面向电网调峰的盘管式冰蓄冷空调技术研究

储能是助力实现碳达峰碳中和战略目标的关键技术。当前电力供需关系的矛盾随着可再生能源高比例接入和电力需求快速增长日益尖锐,该问题在夏季用电高峰期间尤为突出。冰蓄冷空调系统在夜间利用谷电制冰储存冷量,在白天用电高峰时融冰供冷,有助于电网调峰和改善用能经济性。该文总结分析盘管式冰蓄冷空调关键技术的研究现状和发展方向。系统控制层面:对比分析冰蓄冷空调系统的各种优化控制策略;蓄冰融冰方式层面:详细阐述内融冰、外融冰和内外融冰结合3种方式特点,并对能量模型进行归纳;结构层面:分析典型强化传热方式对传热性能的影响关系。最后,归纳不同材质盘管的研究结果与应用前景。

基于温湿分控的冰蓄冷空调系统全生命周期总费用分析

与常规空调系统相比,温湿分控的冰蓄冷空调系统更节能,但2种空调系统的经济性需要进行进一步分析。本文以某节能办公建筑的空调系统为研究对象,通过Energyplus能耗模拟软件模拟其逐时能耗,并采用动态全生命周期总费用计算法分析这2种空调系统的经济性。结果表明:温湿分控的冰蓄冷空调系统和常规空调系统的全生命周期总费用分别为116.9万元、162.1万元,前者节约28%的费用。本文对温湿分控的冰蓄冷空调系统的设计及经济性分析具有参考意义。

双碳及新能源背景下冰蓄冷技术应用前景分析

在双碳及新能源背景下,冰蓄冷空调作为一种传统的电力移峰填谷技术,今后一段时间的应用是否值得大力推广,值得商榷;本文通过多方面分析其与现阶段直接蓄电技术的比较,以及在对蓄电技术发展前景展望的基础上,得出个人结论,供同仁参考。

光伏驱动冰蓄冷共享田头小冷库的系统设计

为缓解用电高峰,能源利用率较低的现象,针对传统的大型“田头冷库”成本过高、灵活性差以及共享冰箱信息匮乏的问题,本文提出了一种微型冷库采用光伏驱动冰蓄冷系统。该系统优化系统运行模式,利用蓄冰代替蓄电池作为主要手段存储能量,实现蓄冰代替蓄电,蓄冷能力强且价格低廉,节省了投资运行成本,同时设计尺寸相对微型且带智能系统,实现信息共享和提高了灵活性。

基于某项目不同蓄冷率的冰蓄冷系统全寿命周期成本分析

为解决不同蓄冷率对冷水机组、蓄冰装置、土建投资和年运行电费产生的成本增量或减量影响不同,提出了全寿命周期成本分析方法。通过实际项目冷负荷计算、系统配置及全寿命周期成本计算,对比分析得到了不同蓄冷率与系统全寿命周期成本的变化关系曲线。结果表明:冰蓄冷系统全寿命周期成本受系统投资、运行费用、建设用地综合开发费用等多方面影响,需根据项目实际情况,开展全寿命周期成本分析对比,方可确认实际工程的最佳蓄冷率;案例项目冰蓄冷系统全寿命周期最佳蓄冷率为26.2%,供冷站全寿命周期成本约为59708万元。

基于模型预测控制的冰蓄冷空调系统优化控制策略研究

在峰谷电价背景下,冰蓄冷空调系统可以利用谷值电价进行蓄冷,在电价较高时段释放蓄冷量,从而减少峰值用电量。为此,提出一种基于模型预测控制(MPC)的冰蓄冷空调系统优化控制策略,目标是系统能耗成本最低,同时解决传统运行策略不当而导致的冰槽使用效率低下问题。基于参照建筑搭建TRNSYS-Python联合模拟仿真平台,采用极端梯度提升(XGBoost)算法构建建筑未来24h逐时冷负荷预测模型,运用模型预测控制理论,考虑建筑负荷预测偏差,逐时滚动求解冰蓄冷空调系统蓄放冷最优控制策略,在保证全天冷量合理分配的同时,实现峰谷电价背景下系统运行能耗成本最低。与传统规则策略相比,优化控制策略可以针对不同冷负荷需求采取灵活的控制措施,在冷负荷需求较高时,将有限的冷量优先用在电价高峰期,有效规避高额电费支出,降低能耗成本;在冷负荷需求较低时,通过精准预测,仅储存必要冷量,确保冰量在一天中被完全利用,提升冰蓄冷系统效率。在基于设计日负荷100%、75%、50%三种工况下,优化控制策略比传统规则策略分别可节约能耗成本7.95%、12.64%和10.18%。

