本科畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共56頁1引言1.1冰蓄冷空調的基本概念空調系統(tǒng)在不需要能量或用能量小的時間內(nèi)將能量儲存起來，在空調系統(tǒng)需求大量的冷量時，就是利用蓄冰設備在這時間內(nèi)將這部分能量釋放出來。根據(jù)使用對象和儲存溫度的高低，可以分為蓄冷和蓄熱。結合電力系統(tǒng)的分時電價政策，以冰蓄冷系統(tǒng)為例，在夜間用電低谷期，采用電制冷機制冷，將制得冷量以冰（或其它相變材料）的形式儲存起來，在白天空調負荷（電價）高峰期將冰融化釋放冷量，用以部分或全部滿足供冷需求。每kg水發(fā)生1的溫度變化會向外界吸收或釋放1kcal的熱量，為顯熱蓄能；而每kg0冰發(fā)生相變?nèi)诨?水需要吸收80kcal的熱量，為潛熱蓄能。很明顯，同一物質的潛熱蓄能量(相變溫度)大大高于顯熱蓄能量(1溫差)，因此采用潛熱蓄能方式將大大減少介質的用量和設備的體積。1.2冰蓄冷空調的社會背景環(huán)境污染和能源危機已成為當今社會的兩大難題，如何合理的利用能源為人類創(chuàng)造現(xiàn)代生活已經(jīng)成為當今社會的共識。在人類共同警視的時期，蓄能空調應運而生。隨著社會的發(fā)展電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，以取得了長足的發(fā)展。但是，電力的增長仍然滿足不了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活用電的急劇增長的需要，全國缺電情況仍未得到根本的改變。目前電力供應緊張表現(xiàn)在以下兩點：第一點電網(wǎng)負荷率低，系統(tǒng)峰谷差加大，高峰電力嚴重不足致使電網(wǎng)經(jīng)常拉閘限電。電網(wǎng)的峰谷差占高峰負荷的比例已高達25%30%。隨著用電結構的變化，工業(yè)用電比重相對減少，城市生活商業(yè)用電快速增長，達成電網(wǎng)高峰限電，低谷電用不上的問題也越來越突出。第二點城市電力消費迅速，而城市電網(wǎng)不能適應，造成有電送不出，配不上的局面。解決電力不足的問題，一方面是靠增加對電力的投入，加快電力建設的步伐，多裝機組；另一方面還要繼續(xù)堅持開發(fā)與節(jié)約并重的能源開發(fā)的工作方針，加強計劃用電和節(jié)約用電，通過經(jīng)濟的、技術的、行政的和法律的手段，鼓勵用戶節(jié)約用電，移峰填谷，充分利用電力資源，大力開發(fā)低谷用電。為鼓勵用戶削峰填谷，電力部門同地方制訂了峰谷電價政策，將高峰電價與低谷電價拉開，使低谷電價只相當與高峰電價的20%50%，鼓勵用戶使用低谷電，這項政策目前已在部分地區(qū)實施，并將推廣至全國。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第2頁共56頁在電力供應緊張的情況下，峰谷電價政策的實施，為蓄冷空調技術提供了廣闊的發(fā)展前景。1.3冰蓄冷系統(tǒng)的運行方式冰蓄冷系統(tǒng)的運行方式有兩種：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時間與空調使用時間完全錯開，在夜間非用電高峰期啟動制冷機進行蓄冷，當所蓄冷量達到空調所需的全部冷量時，制冷機停機；在白天空調時蓄冷系統(tǒng)將冷量供給到空調系統(tǒng)，空調期間制冷機不運行。全部蓄冰時，蓄冰設備要承擔空調所需的全部冷量，故蓄冰設備的容量最大，初投資費用高，若峰谷電價差較大，運行電費也最節(jié)省。多數(shù)用于間歇性的空調場合，如體育館、影劇院、寫字樓，商業(yè)建筑等。1.3.2分量蓄冰分量蓄冰模式是指在夜間非用電高峰時制冷設備運行，蓄存部分冷量。白天空調高峰期間一部分空調負荷（尖峰負荷）由蓄冷設備承擔，另一部分則由制冷設備負擔。在設計計算日（空調負荷高峰期）制冷機晝夜運行。部分蓄冷制冷機利用率高，蓄冷設備容量小，制冷機比常規(guī)空調制冷機容量小30%40%，是一種更經(jīng)濟有效的運行模式。根據(jù)以上分析，本設計方案采用分量蓄冰模式。1.4應用蓄冷空調技術的意義在能源消費逐漸增加的情況下，應用蓄冷空調技術具有較大的社會效益和經(jīng)濟效益，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：第一方面：削峰填谷、平衡電力負荷；第二方面：改善發(fā)電機組效率、減少環(huán)境污染；第三方面：減小機組裝機容量、節(jié)省空調用戶的電力花費；第四方面：改善制冷機組的運行效率?？