關閥塊門的順序堡調節(jié)，并法檢測其運敗行狀態(tài)及攻過載報警根據(jù)測倒量值計王算系統(tǒng)倍冷負荷汁，以實屋現(xiàn)蓄冰扇槽出口餓溫度及茫冷凍機妄運行臺搜數(shù)的最獨優(yōu)控制根據(jù)供雙、回水風壓力自丑動調節(jié)桌旁通閥臺的開度色，以保嫌證管網(wǎng)泥壓力和杰流量穩(wěn)浮定專家系尼統(tǒng)診斷傻及故障僻報警可通過中開央管理工廁作站對其慶進行遠動趣控制71故障診斷判示例726.蓄汗能系統(tǒng)與糞常規(guī)系統(tǒng)判的比較蓄能系陡統(tǒng)能否峽實施，浸關鍵是鉆看其經(jīng)船濟性。釘通常需歪要將蓄噸能系統(tǒng)尊與普通俘的系統(tǒng)艘進行經(jīng)策濟比較對同樣裁的建筑詢設計蓄著能系統(tǒng)崖和普通杰系統(tǒng)計算二朝者的初孕投資（票含各種噸增容費瞧）計算二者赤的運行費竹用，得到剖蓄能系統(tǒng)艱相對普通感系統(tǒng)的投摸資回收期73初投資的庫估算主設備歇的報價自控部分請報價施工費用增容費助用其他費陪用74運行費勝用計算每月選粱取一代腸表日逐趙時負荷琴，按控某制策略誦分配冷舍機與冰學槽的負販荷，計爽算所有戶設備的桑功耗，俗按電價悔得到代禍表日運易行費用苦，匯總壘得到總恒的運行簡費用用同樣鉛方法得仙到普通饑系統(tǒng)的坦代表日缸和總的種運行費觸用75蓄能系株統(tǒng)與常理規(guī)系統(tǒng)惱的比較末（1）一般而言留，蓄能系富統(tǒng)的直接陶投資稍高裁于普通系放統(tǒng)，但若亞電力增容濟費用較高駛時，蓄能剛系統(tǒng)有可掃能與普通幟系統(tǒng)總投某資持平若采用低棄溫水和低受溫送風技常術，則蓄臥冷系統(tǒng)的膀直接投資汗有可能與娃普通系統(tǒng)下持平，甚狼至略低76蓄能系統(tǒng)陽與常規(guī)系淺統(tǒng)的比較遲（2）蓄能系溫統(tǒng)的運掩行費用拳肯定應篇低于普冤通系統(tǒng)役，通常奮可節(jié)省邊普通系抗統(tǒng)運行磨費用的鹿15~匙25%趟，特殊衛(wèi)情況可攏節(jié)約5央0%777.拘蓄能系意統(tǒng)的應掘用場合由于蓄核能系統(tǒng)虛是利用窗晚上低邀谷電蓄驢能的，忍因此最督適合于咸晚上電挨力低谷鼠時無空省調負荷允（或負主荷較小非）的建紹筑；蓄炮能系統(tǒng)籌最不適做合全天練負荷完嫂全一樣烏的場合研。蓄能系統(tǒng)如必須有分辨時電價政地策的支持78特別適合握蓄能的電旗價政策蓄能方案孔可減免電合力增容費嚷（而普通景情況則不擇能減免）高峰電價販與低谷電裁價的比例咬較高（如俯達到3：酷1以上）高峰電險價與低激谷電價縱的差較講大（有圓的地區(qū)轎雖然高必低比例腸小，但猜差價很遇大）79適合蓄跪能的建支筑類型剩（1）寫字樓產(chǎn)：僅白匙天有負眼荷，且謠在高峰隙；晚上勵基本無災負荷，盡非常適爽合蓄能賓館：晚殼上有一定小負荷，但呆不到白天盟的1/3利，可用基隸載主機承貿擔晚上負軍荷，也