低温存储粮食用冰蓄冷单元性能强化研究

冰蓄冷装置可以将低谷电量转换为冷量存储起来并于用电高峰时利用,是实现节能减排的重要技术手段。本文基于enthalpy-porosity方法对肋片式套管蓄冰单元进行数值模拟研究,分析了典型的蓄冰过程传热机理,并量化了肋片参数(肋片厚度、高度及数量)对蓄冰单元性能的影响,为肋片式套管蓄冰装置在粮食低温储存中的后续应用提供了可靠的设计指导。

夏热冬冷地区办公建筑冰蓄冷空调系统仿真实践与经济潜力分析

冰蓄冷空调技术通过夜间利用电网谷电蓄冰,日间用电高峰时段融冰供冷,以实现“移峰填谷”。以常州市某办公大楼为例,将现场检测实践与仿真计算相结合,对冰蓄冷空调系统进行负荷、能耗分析以及经济性分析,并基于序列最小二乘规划算法建立针对冰蓄冷空调系统经济效益的潜力分析模型,为运行方案设计的经济效益水平设立衡量基准。实践与研究结果表明,在同等条件下,所述项目应用冰蓄冷空调系统在6月-9月四个月间可节省20.55%的电费开销;经潜力计算,其电费节约量最高可达26.33%。

光伏能源驱动冰蓄冷空调能量转换过程自适应控制技术

为降低电高峰时段的用电负担,提升光伏能源利用效率,对光伏能源驱动冰蓄冷空调能量转换过程的自适应控制技术进行研究。以光伏能源驱动冰蓄冷空调运行原理为基础,分析空调运行过程中光-电能量转换传递特性以及[火用]流情况,计算光伏组件[火用]损结果;计算[火用]损结果的误差和误差变化率,并将结果作为改进的模糊RBF神经网络PID控制器的输入参数,通过参数自适应调整实现能量转换过程自适应控制。测试结果显示:空调能量转换效率均在55%以上、[火用]效率均在73%以上、空调制冰过程中能量的利用率46%以上,可显著提升能量转换效率以及能量利用水平;空调运行消耗的电能均在3.22 kW/h以下;负荷功率明显下降,均在0.2~1.0 p.u的范围内变化。

冰蓄冷空调系统施工技术探究

冰蓄冷空调系统作为一种新兴的节能技术,在建筑节能中得到了广泛的应用。该系统通过利用电力低谷时段制冷,然后将冷量储存于蓄冰装置中,从而在高峰时段释放冷量,满足建筑物的制冷需求。本文深入探讨了冰蓄冷空调系统的施工技术,包括设计与选型、安装与调试、运行与维护等内容,旨在通过合理的施工技术能够保证系统的稳定运行和性能的优化。

冰蓄冷空调系统在医院建筑中的设计应用

医院建筑对室内品质要求更高,尤其是有洁净度和恒温恒湿要求的功能房间,需要常年制冷。夏季空调能耗急剧增加,用电高峰时段电力不足,低谷时段电力不能做到有效利用,冰蓄冷技术因其“移峰填谷”的独特作用,能够有效平抑白天空调制冷用电负荷。完美适用于医院建筑群。相比于传统中央空调,冰蓄冷空调系统并不节能环保,但是可以有效实现电网“削峰填谷”,有效缓解电网的供电压力,值得推广。本文以某医院为例,简述冰蓄冷系统设计思路、制冷流程、运行模式,分析全年动态冷负荷及系统运行策略,分析冰蓄冷可以有效实现电网“削峰填谷”,有效缓解电网的供电压力,降低整个系统的运行费用,具有一定的可鉴性。

上海某工业园区冰蓄冷空调系统控制及策略研究

结合上海某工业园区空调系统的设计与施工,研究在制冷季不同情况下,制定双工况蓄冰模式、单融冰供冷模式、融冰+基载供冷模式、融冰+基载+双工况供冷模式、基载机供冷模式及免费供冷等数种运行策略。区域性部分负荷冰蓄冷能源中心是一种既安全又高效的供能方式,与全负荷冰蓄冷制冷模式相比,可减少大量初期投资,又能适应不同的运行工况;与常规空调制冷模式相比较,不但能平衡电网的峰谷差,还有明显的运行经济性。

基于30%的蓄冰率某商业建筑冰蓄冷空调经济性分析

按照《民用建筑暖通空调设计统一技术措施2022》等规范提供的计算方法得出的双工况冷水机组标定制冷量及蓄冰装置容量不能满足冰蓄冷空调系统的实际工程使用要求。针对该问题,本文结合实际工程案例,由于大部分项目实际方案设计是按预设蓄冰率的方法进行系统配置,设计流程与常规冰蓄冷系统设计方法有所不同,本文以预设30%蓄冰率的方式,比较蓄冰系统与常规制冷系统全年不同负荷日运行能耗及费用,得到冰蓄冷空调系统机组选型方法及经济性分析。为了更好的达到节省电费,尽量提高冷负荷使用率。

