冰蓄冷中央空调及其相关系统毕业设计(编辑修改稿)

冰蓄冷中央空调及其相关系统毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

大量的运行费用 可作为应急冷源，停电时可利用自备电力启动水泵融冰供冷 冰蓄冷中央空调及其相关系 统 6 2 冰蓄冷空调的制冷机组 空调压缩机原理是借助外力维持制冷剂在制冷系统内的循环， 空调压缩机吸入来自蒸发器的低温、低压的制冷剂蒸气。 空调压缩机压缩制冷剂蒸气使其温度和压力升高，并将空调压缩机的制冷剂蒸气送往冷凝器，在热量吸收和释放的过程中，空调压缩机就实现了热交换。 离心式压缩机根据压缩机中安装的工作轮数量的多少，分为单级式和多级式。 如果只有一个工作轮，就称为单级离心式压缩机，如果是由几个工作轮串联而组成，就称为多级离心式压缩机。 在空调中，由于压力增高较少，所以一般都是采用单级，其它方面所用的离心式 制冷压缩机 大都是多级的。 、制冷 压缩 机的分类 在工程实际中，常用的制冷压缩机有活塞式、离心式、螺杆式、涡旋式四种类型。 (1)活塞式制冷压缩机是使用历史最长的压缩机，我国的生产、制造的技术很成熟，运行管理经验也很丰富，造价较低廉，应用普遍，突出的缺点是热效率相对较低。 其目前用于工程的单机制冷量在 5． 8～ 1745KW 之间。 (2)螺杆式压缩机与活塞式制冷压缩机相比，具有易损件少、体积小、重 量轻、单机压缩比大、对湿行程不敏感、振动小、热效率较高等许多优点，而且制冷量可在 1O ～ 100 的范围内无级调节。 较突出的缺点是噪音较大，耗油量大，价格相对较昂贵。 其制冷量主要在 150～ 1500KW 范围内。 (3)涡旋式压缩机属于新型的压缩机，其结构简单、动力平衡性能好、没有吸气阀片、易损件少、容积效率最高、转速变化范围很大，价格相对较高，目前主要应用在 5～ 70KW 的中等冷量范围内。 (4)离心式压缩机与活塞式压缩机相比，具有转速高、制冷量大、易损件少、维护简单、连续工作时间长、振动小、对基础要求低、润滑 油和制冷剂基本不接触等优点，通常可在 3O%～ 100%范围内无级调节。 其主要缺点是单机制冷量不宜太小，一般用于 350KW 以上的场合，在 1500KW 以上的大冷量场合有着不可比拟的优势。 、冰蓄冷中央 空调 的 离心式制冷压缩机 、 离心式制冷压缩机 的结构图 空调用单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、主轴、扩压器和蜗壳等所组成 冰蓄冷中央空调及其相关系 统 7 图 21 离心式制冷压缩机的结构图 、 离心式制冷压缩机的工作原理 压缩机工作时制冷剂蒸汽由吸气口轴向进入吸气室 2，并在吸气室 2 的导流作用引导由蒸发器 (或中间冷却器 )来的制冷剂蒸汽均匀地进入高速旋转的工作轮3(工作轮也称叶轮，它是离心式制冷压缩机的重要部件，因为只有通过工作轮才能将能量传给汽体 )。 汽体在叶片作用下，一边跟着工作轮 3作高速旋转，一边由于受离心力的作用，在叶片槽道中作扩压流动，从而使汽体的压力和速度都得到提高。 由工作轮 3 出来的汽体再进入截面积逐渐扩大的扩压器 5(因为汽体从工作轮 3 流出时具有较高的流速，扩压器 5 便把动能部分地转化为压力能，从而提高汽体的压力 )。 汽体流过扩压器 5 时速度减小，而压力则进一步提高。 经扩压器 5后汽体汇集到蜗壳 4 中，再经排气口引导至中间 冷却器或冷凝器中。 完成吸气一压缩一排气过程。 、 制冷机 组 的主要性能指标 (1)工作温度 ： 对蒸气压缩式制冷机为蒸发温度和冷凝温度，对气 体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的温度和冷却介质的温度。 (2)制冷量 ： 制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热量。 (3)功率或耗热量、制冷系数 ： 衡量压缩式制冷机经济性的指标，指消耗单位功所能得到的冷量。 (4)热力系数 ： 衡量吸收 式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指标，指消耗单位热量所能得到的冷量 等。 现代制冷机以蒸气压缩式制冷机应用最广。 、制冷机 组 的节能 冰蓄冷中央空调及其相关系 统 8 、 制冷机 组 节能原则 (1)发温度，降低冷凝温度在满足设备安全和生产需求的前提下，尽量提高蒸发温度和降低冷凝温度。 为此加大了冷却塔的改造，以保证冷却水效能。 (2)防止和减少管道结垢以提高冷凝器和蒸发器的换热效率补充水如果水处理做的不好，碳酸氢钙和碳酸氢镁受热产生的 碳酸钙 和 碳酸镁 会沉积在管道上。 使导热性能下降，影响冷凝器和蒸发器的换热效率，并使设备运行电费大幅度上升。 此时除了采用水处理技术外，还可以利用管道定期自动清洗设备进行 管道 清洗。 (3)调整制冷机设备合理的运行负载 ， 在保证设备安全运行的情况下，制 冷主机运行在 70%80%负载比运行在 100%负载时，单位冷量的功耗更小。 运用此方式开机要结合水泵、冷却塔的运行情况综合考虑。 、 制冷机组 节能方法 离心式制冷机节能方法 是 采用制冷机变频装置 实现变频转速调节 ，调节离心制冷机压缩机的转速 使 低压的冷媒经过离心机后，压力升高。 离心机的转速越大，压力升得越高。 在实际运行中，设备大多是在非满负荷运行。 固定转速的离心机在设备小负荷运行时，造成能源浪费。 而变频离心制冷机可以依据负荷的变化，自动调节压缩机转速，节能空间比较大。 冰蓄冷中央空调及其相关系 统 9 3 冰蓄冷中央空调的 蓄冷 系统 冰蓄 冷实际上是对能源的一种储备 ——— 在用电低谷 、 电价较低（或中央空调不需要工作）时开始制冰，蓄存冷量；而在用电高峰、电价较高（中央空调需要工作）时停止制冰、同时依靠冰的融化来制冷，从而完成能源利用在时间上的转移，节省运行费用，降低运行成本。 冰蓄冷系统可以削减电负荷高峰，缓解电力紧张，减少电力建设投资。 目前我们大力推广的冰蓄冷中央空调技术是转移高峰电力、开发低谷用电、优化资源配置、保护生态环境的一项重要技术措施，符合我国的长期国策。 因此 ， 我国不少省市已实施分时电价，以鼓励用单位在电负荷谷进用电， 上海 等 一些城市更是明确规定利用电力制冷的单位必须安装冰蓄冷系统，否则将控制高峰用电量。 、冰蓄冷 系统 的分类 、 全负荷蓄冷 全负荷蓄冷或称负荷转移，其策略是将用电高峰期冷负荷全部转移到用电低谷期。 这样，全负荷蓄冷系统需要设置较大的制冷机器和蓄冷装置。 全天空调时段所需要的冷量均由电力低谷时段所蓄存的冷量供给。 、 部分负荷蓄冷 部分负荷蓄冷就是全天所需冷量部分由蓄冷装置供给。 而用电低谷期间利用制冷机蓄冷储存一定的冷量，补充给用电高峰期所需的部分冷量。 夜间用电低谷期 利用制冷机蓄存一定冷量，补充电力高峰实间所需要的冷量。 冰槽供冷量等于夜间冰槽储存的冷量。 、 部分时段蓄冷 某些地区对高峰用电量有所限制，这样电力高峰时段的冷量 /热量就需要由蓄能设备来提供，在这种情况下，制冷机夜间蓄存的冷量全部用于限电时段供给。 蓄能设备的设置主要用来解决限电时段内的空调需求。 、冰蓄冷系统的控制目的、范围及主要受控设备 冰蓄冷控制系统控制目的：通过对制冷主机、储冰装置、板式热交换器、系统水泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整储冰系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下给 末端提供一稳定的供水温度。 同时，提高系统的自动化水平，提高系统的管理效率和降低管理劳动强度。 冰蓄冷中央空调及其相关系 统 10 控制范围包括整个冰蓄冷系统的参数状态显示、设备状态及控制，主要控制设备有：双工况主机、电动阀、冷却塔、冷却水泵、蓄冰装置、初级乙二醇泵、板式换热器、次级乙二醇泵等。 、冰蓄冷系统的形式 图 31 冰蓄冷系统形式图 、内融冰系统 蛇形冰盘管式内融冰蓄冰设备可以用于各种并、串联系统。 由于其取冷水温低而稳定，往往将其用于主机上游的串联蓄冰系统。 主机置于循环回路的上游，可提高主机的工作效率，仍可保证恒定 的低温乙二醇出口温度，系统中水泵配置方便，水温控制效果好。 、制冷机蓄冰 在空调系统不运行的时间段（如商场、办公楼夜间），制冷机自动转换为蓄冰工况，关闭 V V4阀门，开启 V V3阀门，使得乙二醇溶液在制冷机和蓄冰槽之间循环。 随着制冰时间的延长，乙二醇温度逐步降低，在管外完成要求冰量的冻结。 、制冷机供冰 为维持较高的制冷效果，当制冷机需直接加入制冷时，按空调工况运行。 乙二醇溶液在制冷机和板换之间循环，系统关闭 V V V4，开启 V2阀门。 通过板换降温后的冷冻水向用户供冷。 、 蓄冰槽供冷 当需要蓄冰槽通过融冰提供冷量，制冷机停止运行，但是仍作为系统的通路。 通过乙二醇泵将乙二醇溶液送入蓄冰槽，经过降温后的乙二醇溶液进入板换换热。 关闭阀门V3，为了控制进入板换的乙二醇温度，将 V V1 阀门设为调节状态。 冰蓄冷中央空调及其相关系 统 11 、 制冷机联合蓄冰槽供冷 为了满足空调高峰期时的用冷量，乙二醇溶液经过两次降温，即乙二醇溶液先经过制冷机进行一次降温，然后经过蓄冰槽进行二次降温。 所以乙二醇溶液在板换前后的温差达到 7℃。 为了控制进入板换的乙二醇溶液温度，调节 V V1 阀门来达到目的。 、系统的控制与 监视 、系统的启、停顺序控制 系统的启、停顺序除了考虑设备的保护外，还应该充分利用主机停机后管道系统中的冷量。 其中，如果主机需要开启，则尽力使主机处于满负荷的运行状态，同时，当天的冰必须能全部用完同时以末端空调冷负荷。 系统的启停顺序以及时间间隔在自控程序中编制完成，自控系统的实际操作中可以做到根据工况开机。 、系统运行模式的控制。