水蓄冷设计

详细说明

水蓄冷设计

水蓄冷设计须综合考虑影响初投资及运行成本的各种因素，详尽研究系统的电费，峰谷电价结构及设备初期投资等因素，以期达到最佳的经济效益，在降低初期投资的同时节约更多的运行电费，转移更多的高峰用电量。

进行水蓄冷设计时，须准确分析建筑空调负荷特点，并计算建筑物的逐时负荷，然后根据设计负荷的特点和运行策略来确定系统选型和控制策略，目标是尽可能地减少各种设备的装机容量，并达到满足各工作时段的负荷需求，并保证主机效率，充分利用蓄冷装置的优势，尽量减少系统的能耗。进行系统设计时，须结合系统的运行特点，从系统全局的观点来考虑各设备的匹配和综合效能，在设计建模的过程中，需要在满足建筑空调需求的约束条件下，实现运行费用目标函数最小的目标。

蓄冷罐作为一种水蓄冷的大型储水容器，广泛应用于数据中心领域，作为数据中心的后备冷源。蓄冷罐的使用是在夜间低温低电价时间段进行蓄冷，在白天高温高电价时间段进行放冷，有效利用峰谷电价及室外气温变化来降低空调系统的用电量及运营费用。

蓄冷罐的工作原理是利用冷热水密度不同产生自然分层的原理，在充冷及放冷情况下均使冷水始终处于蓄冷罐下部，热水处于蓄冷罐上部，冷热水处于层流状态不发生掺混从而保证有效冷冻水的容量不受影响。

布水器作为蓄冷罐中的重要部件，安装于蓄冷罐的顶部及底部，主要用于控制蓄冷罐进出水的流速并防止冷热水进入蓄冷罐中发生掺混，保证进入及流出蓄冷罐的水流平稳、缓慢、均匀、无扰动。为了保证蓄冷罐的效果，最主要的一个要素是布水器上开孔数量及开孔面积，但是现有布水器中的开孔数量及开孔面积通常都是按照供、回水管路面积的2倍进行处理，存在开孔数量及开孔面积不合理，造成布水器的开孔不均匀、整体开孔面积不足等问题，进而造成水流扰动，严重影响了蓄冷的有效体积。

我司蓄冷罐的布水器及开孔与安装方法，利用本发明中方法开孔处理后的布水器，通过实际应用，更大的通过蓄冷罐的运行效率并节约能源。

布水器安装固定在蓄冷罐的罐体内部，包括有以下步骤：

1)通过流体计算获得布水器的设计需符合弗兰德准则数Fr≤1，雷诺数Re＜2000要求才能保持蓄冷罐内的流体处于重力流，且处于层流状态不发生掺混；

2)为了保证雷诺(Renolds)准则数小于2000，按以下公式获得通过布水器的流速v，

Q`＝Q/(Δt*Cp*ρ1)

Re＝ρ2vd/η＜2000

式中：Q`为通过布水器的最大流量；

Cp为水的比热；

Q为蓄冷罐需提供的总冷量；

ρ1水的常温平均密度；

ρ2为布水器进口水的密度；

η为布水器进水口的运行粘度；