冰蓄冷蓄冰容量计算方法介绍

　冰蓄冷在空调行业目前是一个相对较新的课题。由于新的电价政策相继出台，冰蓄冷的市场占有率日渐增大。但是，目前在蓄冰主机与蓄冰设备的容量的计算上，设计院尚不能自行进行计算。主要是依靠蓄冰厂家，通过其固定的计算程序进行计算，或通过Excel试算办法进行计算。但该方法存在一定的误差性和局限性。我在国家电力公司成都勘测设计院办公大楼设计中自创出一种方式进行计算。其反算次数不超过两次，完全可以通过手工对各种复杂的蓄冰状况进行计算。现介绍给大家。

注：以下计算根据成都的电价分段进行计算，其他城市可根据各地电价分段进行调整。

一、原始资料

设计日尖峰负荷
电价区段
成都为：
11∶00――19∶00平价段
7∶00――11∶00及19∶00――23∶00峰价段
23∶00――次日7∶00谷价段
平价／峰价／谷价时间均为8小时
3.设计日逐时负荷
4.峰价段各小时负荷从大到小为：M1、M2、M3、M4、M5……

二、设定

1.主机空调工况时制冷能力为：P
2.主机制冰工况时制冷量与空调工况时制冷量之比为：K1
（注：根据蓄冰装置蓄冰时的平均运行温度及制冷机运行性能表即可查出K1值）
3.需求蓄冰量为：Q（RTH）（潜热）
4.电价高峰段冷负荷为：W1（RTH）
5.电价平价段削峰冷负荷为：W2（RTH）
6.电价低谷段冷负荷为：W3（RTH）
7.峰价段蓄冰装置供冷投入时间为：N小时
注：蓄冰时间为谷价段时间减0.5小时＝7.5小时

三、理论状上的冰蓄冷计算

假设峰价段全部由蓄冰设备投入，平价段由主机制冷优先，蓄冰设备补充供冷，现计算如下：

1．公式：
Q=W1+W2
PXK1=(Q+W3)/7.5h
W2=(M1+M2+M3+……Mn)－PXN

2．则根据以上公式推导如下：
Q＝W1＋W2＝W1＋（M1＋M2＋M3＋……Mn）－PXN
PXK1＝（Q＋W3）／7.5h=(W1+(M1+M2+M3+……Mn)-PXN+W3)/7.5
所以：P＝（W1＋（M1＋M2＋M3＋……Mn）＋W3）／（7.5K1+N）
假设N为5则可求出P值和Q值

3．在求出Q值和P值之后，即可知道N值设定是否正确，后果不正确则重新设定N值，带入公式计算，带入公式计算，直到N值正确为止。

四、实际状况下的冰蓄冷计算

蓄冰设备在实际应用中，其在放冷后期放冷速率降低。此时，蓄冰设备的放冷能力已无法满足空调负荷的需求。由此产生以下两个问题。

首先，蓄冰设备后期放冷速率降低，会层致蓄冰设备不可能在白天16个小时的时间内将全部蓄冷量（潜热）放完。故，计算时应考虑该部分无法放出的蓄冷量。设可利用蓄冷量占总蓄冷量（潜热）的比率为K2。

根据蓄冰装置的放冷特性，各种蓄冰装置的K2值如下：
冰盘管 K2＝0.95
冰筒 K2＝0.90
冰球 K2＝0.75
其次，在19∶00――23∶00的峰价段，需投入部份主机运行。设此时主机投入量占总制冷量的比率为K3。

K3值可根据K2值及蓄冰装置的放冷曲线求得，或由蓄冰装置供应商提供。

根据以上描述的冰蓄冷系统的运行状况，现计算如下：
1．公式：
K3XQ＝W1＋W2－4XK3XP
（注：公式中的“4”是19∶00――23∶00投入部份主机运行的时间为4小时）
PXK1＝（K3XQ＋W3）／7.5
W2=(M1+M2M3+……Mn)－PXN
2．则根据以上公式推导如下：
K3XQ＝（W1＋W2－4XK3XP）
＝（W1＋（M1＋M2＋M2＋M3＋……Mn）－PXN－4XK2XP）
PXK1＝（K3XQ＋W3）／7.5
＝（W1＋（M1＋M2＋M3＋……Mn）－PXN－4XK2XP＋W3）／7.5
所以：P=（W1＋（M1＋M2＋M3＋……Mn）＋W3）/(7.5K1+N+4XK2)

假设N为5则可求出P值和Q值

3．在求出Q值和P值之后，即可知道N值设定是否正确，后果不正确则重新N值，带入公式计算，直到N值正确为止。

五、蓄冰装置的选择

以上计算中有效使用率K2的取值不同并不能简单的说明蓄冰装置的优劣。冰球的有效使用率虽然低，但其售价很低，其总价仍然是最低的。冰筒的有效使用率比冰盘管低，且其售价较高，但其蓄冷性能最好，蓄冷时的平均运行温度最高。

　　且蓄冰装置的运行各有其特点，选择蓄冰装置时应根据工程特性，机房场地、主机性能等工程的具体情况进行工作，而蓄冰装置的有效使用率仅在其中占很小的比率。比如：体育馆等大空间建筑，其初始空调负荷较大，宜采用冰球作为蓄冰装置；低温送风对蓄冰装置放冷性能要求较高，宜采用冰盘管作为蓄冰装置；冰筒宜采用三级离心制冷主机；冰球及冰盘管宜采用螺杆式制冷机作为制冷主机等等。