照{的制冷機組運行時，其效益隨著負和的變化而變化，因此，具有蓄冷的空調系統(tǒng)，可根據(jù)空調負荷的大小使機組處在最佳的效益下運行；第五方面：蓄冷空調系統(tǒng)特別適用于負荷比較集中變化比較大的場所；第六方面：應用蓄冷空調技術，可擴大空調區(qū)域使用面積。亦即蓄冷空調系統(tǒng)適合于改擴建空調工程；第七方面：適合于應急設備所處的環(huán)境，使用應急蓄冷系統(tǒng)可大大減少對應急能源的依賴提高系統(tǒng)的可靠性。綜上所述，蓄冷空調技術在未來具有廣闊的發(fā)展前景，今后我們要不失時機地本科畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共56頁抓住機遇繼續(xù)加強與擴大與外國蓄冷設備廠的合作。國產(chǎn)的蓄冷空調要向低成本、高效率、全自動化方向發(fā)展，使國內(nèi)蓄冷空調應用建立在吸收眾多技術優(yōu)點的基礎上。另外，政府部門應大力提倡、宣傳蓄冷空調的社會效益和經(jīng)濟效益，制定合理的分時電價政策，鼓勵廣大用戶采用蓄冷空調系統(tǒng)。要積極開展蓄冷空調的設計、施工、調試、運行的培訓，是廣大的工程技術人員和施工安裝人員深入了解蓄冷空調系統(tǒng)，使我國的蓄冷空調事業(yè)步入迅速發(fā)展的良性軌道。2工程概況2.1建筑概述上海某飯店，地下一層，地上十六層，建筑面積45664平方米，高66.3米。一層為大堂，二層為餐廳，三層為休閑場所，四層為辦公、會議用房，五層以上為客房。建筑圍護結構情況如下：外墻：水泥外粉刷20mm，泡沫珍珠巖保溫層50mm，磚墻240mm，內(nèi)粉刷20mm；內(nèi)墻：內(nèi)粉刷20mm，磚墻240mm，外粉刷20mm；屋頂：沙礫層，卷材防水層，水泥砂漿找平層20mm，加氣混凝土保溫層150mm，隔汽層，現(xiàn)澆混凝土面70mm，內(nèi)粉刷20mm；樓地：40mm混凝土，水泥沙漿+碎石或卵石；外門：實體單層木質外門，內(nèi)門：單層內(nèi)門；外窗：單層鋼窗，窗玻璃為5mm厚普通玻璃，有外遮陽和淺色布簾。2.2室內(nèi)外設計計算參數(shù)2.2.1室外設計計算參數(shù)本工程在上海市，上海市地理位置北緯3010，東經(jīng)12126。室外空氣計算參數(shù)：夏季，空調室外計算干球溫度34.0，空調室外計算濕球溫度28.2，空調室外計算日平均溫度30.4。冬季,空調室外計算干球溫度-4。2.2.2室內(nèi)設計計算參數(shù)民用建筑空調室內(nèi)空氣設計參數(shù)的確定主要取決于以下內(nèi)容:首先，空調房間使用功能對舒適性的要求其中影響人舒適感的主要因素有:室內(nèi)空氣的溫度、濕度和空氣流動速度。其次，要綜合考慮地區(qū)、經(jīng)濟條件和節(jié)能要求等因素。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第4頁共56頁本工程設計參數(shù)為：夏季室內(nèi)空氣溫度25；夏季室內(nèi)空氣相對濕度65%；冬季室內(nèi)空氣溫度18；設計時使室內(nèi)空氣壓力稍高于室外大氣壓，此種情況可以不考慮由于室外的空氣滲透而引起的附加負荷。3負荷計算空調冷負荷有空調房間的冷負荷和制冷系統(tǒng)負荷兩種，空調房間的冷負荷是確定空調送風系統(tǒng)風量和空調設備容量的依據(jù)。制冷系統(tǒng)負荷是確定空調制冷設備容量的依據(jù)。空調房間的冷負荷包括：由于太陽輻射進入的熱量和室內(nèi)外空氣溫差經(jīng)建筑物圍護結構傳入的熱量形成的冷負荷；人體散熱、散濕形成的冷負荷；照明設備散熱形成的冷負荷；其他設備散熱形成的冷負荷。制冷系統(tǒng)負荷：制冷系統(tǒng)負荷等于房間負荷、新風負荷和其他熱量形成的冷負荷之和；也就是說空調制冷系統(tǒng)的供冷能力除了要補償室內(nèi)的冷負荷外，還要補償空調系統(tǒng)新風量負荷和抵消冷量的再加熱等其他熱量形成的冷負荷。3.1通過圍護結構的冷負荷圍護結構的冷負荷的計算包括外墻和屋頂瞬變傳熱引起的冷負荷、玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷、玻璃窗日射得熱引起的冷負荷。具體計算方法如下：3.1.1外墻和屋