冰蓄冷系统的均衡负荷运行模式是一种通过合理调配制冷设备在不同时段的运行状态,来平衡电网负荷、节省运行成本并有效利用蓄冷装置的运行方式,以下为你详细介绍其相关情况:
基本原理
在用电低谷时段(通常是夜间电价较低时),制冷机组满负荷运行,将冷量以冰的形式储存于蓄冷装置(如蓄冰槽等)中。这个过程利用了低谷电较低的电价,降低制冷成本。
在用电高峰和平峰时段,制冷机组根据实际冷负荷需求部分运行或者停止运行,不足的冷量由蓄冷装置释放所储存的冷量来补充,以此来均衡整个电网供电时段的冷负荷需求,缓解高峰时段电网压力。
运行阶段及特点
夜间低谷电时段(蓄冷阶段)
运行状态:制冷机组全力开启,通过载冷剂(一般常用乙二醇溶液等)在制冷机组蒸发器内循环,使其温度降低,然后进入蓄冷装置,将蓄冷装置内的水冻结成冰储存冷量。例如,对于常见的盘管式蓄冰系统,低温载冷剂在盘管外让周围的水逐渐结冰,完成蓄冷过程。
控制策略:控制系统会根据蓄冷装置的蓄冷量设定值、制冷机组的制冷能力等参数,调节制冷机组的运行频率、载冷剂的流量等,确保在低谷电时段能最大限度地储存冷量,同时保证设备安全稳定运行。
白天高峰和平峰时段(放冷阶段)
运行状态:当建筑物内有冷负荷需求时,先由蓄冷装置释放冷量来满足部分或全部需求。比如,通过让载冷剂流经蓄冷装置,吸收冰融化过程中释放的冷量,再将低温载冷剂输送到空调末端设备(如风机盘管等),为室内提供冷量。如果冷负荷较大,超出蓄冷装置单独供冷能力时,制冷机组可以适当开启补充不足的冷量;若冷负荷较小,可仅依靠蓄冷装置供冷,制冷机组暂停运行。
控制策略:根据建筑物实时冷负荷变化情况、蓄冷装置剩余蓄冷量等因素,动态调节蓄冷装置的放冷量以及制冷机组的启停和运行负荷。一般会通过安装在供回水管道上的温度传感器、流量传感器等监测数据反馈给控制系统,由控制系统进行精准调控。
优势
节省电费成本:利用低谷电和平峰电、高峰电之间的电价差,在低谷电时段低价制冰蓄冷,减少在高峰电时段高价开启制冷机组的时长,能显著降低整体的用电费用,尤其对于大型商业建筑、数据中心等用电负荷大的场所效果明显。
均衡电网负荷:将制冷设备原本集中在白天高峰时段的高用电负荷分散一部分到夜间低谷时段,有助于缓解电网在白天的供电压力,提高电网运行的稳定性和可靠性,符合电网削峰填谷的需求。
延长设备寿命:制冷机组在夜间低谷电时段运行时,由于环境温度相对较低(相较于白天外界环境温度),且机组大多处于满负荷稳定运行状态,减少了频繁启停和在高温环境下高负荷运行的情况,有利于延长制冷机组等设备的使用寿命。
适用场景
适用于各类大型建筑物,如大型商场、写字楼、医院、体育馆等,这些场所冷负荷需求大,且用电时间与电网峰谷电价时段匹配度较高,可以充分发挥冰蓄冷系统均衡负荷的优势。
对于一些对供冷可靠性要求较高、且所在地区峰谷电价差比较明显的场所,采用这种运行模式的冰蓄冷系统也更为合适,既能保障冷量稳定供应,又能实现较好的经济效益和电网负荷调节作用。
总之,冰蓄冷系统的均衡负荷运行模式是一种综合考虑经济成本、电网负荷以及供冷需求等多方面因素的高效运行方式,在现代建筑的制冷领域有着较为广泛的应用和重要的意义。