基于成都某金融建筑浅析串联式主机上游冰蓄冷系统设计

以成都某金融建筑冰蓄冷空调系统为例,展开分析了串联式主机上游冰蓄冷系统的整体设计思路和流程,着重探讨了冰蓄冷系统双工况冷水机组的选型方法、乙二醇侧温度设计以及板式换热器选型,梳理归纳了冰蓄冷系统简要设计流程图,可为相关设计提供借鉴。

某办公建筑冰蓄冷空调系统双工况冷水机组选型分析

按照《全国民用建筑工程设计技术措施(2009)暖通空调·动力》提供的计算方法得出的双工况冷水机组标定制冷量,不能满足冰蓄冷空调系统的实际工程使用要求。针对该问题,本文结合实际工程案例,通过增大双工况冷水机组标定制冷量或延长白天空调工况运行时间的方式,比较不同方案的运行控制策略、初投资和运行费用,得到双工况冷水机组的选型方法及最佳蓄冰率。

内融冰与外融冰结合的盘管式冰蓄冷系统设计

基于运行可控且系统可以模块化建设,盘管式冰蓄冷技术在电网调峰和改善用能经济性方面已获得规模化应用。该文首先对现有内融冰系统和外融冰系统的融冰过程特点展开分析对比,指出各自在取冷速率和蓄冷密度方面存在的不足;随后提出一种较为详细的内外融冰结合的盘管式冰蓄冷系统设计,并对该系统的4种典型运行模式进行详细介绍。该系统可以克服内融冰系统和外融冰系统的技术瓶颈,同时获得蓄冷密度和取冷速率的提升,具有显著发展优势。

光伏驱动冰蓄冷冷库系统数值模拟研究

为进一步降低冷库系统能耗,实现节能减排的目的,本文提出了一种新型光伏驱动蓄能型冷库系统。基于TRNSYS仿真软件,构建了太阳能-冷库蓄能型热力耦合模型,以夏季工况下秦皇岛市某果蔬冷库为研究对象,对该冷库系统进行数值模拟和理论分析。结果显示,库内温度可以一直稳定维持在2.5~4.0℃范围内,系统COP最高可达1.63,系统运行功率在0~0.8 kW,系统累计制冷量达到了153.2 kWh,17天累计能耗为91.5 kWh。通过计算17天共节省电能59.4 kWh,节省用电费用30.294元,降低碳排放46.629 kg,一定程度上提高了冷库运行的经济效益,并且对实现“碳中和”具有现实意义。

基于运行策略的某电子工厂冰蓄冷空调系统选型研究

通过分析空调系统的冷负荷特点,确定制冷主机的的选型及数量,并确定主机的运行模式。根据峰谷电价的价差,提出高电价部分削峰、高电价全削峰以及双削峰三种冰蓄冷的方案;对三种冰蓄冷方案进行经济分析,并给出了年运行费用的计算方法,得出年运行费用,通过比较投资回收周期,从而得出最佳运行策略。

某医药检测中心冰蓄冷空调系统智慧运维云平台技术应用

针对公共建筑集中空调系统运行能耗高、智慧运维水平低的问题,以某医药检测中心冰蓄冷空调系统为例,介绍了基于大数据分析的智慧运维云平台在冰蓄冷空调系统中的应用。部署于云平台的智慧运维技术包括故障诊断规则库、故障图谱诊断及时间表优化控制算法,并通过项目实际运行数据对故障诊断效果和节能控制效果进行了分析。结果表明,故障诊断规则库可以有效检测到冰蓄冷空调系统中暖通设备的运行故障和参数异常,故障图谱诊断可实现对具体故障的定位与溯源,帮助运维人员及时采取设备维修措施。冰蓄冷空调系统应用时间表优化算法后,典型月节能率为7.46%,节费率为11.08%。

某办公项目冰蓄冷系统设计分析

以重庆某办公楼工程为例,针对空调系统冷源方案,结合当地能源政策及空调负荷特点,对常规制冷系统、冰蓄冷空调系统两个方案进行了系统经济技术分析和比较。与常规空调系统相比,冰蓄冷空调系统装机容量小,可节省配电设施费及运行费用,其中年运行费用节约29.6万元。但由于冰蓄冷系统增加了蓄冰设备,其初投资比常规空调系统增加约157万元。因而需要人为制定合理的运行策略,确保经济效益和社会效益。