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新储能空调体系黏度电力载荷压缩比探讨

发布日期:2012-05-09 来源: 中国压缩机网 查看次数: 66
核心提示:   建模假设在建立系统运行过程动态模型时作出如下简化:1)不考虑设备的热容;2)系统内各设备充分绝热;3)不考虑流体流动阻力和泵消耗的功;4)任意时刻溶液储罐内的温度和浓度分布均匀。  动态模型建立为便于建立动态模型,可将所示的蓄能系统分成若干模块,根据各模块的动态物理模型,建立该模块的动态数学模型,然后连接各模块,可以写出过程动态模型组2,3.任意时刻,第k个模块质量动态平衡方程为dmd=dmk,id-dmk,od(1)-

  建模假设在建立系统运行过程动态模型时作出如下简化:1)不考虑设备的热容;2)系统内各设备充分绝热;3)不考虑流体流动阻力和泵消耗的功;4)任意时刻溶液储罐内的温度和浓度分布均匀。

  动态模型建立为便于建立动态模型,可将所示的蓄能系统分成若干模块,根据各模块的动态物理模型,建立该模块的动态数学模型,然后连接各模块,可以写出过程动态模型组2,3.任意时刻,第k个模块质量动态平衡方程为dmd=dmk,id-dmk,od(1)-  第k个模块能量动态平衡方程为dEd=dQk,id+-dQk,od-(3)式中E能量,kWh或MJ;Q热量(冷量),kWh或MJ;h比焓,kJkg-1.压缩机功率为N=dWcompdt=(dmwdt+dm1dt)act=(dmwdt+dm1dt)is/

  is(4)式中mw出发生/冷凝器的水蒸气质量,kg/s;m1喷入加湿器的水质量流量,kg/s;压缩机效率;下标:hin,hout分别为压缩机进、排气比焓,kJkg-1;act,is分别为实际压缩和等熵压缩过程。压缩机所消耗的电能为Wcomp=0dWcompddt=0Nd(5)当蓄能空调/供热系统完成一个工作循环后也必须满足下列质量和能量守衡条件。Wcomp+Qe=Qab+Qws(6)式中Qe、Qab和Qws分别为蒸发器、吸收器和水储罐冷却器换热量,kWh或MJ.

  算例及设计日工况以长江流域某城市一宾馆建筑为例,该建筑设计日空调负荷、室外干球温度、室外平均温度如所示。其中,室外气温变化范围为2938,空调*大冷负荷为1450kW,日需冷量为19890kWh,日需50洗浴用热水20t.

  某宾馆建筑设计日逐时空调负荷,室外气温,冷却水温和制冷剂蒸发温度采用新蓄能技术的蓄能空调、热水联供系统蓄能空调/热水联供系统如所示,它是利用溶液储罐内溴化锂质量分数较高时,通过提高系统冷却水进、出口温度来加热温度为19的自来水,所需要的热量为721kWh.加热后的水储存在热水储槽内供宾馆一天内的洗浴消耗。

  文献3对新型蓄能空调系统在设计日工况条件下,分别对采用全量蓄能策略和分量蓄能策略时,蓄能空调/热水联供系统运行特性进行了研究与分析。在分量蓄能策略下的设计日工况,压缩机24小时连续运行。注入储罐的初始溶液参数为:50质量分数的溴化锂水溶液43.0t(Vstor|max=27.7m3)。设计日充能开始时刻(=0,时钟时刻23:00)储罐内参数溶液参数分别为stor(0)=0.5568,Tstor(0)=40.0,Mstor(0)=38610.5kg和Mws(0)=4389.5kg.

  设计日工况下,蓄能空调/热水联供系统一个工作循环压缩机耗功Wcomp=6321.2kWh,蓄能系统冷/热联供综合COPint为3.26,系统综合有效蓄能密度SDint为109.4kWh/m3.

  空调季节内系统运行情况尽管已对新型蓄能空调/热水联供系统设计日运行情况进行研究与分析,掌握并了解蓄能系统在设计日工况下的运行特性和电力负荷转移情况。但作为一种新型的蓄能系统,还必须了解系统在整个空调季节的工作特性及电力负荷转移情况。

  对于新型蓄能系统,在非设计日工况下采用蓄能优先策略运行。在用电低谷时段,压缩机满负荷运行,充分利用注入系统的工作溶液存储能量。在用电平、高峰期时段,优先将存储的能量转换成冷/热量,承担基本的空调负荷和全部的热水负荷。当储存的能量不能满足空调负荷时,压缩机按部分负荷运行。在整个空调季节内,当空调负荷降低到一定程度时,仅靠夜间蓄能量即可满足空调负荷,用电平、高峰时段压缩机不再运行,此时的复合循环成为按全量蓄能策略运行的纯蓄能循环。

  结论由于在整个空调季节,空调系统处于设计负荷的运行时间占空调总运行时间的比率很小,一般不超过156.因此,普遍认为对于大、中型蓄能空调系统在蓄能优先条件下采用分量蓄能策略比较合理。对于一个具体的蓄能空调工程,负荷转移率的大小决定了其初投资的高低,是系统经济性评价的一个重要指标。由于分量蓄能系统在冷量生产,储存上的灵活机动,使系统可以依赖所储存的冷量,根据负荷分布和电价差的高低,采取多变的运行策略,*大限度降低运行成本,获得*大的经济效益。

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