水蓄冷中央空调系统是一种利用水的显热来储存冷量的中央空调系统。
基本原理
在夜间低谷电价时段,开启制冷机组,将建筑物空调系统中的多余冷量以冷水的形式储存于蓄冷水槽中。水的温度会降低,一般可以将水温降低到 4 - 6℃左右。当白天用电高峰时段需要制冷时,储存的冷水被抽取出来,通过空调系统的末端设备(如风机盘管、空气处理机组等),吸收室内的热量,从而达到制冷的效果。
系统组成部分
制冷机组:这是产生冷量的关键设备。常见的有离心式制冷机、螺杆式制冷机等。例如,离心式制冷机在工作时,通过压缩机对制冷剂进行压缩,使其在冷凝器中放热,然后经过节流装置降压降温,在蒸发器中吸收水的热量,从而使水降温,为蓄冷做准备。
蓄冷水槽:它是储存冷水的容器。其形状和大小根据建筑物的冷负荷需求以及场地条件等因素设计。可以是圆形、方形等多种形状。为了防止冷水和热水的混合,一般会采用分层技术,比如在蓄冷水槽内设置布水器,让冷水能够稳定地分层存储在底部,热水在上部。
水泵:包括蓄冷泵、取冷泵等。蓄冷泵用于将制冷机组产生的冷水输送到蓄冷水槽中进行储存;取冷泵则是在需要用冷的时候,将蓄冷水槽中的冷水抽取出来,输送到空调末端设备。
空调末端设备:如风机盘管是最常见的末端设备之一。它主要由风机和盘管组成,当冷水通过盘管时,风机将室内空气吹过盘管表面,空气与盘管内的冷水进行热量交换,温度降低后再送回室内,实现室内的降温。
与其他蓄冷系统的区别
与冰蓄冷系统相比,水蓄冷系统是利用水的显热进行蓄冷,而冰蓄冷是利用冰的潜热。水蓄冷系统的蓄冷温度一般在 4 - 6℃,冰蓄冷系统的蓄冷温度则要低得多,通常在 0 - 1℃左右。冰蓄冷系统的蓄冷密度比水蓄冷系统高,但是水蓄冷系统的设备相对简单,投资成本较低,而且运行过程中的维护也相对容易。
主要应用场景和优势
应用场景:水蓄冷系统适用于有较大空调冷负荷需求的建筑,如大型商场、写字楼、数据中心等。这些建筑在白天的冷负荷需求较大,而且夜间有条件利用低谷电价进行蓄冷。
优势:
经济效益:利用夜间低谷电价蓄冷,可有效降低运行费用。例如,在一些地区,低谷电价可能只有高峰电价的三分之一甚至更低,通过夜间蓄冷,白天使用储存的冷量,可以节省大量电费。
平衡电网负荷:它可以在夜间用电低谷时消耗电力,在一定程度上起到了 “移峰填谷” 的作用,有助于电力系统的稳定运行。