成都某商业建筑冰蓄冷空调系统设计

蒲 尧 锦

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610041)

成都某商业建筑冰蓄冷空调系统设计

蒲 尧 锦

(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川 成都 610041)

通过工程实例介绍了冰蓄冷空调系统的设计过程，在进行冰蓄冷系统设计时，应针对工程的具体情况及特点选择冰蓄冷系统的方式：动态冰蓄冷或者是静态冰蓄冷；内融冰或者是外融冰；串联或者并联；主机上游或者主机下游等。

商业建筑，冰蓄冷，乙二醇

1 工程概况

本工程为成都某商业综合体建筑，工程总建筑面积约为34万m2，包括地下室、裙房及两栋塔楼。其中地下5层～地下2层为汽车库、设备用房等；地下1层～裙房7层为超市、商业、餐饮、电影院等(总面积为15万m2)；两栋塔楼分别为办公和酒店。

本工程空调系统设计按业态进行划分，大商业(包括超市)、写字楼、酒店、电影院四个业态分别设置独立的空调冷热源系统，其中大商业采用冰蓄冷系统。

2 冰蓄冷方式的选择

2.1动态冰蓄冷与静态冰蓄冷

静态冰蓄冷系统就是乙二醇溶液在管内流动，管道外侧结冰的一种系统，冰附着在管壁上，呈静止状态。这种系统会随着冰层厚度的增加而导致热阻增加，使制冷剂的性能系数降低的缺点；动态冰蓄冷相对于制冰设备是运动的，具有冰层厚度小，蒸发温度高，融冰迅速等特点，具有很好的节能潜力[1]。

但由于现阶段我国动态冰蓄冷系统实际应用较少，应业主要求，本工程采用实际应用较多的静态冰蓄冷系统。

2.2内融冰与外融冰系统

内融冰与外融冰系统均属于静态冰蓄冷系统，它们的制冰过程完全相同，区别在于融冰方式明显不同。内融冰方式是从用户端回来的载冷剂在盘管内流动，使得盘管外的冰融化，从而降低管内载冷剂的温度，利用载冷剂携带的冷量满足用户的需要；外融冰是空调回水和蓄冰槽内的冰直接接触换热，控制流量使得水温达到用户需要的冷冻水的温度即可。

内融冰为间接取冷，外融冰为直接取冷，效率相对于内融冰更高，取冷温度更低。内融冰系统在蓄冰及融冰过程中载冷剂乙二醇溶液都在乙二醇管道里面流动，属于闭式系统，系统承压比外融冰系统高，另外，内融冰系统管路简单，系统控制简单，系统可靠性高；而外融冰系统其冰槽里的水直接参与系统循环，外融冰系统属于开式系统，系统承压能力低，此外，外融冰系统为保证系统正常运行，需增设鼓气泵及布水器等辅助设备，系统相对复杂，控制困难，系统可靠性低[2]。

内融冰系统应用范围非常广泛，而外融冰系统更适合要求短时间放完冷量的工程如观演建筑等。本工程选择采用内融冰系统。

2.3并联系统与串联系统

并联系统如图1所示，管路布置简单，可充分发挥制冷机组和蓄冰装置的出率，但控制复杂，存在供液温度不恒定的问题。串联系统如图2所示，系统控制简单，供液温度恒定，另外乙二醇溶液顺次经过制冷机组和蓄冰装置，可加大供回液温差，从而降低循环水泵能耗而节约能源[3]。本工程采用串联系统。

2.4主机处于上游与主机处于下游

主机下游的串联系统，进入蓄冰装置的乙二醇溶液温度高，因此融冰效率高，可节约融冰装置的初投资，但同时进入主机的乙二醇溶液温度低，而导致主机的冷量和效率降低。主机上游的串联系统，进入主机的乙二醇溶液温度高，主机的冷量和效率提高，只是融冰效率降低导致蓄冰系统的初投资有所增加。本工程采用主机处于上游的冰蓄冷系统。

3 冰蓄冷系统的设计计算

3.1制冷主机及冰盘管选型

经逐时逐项计算,本工程的冷热负荷汇总如下：空调冷负荷：7 300 RT，设计日总冷负荷：75 000 RTh；空调热负荷：9 450 kW。业主提供的商业营业时间表明在23：00～7：00仅7层商业营业，通过计算得出此区域冷负荷为395 RT，应业主要求，考虑部分富裕，选择一台500 RT的离心制冷机组作为基载。

其中，qc为制冷机容量，RT；Qs为蓄冰容量，RTh；c1为有换热设备的双工况主机制冷工况系数，通常为0.8～0.95。本工程取0.94；n1为制冷机在制冰工况下运行时间，本工程取8 h；n2为制冷机在空调工况下运行时间，本工程取12 h；cf为制冷机制冰时制冷能力的变化率,本工程取0.62。

经计算得出，制冷机容量qc=4 540 RT，蓄冰容量Qs=22 520 RTh。则冷热源选型方案如下：4台1160/745的双工况制冷机组及1台500的基载。选择24台蓄冰量为592 RT及20台蓄冰量为462 RT的冰蓄冷盘管。

3.2乙二醇溶液及空调冷冻水供回水温度的确定

1)进出乙二醇板换的冷冻水供回水温度为12 ℃/6 ℃，乙二醇溶液的温度为3.5 ℃/11 ℃。2)冰蓄冷系统供冷时，进出主机的乙二醇溶液的温度为11 ℃/6 ℃，进入冰盘管的乙二醇溶液的温度为6 ℃。3)主机出水温度设定值：制冰时：-5.6 ℃。

4 结语

在进行冰蓄冷系统设计时，应针对工程的具体情况及特点选择冰蓄冷系统的方式：动态冰蓄冷或者是静态冰蓄冷；内融冰或者是外融冰；串联或者并联；主机上游或者主机下游等。在进行冰蓄冷主机计算选型时，需首先确定建筑夜间负荷值。

[1] 冯自平.建筑节能新技术——动态冰蓄冷[J].建筑,2009(3):38-40.

[2] 杨 光.盘管式内外融冰系统技术运用差别分析[J].暖通空调,2010(6):76-77.

[3] 李先庭.冰蓄冷串联系统节能方法分析[J].制冷技术,2000(1):26-27.

AdesigningoficestorageairconditioningsystemofcommercialbuildinginChengdu

PuYaojin

(ChinaSouthwestArchitecturalDesign&ResearchInstituteLtd,Chengdu610041,China)

This paper introduces the design process of ice storage air conditioning system through engineering examples. In the design of ice storage system, the ice storage system should be selected according to the specific situation and characteristics of the project. Dynamic ice storage or static ice storage, internal melting ice or outer melting ice, series or parallel, upstream of the host or downstream of the host.

commercial building, ice storage, ethylene glycol

1009-6825(2017)30-0121-02

2017-08-14

蒲尧锦(1986- )，女，工程师

TU831.3

A