預制鋼板蓄冰槽在冰蓄冷系統(tǒng)中應用的優(yōu)勢

馮友平

【摘要】為了節(jié)約空調(diào)運行成本，空調(diào)系統(tǒng)采用先進的冰蓄冷技術。目前很多工程使用混凝土蓄冰槽，但因各種原因?qū)е滦畋卮嬖诼┧F(xiàn)象，使系統(tǒng)無法正常運行。本文通過對原混凝土蓄冰池的改造，分析預制鋼板蓄冰槽的可行性和技術背景，總結(jié)出鋼制蓄冰槽在施工實踐中應用的技術優(yōu)勢，為今后工程提供較為成熟的施工技術支持。

【關鍵詞】預制鋼板蓄冰槽;解決方案;技術分析;技術優(yōu)勢

1、前言

大型公共建筑中，如商場，冰蓄冷技術應用越來越廣泛，作為新世紀的重要的節(jié)能手段發(fā)展方向之一，是具有廣闊發(fā)展前景的新技術，有著良好的社會效應和經(jīng)濟效益。目前很多工程使用混凝土蓄冰槽，施工過程因結(jié)構混凝土澆筑、防水工程、成品保護等各類因素導致嚴重漏水，冰蓄冷系統(tǒng)運行效率低或者無法正常運行，造成損失。

2、工程案例

三亞海棠灣國際物中心，建筑面積12萬平方米，地下一層，地上三層。地下冷凍機房設一座21m×25m×6m混凝土蓄冰槽，槽內(nèi)設置20組（40臺TSC-380M型）BAC鋼盤管。施工過程因設計變更，結(jié)構工程、防水工程等施工問題處理不當導致漏水，造成建筑墻體、地面污染，冰蓄冷系統(tǒng)無法正常運行。經(jīng)現(xiàn)場排查后，對漏水部位進行維修處理，效果并未改善，費用劇增，返工維修次數(shù)頻繁。

3、預制鋼板蓄冰槽解決方案分析

3.1計算分析

原設計蓄冰槽底面積為500㎡，液位高度約為4.2m（與盤管高度一致），總計蓄水體積約為2100m?。替換為4個鋼制槽體后，蓄水體積縮小為290m?×4臺=1160m?。水量減少了約940m?。由于蓄冰量保持不變，故結(jié)冰的體積仍然維持不變，所減少的全部為水的體積為940m?。如果用來供冷，可從0℃可用到3.0℃，（設計板換一次側(cè)為3.5度，考慮換熱溫差0.5度）其顯熱冷量為940×3.0/0.86=3279kWh=934RTh。

本項目的設計潛熱蓄冰量為15200RTh，故減少水體的顯熱冷量理論上占設計潛熱蓄冰量的6%左右。該計算分析，只有在水完全對流換熱的情況下才能才有6%的比例，實際情況低于該值。

3.2分析結(jié)果

基于上述，減少水體的顯冷量價值不大，對系統(tǒng)供冷幾乎毫無影響，相反如果水槽太大，還會造成以下一些其他問題：

（1）由于結(jié)冰的體積是一定的，因此如果水槽越大，那么液面膨脹量就會減小，造成冰量統(tǒng)計監(jiān)測不精確;

（2）水槽越大冷損失越大，增加蓄冷主機運行負擔，故如果采用擴大蓄冰槽體積的方法增大顯熱量不經(jīng)濟。

3.3解決方案

為保證后期系統(tǒng)正常使用，節(jié)約空調(diào)運行成本，經(jīng)設計、業(yè)主同意后提出采用4個預制鋼板蓄冰槽代替原混凝土蓄冰槽，外形尺寸為6.8m×9.3m×4.6m=290m?。蓄冰槽采用厚度0.5mm碳鋼預制加工制作，底座采用泡沫玻璃保溫板，槽內(nèi)防腐采用環(huán)氧樹脂漆，外保溫采用聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡，槽體外飾面采用0.5mm彩鋼板作為槽體的保護層，頂部采用50mm厚EPS板覆蓋。

通過采用4個鋼制蓄冰槽替換原有混凝土蓄冰槽，徹底解決了漏水問題，同時提高了雙工況冰蓄冷主機運行效率，從而降低運行成本。施工過程對乙二醇管路系統(tǒng)進行優(yōu)化，減少管路和冰盤管因排布不當造成的空間障礙，使能夠?qū)崿F(xiàn)4個蓄冰槽的獨立運行及安全檢修，大大降低了由于個別盤管的運行故障導致系統(tǒng)的停運風險。

