冰蓄冷毕业设计论文.doc

本科毕业设计说明书（论文）第1页共56页1引言1.1冰蓄冷空调的基本概念空调系统在不需要能量或用能量小的时间内将能量储存起来，在空调系统需求大量的冷量时，就是利用蓄冰设备在这时间内将这部分能量释放出来。根据使用对象和储存温度的高低，可以分为蓄冷和蓄热。结合电力系统的分时电价政策，以冰蓄冷系统为例，在夜间用电低谷期，采用电制冷机制冷，将制得冷量以冰（或其它相变材料）的形式储存起来，在白天空调负荷（电价）高峰期将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足供冷需求。每kg水发生1的温度变化会向外界吸收或释放1kcal的热量，为显热蓄能；而每kg0冰发生相变融化成0水需要吸收80kcal的热量，为潜热蓄能。很明显，同一物质的潜热蓄能量(相变温度)大大高于显热蓄能量(1温差)，因此采用潜热蓄能方式将大大减少介质的用量和设备的体积。1.2冰蓄冷空调的社会背景环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题，如何合理的利用能源为人类创造现代生活已经成为当今社会的共识。在人类共同警视的时期，蓄能空调应运而生。随着社会的发展电力工业作为国民经济的基础产业，以取得了长足的发展。但是，电力的增长仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用电的急剧增长的需要，全国缺电情况仍未得到根本的改变。目前电力供应紧张表现在以下两点：第一点电网负荷率低，系统峰谷差加大，高峰电力严重不足致使电网经常拉闸限电。电网的峰谷差占高峰负荷的比例已高达25%30%。随着用电结构的变化，工业用电比重相对减少，城市生活商业用电快速增长，达成电网高峰限电，低谷电用不上的问题也越来越突出。第二点城市电力消费迅速，而城市电网不能适应，造成有电送不出，配不上的局面。解决电力不足的问题，一方面是靠增加对电力的投入，加快电力建设的步伐，多装机组；另一方面还要继续坚持开发与节约并重的能源开发的工作方针，加强计划用电和节约用电，通过经济的、技术的、行政的和法律的手段，鼓励用户节约用电，移峰填谷，充分利用电力资源，大力开发低谷用电。为鼓励用户削峰填谷，电力部门同地方制订了峰谷电价政策，将高峰电价与低谷电价拉开，使低谷电价只相当与高峰电价的20%50%，鼓励用户使用低谷电，这项政策目前已在部分地区实施，并将推广至全国。本科毕业设计说明书（论文）第2页共56页在电力供应紧张的情况下，峰谷电价政策的实施，为蓄冷空调技术提供了广阔的发展前景。1.3冰蓄冷系统的运行方式冰蓄冷系统的运行方式有两种：全量蓄冰模式和分量蓄冰模式。1.3.1全量蓄冰全量蓄冰模式的蓄冰时间与空调使用时间完全错开，在夜间非用电高峰期启动制冷机进行蓄冷，当所蓄冷量达到空调所需的全部冷量时，制冷机停机；在白天空调时蓄冷系统将冷量供给到空调系统，空调期间制冷机不运行。全部蓄冰时，蓄冰设备要承担空调所需的全部冷量，故蓄冰设备的容量最大，初投资费用高，若峰谷电价差较大，运行电费也最节省。多数用于间歇性的空调场合，如体育馆、影剧院、写字楼，商业建筑等。1.3.2分量蓄冰分量蓄冰模式是指在夜间非用电高峰时制冷设备运行，蓄存部分冷量。白天空调高峰期间一部分空调负荷（尖峰负荷）由蓄冷设备承担，另一部分则由制冷设备负担。在设计计算日（空调负荷高峰期）制冷机昼夜运行。部分蓄冷制冷机利用率高，蓄冷设备容量小，制冷机比常规空调制冷机容量小30%40%，是一种更经济有效的运行模式。根据以上分析，本设计方案采用分量蓄冰模式。1.4应用蓄冷空调技术的意义在能源消费逐渐增加的情况下，应用蓄冷空调技术具有较大的社会效益和经济效益，主要表现在如下几个方面：第一方面：削峰填谷、平衡电力负荷；第二方面：改善发电机组效率、减少环境污染；第三方面：减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费；第四方面：改善制冷机组的运行效率。空调的制冷机组运行时，其效益随着负和的变化而变化，因此，具有蓄冷的空调系统，可根据空调负荷的大小使机组处在最佳的效益下运行；第五方面：蓄冷空调系统特别适用于负荷比较集中变化比较大的场所；第六方面：应用蓄冷空调技术，可扩大空调区域使用面积。