1 概述

　　水蓄冷系统具有以下优点：①可以充分利用各种蓄水池（如消防水池），不一定期要单独设置专用的蓄冷装置；②制冷机的蓄冷过程中接近正常空调工况，不用改变制冷机的工作条件，可以保持制冷机的高效率运行；③直接取冷，取冷快，不像冰蓄冷系统对取冷功率有较大的限制。尤其对已有蓄水池的场所，水蓄冷初投资可以大为减少，很适用于改造和扩建工程。京信大厦的水蓄冷系统就是这样运作的一个典型工程项目。本文介绍了京信大厦利用消防水池改造的水蓄冷系统，并对各种运行参数曲线进行了分析，然后结合试运行的数据，提出了水蓄冷系统设计、施工中应注意的问题。
　　京信大厦是位于北京市三元东桥附近的一幢写字楼，于1990年投入使用。因扩建宾馆8层，需增加空调负荷，而原有冷水机组出力不足，不能满足空调制冷要求，需增加制冷能力700kW。为节约初投资和运行费，并促进北京市分时电价政策的执
行，我们采用原有有效容积800m³的消防水池兼作蓄冷池。估计蓄冷量为5600 kW（按蓄冷温差6℃考虑），考虑水蓄冷投入时间的平均负荷系数为0.8，则相应可供使用的时间为10h。工程建设于1995年9月底完成，经过试运行，发现基本达到设计要
求。

2 系统设计与控制

水池平面图见图1。
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1
　　
　　为了不破坏水池的结构，防止引起水渗漏，影响原水池的功能，本工程利用了原有通过水池壁引出的管段。为了充分利用已有的不规则水池进行高效率的蓄冷，设计中认真做了阻力平衡计算，尽量使通过各水池的流量均匀。
　　针对原水池形状不规则，池底、池壁基本没有保温的情况，我们通过数值计算和模拟计算对各种可行方案进行仔细分析，得出了合理的布管形式和喷嘴流速，对各水池安排了不同管径、不同开孔密度的布水管，以确保在蓄冷、取冷过程中，水池内的水温分层效果。这是保证水蓄冷高效运行的关键因素。
　　系统原理见图2，系统运行方式见表1。
　　
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2
　　
　　表1

　　夜间蓄冷：原空调系统中供高区的制冷机在夜间不用工作，可以用于水池蓄冷，制冷机型号为FL2-1000A（国产）。根据以往运行数据分析，机组空调工况实际出力仅为80%左右，即实际制冷量约为930kW。
　　白天取冷：原空调系统中低区供冷不足，当全楼冷负荷即将进入高峰时（约11：0），将宾馆冷水系统完全切换，改从水池中冷水，随着天气变化，当冷负荷降低时，可以充分利用低价电蓄积的冷量，而少开一台冷冻机，以取得更大的经济效益。
　　不论蓄冷或取冷，通过水池都将形成开式系统，而常规空调系统是闭式系统。因此为了保证蓄冷泵与取冷泵的安全，不倒空，各个阀门不内漏，并能承受系统运行时的水压，设计时选取了耐高压差的电动阀。在蓄冷池与空调水系统联合运行时，为了保证系统内充满水和水连续流动，采用自动控制系统严格控制各个阀门和水泵的开停顺序，并选用适当的压差传感器来控制回水阀的开度。例如系统从常规运行模式转向取冷模式时，应先切断V1、V2、V5、V10，然后开启V8，待各阀门到位后，启动P3，检测压力传感器的信号。当压力大于25kPa时，开启V6并进行调节，使压力稳定在25kPa。
　　由于系统运行模式多、模式转换要求严格，所以采用自动控制系统。利用计算机逻辑判断能力按一定的顺序和条件开关水泵、阀门，在阀门不能达到预定阀位时给出故障信号。为了充分利用水池蓄存的冷量，采用回水温度作为调节混水阀开度的指标。一方面可根据负荷变化，对系统起质调节的作用；另一方面可保持蓄冷结束时水池上部水温较高，为再次蓄冷时制冷机的高效率运行创造条件。
　　本系统为开式水系统，放工中严把质量关，保证每个阀门都能关断、不发生内漏，使泵的吸入口管道标高低于水池水平
面，并于吸入管道上安装排气管。系统运行后未发生漏水、倒空等问题。