水蓄冷技術(shù)概述培訓(xùn)課件

技術(shù)原理利用夜間谷段電力的低電價(jià)，利用數(shù)據(jù)中心的冷水機(jī)組、冷水循環(huán)水泵、冷卻循環(huán)水泵等設(shè)備的備用機(jī)組進(jìn)行工作，將儲(chǔ)水罐中的水制冷到5℃以下，并在白天電價(jià)較高的峰段電力期間將蓄藏的低溫冷凍水釋放出來(lái)供空調(diào)系統(tǒng)制冷使用，對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)達(dá)到削峰填谷的目的，對(duì)數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)達(dá)到降低電費(fèi)的目的。1水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023實(shí)施水蓄冷的基本條件2水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023水蓄冷和冰蓄冷的對(duì)比項(xiàng)目冰蓄冷系統(tǒng)水蓄冷系統(tǒng)蓄冷槽容積小（僅為水蓄冷槽的10%~35%）大冷機(jī)冷凍水出水溫度1~3℃4~6℃冷機(jī)耗電較高較低蓄冷系統(tǒng)初投資較高較低蓄冷冷源需要能獨(dú)立運(yùn)行的制冰機(jī)組或雙工況冷機(jī)可利用現(xiàn)有系統(tǒng)冷源設(shè)計(jì)及運(yùn)行技術(shù)要求高，運(yùn)行費(fèi)用較高技術(shù)要求低，運(yùn)行費(fèi)用較低制冷性能系數(shù)COP低（比水蓄冷低10%~20%）較高其他用途無(wú)可結(jié)合消防水池等現(xiàn)有建筑空間一并使用，冬天可以作為蓄熱系統(tǒng)使用3水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023水蓄冷相比冰蓄冷在數(shù)據(jù)中心運(yùn)用中的優(yōu)勢(shì)水蓄冷系統(tǒng)可與原空調(diào)系統(tǒng)“無(wú)縫”連接，無(wú)需再額外配置蓄冷冷源或?qū)υ到y(tǒng)用冷水機(jī)組進(jìn)行調(diào)整；水蓄冷系統(tǒng)的冷水溫度與原系統(tǒng)的空調(diào)冷水溫度相近，可考慮直接使用，不需設(shè)額外的設(shè)備對(duì)冷水溫度進(jìn)行調(diào)整；水蓄冷系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠；在出現(xiàn)緊急狀況可及時(shí)投入使用，即可以考慮兼作容災(zāi)備份冷源使用。4水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023水蓄冷儲(chǔ)水形式迷宮式儲(chǔ)水及其水路圖多水罐/水槽式儲(chǔ)水5水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023自然分層式儲(chǔ)水法隔板法：類似自然分層式儲(chǔ)水法，在蓄水罐內(nèi)部安裝一個(gè)活動(dòng)的柔性膈膜或一個(gè)可移動(dòng)的剛性隔板來(lái)實(shí)現(xiàn)冷熱水的分離，通常隔膜或隔板為水平布置。這樣的蓄水罐可以不用散流器，但隔膜或隔板的初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用與散流器相比并不占優(yōu)勢(shì)。6水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023自然分層式儲(chǔ)水的優(yōu)勢(shì)與技術(shù)關(guān)鍵一般來(lái)說(shuō)，自然分層法儲(chǔ)水既無(wú)迷宮法容易產(chǎn)生用水死區(qū)導(dǎo)致蓄冷量減少的問(wèn)題，也無(wú)隔板法機(jī)械活動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障隱患，是最簡(jiǎn)單、有效和經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)水方法，如果設(shè)計(jì)合理，蓄冷效率可以達(dá)到85%-95%。