亦即蓄冷空调系统适合于改扩建空调工程；第七方面：适合于应急设备所处的环境，使用应急蓄冷系统可大大减少对应急能源的依赖提高系统的可靠性。综上所述，蓄冷空调技术在未来具有广阔的发展前景，今后我们要不失时机地本科毕业设计说明书（论文）第3页共56页抓住机遇继续加强与扩大与外国蓄冷设备厂的合作。国产的蓄冷空调要向低成本、高效率、全自动化方向发展，使国内蓄冷空调应用建立在吸收众多技术优点的基础上。另外，政府部门应大力提倡、宣传蓄冷空调的社会效益和经济效益，制定合理的分时电价政策，鼓励广大用户采用蓄冷空调系统。要积极开展蓄冷空调的设计、施工、调试、运行的培训，是广大的工程技术人员和施工安装人员深入了解蓄冷空调系统，使我国的蓄冷空调事业步入迅速发展的良性轨道。2工程概况2.1建筑概述上海某饭店，地下一层，地上十六层，建筑面积45664平方米，高66.3米。一层为大堂，二层为餐厅，三层为休闲场所，四层为办公、会议用房，五层以上为客房。建筑围护结构情况如下：外墙：水泥外粉刷20mm，泡沫珍珠岩保温层50mm，砖墙240mm，内粉刷20mm；内墙：内粉刷20mm，砖墙240mm，外粉刷20mm；屋顶：沙砾层，卷材防水层，水泥砂浆找平层20mm，加气混凝土保温层150mm，隔汽层，现浇混凝土面70mm，内粉刷20mm；楼地：40mm混凝土，水泥沙浆+碎石或卵石；外门：实体单层木质外门，内门：单层内门；外窗：单层钢窗，窗玻璃为5mm厚普通玻璃，有外遮阳和浅色布帘。2.2室内外设计计算参数2.2.1室外设计计算参数本工程在上海市，上海市地理位置北纬30°10，东经121°26。室外空气计算参数：夏季，空调室外计算干球温度34.0，空调室外计算湿球温度28.2，空调室外计算日平均温度30.4。冬季,空调室外计算干球温度-4。2.2.2室内设计计算参数民用建筑空调室内空气设计参数的确定主要取决于以下内容:首先，空调房间使用功能对舒适性的要求其中影响人舒适感的主要因素有:室内空气的温度、湿度和空气流动速度。其次，要综合考虑地区、经济条件和节能要求等因素。本科毕业设计说明书（论文）第4页共56页本工程设计参数为：夏季室内空气温度25；夏季室内空气相对湿度65%；冬季室内空气温度18；设计时使室内空气压力稍高于室外大气压，此种情况可以不考虑由于室外的空气渗透而引起的附加负荷。3负荷计算空调冷负荷有空调房间的冷负荷和制冷系统负荷两种，空调房间的冷负荷是确定空调送风系统风量和空调设备容量的依据。制冷系统负荷是确定空调制冷设备容量的依据。空调房间的冷负荷包括：由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经建筑物围护结构传入的热量形成的冷负荷；人体散热、散湿形成的冷负荷；照明设备散热形成的冷负荷；其他设备散热形成的冷负荷。制冷系统负荷：制冷系统负荷等于房间负荷、新风负荷和其他热量形成的冷负荷之和；也就是说空调制冷系统的供冷能力除了要补偿室内的冷负荷外，还要补偿空调系统新风量负荷和抵消冷量的再加热等其他热量形成的冷负荷。3.1通过围护结构的冷负荷围护结构的冷负荷的计算包括外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷、玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷、玻璃窗日射得热引起的冷负荷。具体计算方法如下：3.1.1外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷通过墙体、屋顶的得热量形成的冷负荷，可按下式计算：.()()cdRcQAKttkkt（3-1）式中.()cQ墙体和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；A外墙和屋面的面积，m2；K外墙和屋面的传热系数，W/(m2·)；Rt室内计算温度，；()ct外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，；dt地点修正值，；