4、技術應用優(yōu)勢

4.1采用鋼制蓄冰槽可以徹底的解決漏水問題。鋼制蓄冰槽采用碳鋼板預制加工而成，內(nèi)側(cè)使用槽鋼龍骨加固，焊縫經(jīng)過測試，并經(jīng)過存水試驗，在確保滴水不漏的情況下，把盤管放置在冰槽內(nèi)，然后進行外保溫。

4.2采用鋼制蓄冰槽，由于采用的是外保溫形式，保溫材料和冰水沒有任何直接接觸，故保溫材料能保證穩(wěn)定的保溫性能。采用鋼制蓄冰槽其冷損耗接觸的面積為1098㎡（頂和底接觸面積為6.8×9.3×4×2=506㎡，側(cè)面面積為（6.8+9.3）×2×4.6×4=592 ㎡，），而混凝土蓄冰槽的接觸面積為：1432㎡（頂和底為25×20×2=1000㎡，側(cè)面面積為（25+20）×2×4.8=432 ㎡。）故采用鋼制蓄冰槽與混凝土槽相比，其保溫性能穩(wěn)定，冷損耗接觸面積小，在以后的使用周期來說整體上更加節(jié)能環(huán)保。

4.3采用鋼制蓄冰槽，系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大增加。采用4臺鋼制蓄冰槽之后，每臺槽子上均有液位計，一旦某臺盤管漏乙二醇，很方便通過液位計準確判斷出哪臺蓄冰槽內(nèi)盤管漏，并關閉該臺蓄冰槽內(nèi)的盤管閥門，另外3臺蓄冰槽仍可以使用，可以很方便的放空漏乙二醇蓄冰槽內(nèi)的水，進行維修。從以上分析可以看出，所有的蓄冰盤管放置在一個混凝土槽內(nèi)，水流動性存在很多死角，系統(tǒng)的風險極大。

4.4提高閥門等元器件的使用壽命。采用鋼制蓄冰槽，蓄冰盤管需要的所有的手動和電動閥門均布置在蓄冰槽外，處于比較良好的環(huán)境中，而原有的混凝土槽，蓄冰盤管需要的所有的手動和電動閥門均布置在蓄冰槽內(nèi)，處于陰暗潮濕的環(huán)境中，日常維修比較困難，閥門部件長期處在如此環(huán)境下，會大大增加電動閥門部件的故障率和降低使用壽命。

4.5采用鋼制蓄冰槽，可以節(jié)約使用空間并方便日常巡檢工作，通過采用鋼制蓄冰槽大約可以節(jié)約出200㎡的使用面積。

4.6采用鋼制蓄冰槽，可以大大增加自控的靈敏度。冰蓄冷系統(tǒng)需要監(jiān)控蓄冰量，在整個自控系統(tǒng)中，蓄冰量是個很重要的參數(shù)，它起到判斷何時停止制冰，在使用過程中實時顯示剩余的冰量，根據(jù)剩余蓄冰量來判斷何時進行工況切換。蓄冰量通過測量蓄冰和融冰過程中水位高度產(chǎn)生的變化即通過測量液位高度來實現(xiàn)，如果混凝土槽漏水，則測量的參數(shù)就沒有任何意義，即使混凝土槽不漏水，在相同的蓄冰量條件下，混凝土槽和鋼制槽液位變化，混凝土槽只有鋼制槽的290*4/500*4.5=51.5%，故采用鋼制蓄冰槽，液位高度變化比較大，相應的測量精度也大大提高，系統(tǒng)自控的靈敏度也相應的大大提高。

結(jié)語：

采用鋼制蓄冰槽不僅解決了原有混凝土蓄冰槽因結(jié)構和防水施工導致的漏水問題，還通過優(yōu)化管路系統(tǒng)，降低空間使用率，增加檢修通道，提高系統(tǒng)運行效率。在施工方面，工期短，難度小，加工操作可以在地下室內(nèi)完成，做到材料無庫存。大型商場在夏季供冷量的需求較大，在不同工況運行條件下，主機的運行負荷依然很高，日常檢修工作頻率較高。通過實現(xiàn)4臺獨立運行的蓄冰槽系統(tǒng)，滿足不間斷供冷需求，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟運行效益。

參考文獻：

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[2]《鋼制焊接常壓容器》NB47003.1-2009.

[3]《工業(yè)設備及管道防腐蝕工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50727-2011.