自然分層式儲(chǔ)水的技術(shù)關(guān)鍵在于散流器/布水器，將水平穩(wěn)地引入罐中，依靠密度差而不是慣性力產(chǎn)生一個(gè)沿罐底或罐頂水平分布的重力流，形成一個(gè)使冷熱水混合作用盡量小、厚度盡量薄的斜溫層，要求通過(guò)散流器的進(jìn)出口水流流速合理，以免造成斜溫層的擾動(dòng)破壞。最適合自然分層的蓄水罐的形狀為直立的平底圓柱體。與立方體或長(zhǎng)方體蓄水罐相比，圓柱體在同樣的容量下，蓄冷罐的面積容量比最低，熱損失就越小，單位冷量的基建投資就越低。7水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023散流器/布水器的形式8水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023蓄冷罐的設(shè)計(jì)要素蓄冷罐的容積V的計(jì)算公式為：V=3600*Q/Δt*ρ*Cp*FOM*av其中除ρ蓄冷水密度（1000kg/m3）、Cp冷水比熱容（4.18kJ/kg*℃）為定值外，其余均為直接影響蓄冷罐最終容積的變量，如Q蓄冷量（RT）、Δt放冷回水溫度與蓄冷進(jìn)水溫度間的溫差、FOM蓄冷罐保溫效率、av蓄冷罐容積效率。9水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023板式換熱器的使用由上一頁(yè)的計(jì)算公式可推算得知，當(dāng)蓄冷罐一定時(shí)，蓄冷量與放冷回水溫度與蓄冷進(jìn)水溫度間的溫差成正比關(guān)系，而采用板式換熱器需要一、二次側(cè)保證一定的溫差用于換熱，假設(shè)換熱器需要溫差1℃，那在蓄冷罐溫差普遍只有6~7℃的現(xiàn)狀下，蓄冷量將減少約14%；使用板式換熱器的初衷其實(shí)是為了保證水質(zhì)，但開(kāi)式蓄冷罐的水質(zhì)也有其他辦法可以解決，因此，建議無(wú)需為了水質(zhì)問(wèn)題在蓄冷系統(tǒng)配置板式換熱器；至于如果采用地下水池式冷槽必須使用板式換熱器的，或者北方使用了免費(fèi)冷源的機(jī)房已經(jīng)使用了板式換熱器的，則無(wú)需討論。10水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023開(kāi)式蓄冷罐的水質(zhì)保障措施開(kāi)式蓄冷水罐雖然與大氣接觸，但只通過(guò)一透氣口，與罐外空氣接觸面很小，冷凍水中的含氧量變化很小，加上水罐水體量相對(duì)于原空調(diào)系統(tǒng)的水量來(lái)講大得多，只要保證初始補(bǔ)水水質(zhì)合格，以后的水質(zhì)更容易保持；即使擔(dān)心開(kāi)式蓄冷水罐的水質(zhì)保持問(wèn)題，還可以采用氮?dú)饷芊庀到y(tǒng)，這種系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于石化行業(yè)，用于隔離罐內(nèi)物質(zhì)免受大氣氧氣作用，而且普遍都是持壓罐體，所以應(yīng)用在我們這種微正壓的蓄冷水罐是可行的。11水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023氮封系統(tǒng)原理圖12水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023通過(guò)在蓄冷罐外立面采用結(jié)構(gòu)裝飾件，除了起到美觀作用外，還可以一定程度上掩蓋蓄冷罐的功能性、減輕周邊人員的抵觸感13水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023水蓄冷罐的串聯(lián)形式數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中，水蓄冷罐串聯(lián)接入一般是用于空調(diào)系統(tǒng)的容災(zāi)備份，蓄冷罐內(nèi)的冷水持續(xù)流動(dòng)以保證隨時(shí)保有備用蓄冷量供應(yīng)，蓄冷罐通常采用承壓閉式罐形式。14水蓄冷技術(shù)概述6/7/2023水蓄冷罐的并聯(lián)形式在并聯(lián)接入中，蓄冷罐既作為冷機(jī)的負(fù)荷端（蓄冷模式），也作為末端負(fù)荷的供冷源（放冷模式），根據(jù)不同狀況切換，如下三頁(yè)所示。15水蓄冷技術(shù)