較半適合蓄能體育場館撈：使用時截間短，晚俘上有充裕鉛的時間蓄宇能，是非妄常理想的爬場合80適合蓄冒能的建疼筑類型熊（2）影劇院：憐演出時間蛛較短，負迎荷較集中鈔，適合采籠用蓄能圖書館姑、銀行濕：類似糠寫字樓商場：客譽流也集中睜在高峰電筋時段，可蛇利用低谷都電降低運罩行費用醫(yī)院：承類似賓前館81適合蓄能密的建筑類償型（3）教堂：每劉個禮拜是最主要負荷糧，可有充納分時間蓄宰能，最大度限度降低濫設備容量醫(yī)，并節(jié)省作運行費用寺廟：才主要活組動在白財天，晚蓋上是蓄敢能的很眨好時間82冰蓄冷壩系統(tǒng)的脾延伸應歪用（1棄）大溫差送巷水和低溫稀送風利用蓄羽冰產(chǎn)生倆的低溫橋水，外鄙融冰時旬可達到查2℃，村從而可淹利用1擊0℃錫溫差，鋼減少管交道尺寸盲和泵耗利用低溫桿水可產(chǎn)生虎低溫風（樸普通送風鑄約16-仰18℃商），如1醉0℃以肺下，從而膊減少風道殖尺寸和風仍機功耗83冰蓄冷全系統(tǒng)的幫延伸應否用（2述）已有建筑首由于空調文負荷增加紋，或冷機恐出力下降柳，不想增摧添新冷機柏時，可采偽用蓄能方餃式，增加說白天的供造冷能力這種方式蠟通常初投飄資較少，夫且運行費仁用較省84改造工石程的特并點改造工者程通常旋受場地蜜條件限居制冰槽太師大，現(xiàn)圍有的運錘輸通道跪不夠大現(xiàn)場場地祖不規(guī)則，連標準槽體列放不下解決措脅施冰槽和盆盤管分粥開運進壞，現(xiàn)場蜻拼裝可根據(jù)現(xiàn)慕場條件設興計非標產(chǎn)盯品85改造工程療的注意事會項分清用貴戶的需嗚求：是頂為節(jié)省姥運行費簽用，還廈是為解抬決供冷答能力不系足，突粥出重點充分利碑用現(xiàn)有腰的空間船條件布篇置冰槽梢、換熱擋器和水卡泵等個別工盜程如有牌資金問平題，可遞考慮不價上自控職，而用斧手動閥銹門，人水工切換部分冷機奪可通過改請造實現(xiàn)空蛋調和制冰激雙工況運欠行，應確途認冷機能剩否進行改蹈造868.郵我公司吐在蓄能畝方面特棄點對蓄能系縫統(tǒng)有深入芳的研究彥先生臣是國內躺最早開閣展蓄能繞研究與談應用的厲教授，悼二十世效紀70蹄年代即等開展水墳蓄冷應康用在國內聞唯一進冬行負荷閣預測與埋優(yōu)化控并制最早開展騾冰蓄冷系咳統(tǒng)動態(tài)仿尺真研究87公司已有兼技術水蓄冷和詳冰蓄冷系耍統(tǒng)設計軟眉件水蓄冷姜布水器邊優(yōu)化設前計軟件水蓄冷和就冰蓄冷動題態(tài)仿真軟蠶件空調負攝荷預測逐軟件蓄能系糖統(tǒng)優(yōu)化尾控制軟陽件閉式外融芒冰冰槽一體化蜓蓄冰機慕組88低溫送風禍時的技術葵措施已有低暮溫送風豆時風口財是否結床露（這鏈是一般鴉用戶用賠低溫送與風最擔生心的，筆而特殊揮風口非洽常昂貴緩）的分甜析軟件低溫條件棚下保溫材虛料性能檢營測臺89蓄能系腐統(tǒng)技術冊研究熱爭點（1梁）不同類沿型系統(tǒng)報的差異士與特點冰球開始珍取冷量大歷，后期取次冷量??；胳蓄冷時間科較長，適衫合于前期茫負荷大的睜情況盤管整個礦取冷過程嘩較均