成都某商業建筑冰蓄冷空調系統設計

蒲 堯 錦

(中國建筑西南設計研究院有限公司，四川 成都 610041)

成都某商業建筑冰蓄冷空調系統設計

蒲 堯 錦

(中國建筑西南設計研究院有限公司，四川 成都 610041)

通過工程實例介紹了冰蓄冷空調系統的設計過程，在進行冰蓄冷系統設計時，應針對工程的具體情況及特點選擇冰蓄冷系統的方式：動態冰蓄冷或者是靜態冰蓄冷；內融冰或者是外融冰；串聯或者并聯；主機上游或者主機下游等。

商業建筑，冰蓄冷，乙二醇

1 工程概況

本工程為成都某商業綜合體建筑，工程總建筑面積約為34萬m2，包括地下室、裙房及兩棟塔樓。其中地下5層～地下2層為汽車庫、設備用房等；地下1層～裙房7層為超市、商業、餐飲、電影院等(總面積為15萬m2)；兩棟塔樓分別為辦公和酒店。

本工程空調系統設計按業態進行劃分，大商業(包括超市)、寫字樓、酒店、電影院四個業態分別設置獨立的空調冷熱源系統，其中大商業采用冰蓄冷系統。

2 冰蓄冷方式的選擇

2.1動態冰蓄冷與靜態冰蓄冷

靜態冰蓄冷系統就是乙二醇溶液在管內流動，管道外側結冰的一種系統，冰附著在管壁上，呈靜止狀態。這種系統會隨著冰層厚度的增加而導致熱阻增加，使制冷劑的性能系數降低的缺點；動態冰蓄冷相對于制冰設備是運動的，具有冰層厚度小，蒸發溫度高，融冰迅速等特點，具有很好的節能潛力[1]。

但由于現階段我國動態冰蓄冷系統實際應用較少，應業主要求，本工程采用實際應用較多的靜態冰蓄冷系統。

2.2內融冰與外融冰系統

內融冰與外融冰系統均屬于靜態冰蓄冷系統，它們的制冰過程完全相同，區別在于融冰方式明顯不同。內融冰方式是從用戶端回來的載冷劑在盤管內流動，使得盤管外的冰融化，從而降低管內載冷劑的溫度，利用載冷劑攜帶的冷量滿足用戶的需要；外融冰是空調回水和蓄冰槽內的冰直接接觸換熱，控制流量使得水溫達到用戶需要的冷凍水的溫度即可。

內融冰為間接取冷，外融冰為直接取冷，效率相對于內融冰更高，取冷溫度更低。內融冰系統在蓄冰及融冰過程中載冷劑乙二醇溶液都在乙二醇管道里面流動，屬于閉式系統，系統承壓比外融冰系統高，另外，內融冰系統管路簡單，系統控制簡單，系統可靠性高；而外融冰系統其冰槽里的水直接參與系統循環，外融冰系統屬于開式系統，系統承壓能力低，此外，外融冰系統為保證系統正常運行，需增設鼓氣泵及布水器等輔助設備，系統相對復雜，控制困難，系統可靠性低[2]。

內融冰系統應用范圍非常廣泛，而外融冰系統更適合要求短時間放完冷量的工程如觀演建筑等。本工程選擇采用內融冰系統。

2.3并聯系統與串聯系統

并聯系統如圖1所示，管路布置簡單，可充分發揮制冷機組和蓄冰裝置的出率，但控制復雜，存在供液溫度不恒定的問題。串聯系統如圖2所示，系統控制簡單，供液溫度恒定，另外乙二醇溶液順次經過制冷機組和蓄冰裝置，可加大供回液溫差，從而降低循環水泵能耗而節約能源[3]。本工程采用串聯系統。

2.4主機處于上游與主機處于下游

主機下游的串聯系統，進入蓄冰裝置的乙二醇溶液溫度高，因此融冰效率高，可節約融冰裝置的初投資，但同時進入主機的乙二醇溶液溫度低，而導致主機的冷量和效率降低。主機上游的串聯系統，進入主機的乙二醇溶液溫度高，主機的冷量和效率提高，只是融冰效率降低導致蓄冰系統的初投資有所增加。本工程采用主機處于上游的冰蓄冷系統。

3 冰蓄冷系統的設計計算

3.1制冷主機及冰盤管選型

經逐時逐項計算,本工程的冷熱負荷匯總如下：空調冷負荷：7 300 RT，設計日總冷負荷：75 000 RTh；空調熱負荷：9 450 kW。業主提供的商業營業時間表明在23：00～7：00僅7層商業營業，通過計算得出此區域冷負荷為395 RT，應業主要求，考慮部分富裕，選擇一臺500 RT的離心制冷機組作為基載。

其中，qc為制冷機容量，RT；Qs為蓄冰容量，RTh；c1為有換熱設備的雙工況主機制冷工況系數，通常為0.8～0.95。本工程取0.94；n1為制冷機在制冰工況下運行時間，本工程取8 h；n2為制冷機在空調工況下運行時間，本工程取12 h；cf為制冷機制冰時制冷能力的變化率,本工程取0.62。

經計算得出，制冷機容量qc=4 540 RT，蓄冰容量Qs=22 520 RTh。則冷熱源選型方案如下：4臺1160/745的雙工況制冷機組及1臺500的基載。選擇24臺蓄冰量為592 RT及20臺蓄冰量為462 RT的冰蓄冷盤管。

3.2乙二醇溶液及空調冷凍水供回水溫度的確定

1)進出乙二醇板換的冷凍水供回水溫度為12 ℃/6 ℃，乙二醇溶液的溫度為3.5 ℃/11 ℃。2)冰蓄冷系統供冷時，進出主機的乙二醇溶液的溫度為11 ℃/6 ℃，進入冰盤管的乙二醇溶液的溫度為6 ℃。3)主機出水溫度設定值：制冰時：-5.6 ℃。

4 結語

在進行冰蓄冷系統設計時，應針對工程的具體情況及特點選擇冰蓄冷系統的方式：動態冰蓄冷或者是靜態冰蓄冷；內融冰或者是外融冰；串聯或者并聯；主機上游或者主機下游等。在進行冰蓄冷主機計算選型時，需首先確定建筑夜間負荷值。

[1] 馮自平.建筑節能新技術——動態冰蓄冷[J].建筑,2009(3):38-40.

[2] 楊 光.盤管式內外融冰系統技術運用差別分析[J].暖通空調,2010(6):76-77.

[3] 李先庭.冰蓄冷串聯系統節能方法分析[J].制冷技術,2000(1):26-27.

AdesigningoficestorageairconditioningsystemofcommercialbuildinginChengdu

PuYaojin

(ChinaSouthwestArchitecturalDesign&ResearchInstituteLtd,Chengdu610041,China)

This paper introduces the design process of ice storage air conditioning system through engineering examples. In the design of ice storage system, the ice storage system should be selected according to the specific situation and characteristics of the project. Dynamic ice storage or static ice storage, internal melting ice or outer melting ice, series or parallel, upstream of the host or downstream of the host.

commercial building, ice storage, ethylene glycol

1009-6825(2017)30-0121-02

2017-08-14

蒲堯錦(1986- )，女，工程師

TU831.3

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