項目冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)計

1、某項目冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計摘 要 以實際設(shè)計案例介紹了冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方法，運行策略的選擇，分析了該技術(shù)在實際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題，并與常規(guī)電制冷方式進行了經(jīng)濟性比較。關(guān)鍵詞 冰蓄冷；負荷分析；運行策略；經(jīng)濟分析；注意問題1、 工程概述該項目位于石家莊，總體布局分為a、b、c三個功能不同的區(qū)域。項目占地55012m2，其中a、b區(qū)為44628m2，c區(qū)為10384m2。項目建筑面積約40萬m2。二、 空調(diào)蓄冷系統(tǒng)簡介 空調(diào)蓄冷技術(shù)，即是在電力負荷很低的夜間用電低谷期，采用電動制冷機制冷，利用蓄冷介質(zhì)的顯熱或潛熱特性，用將冷量儲存起來，在電力負荷較高的白天，將儲存的冷量釋放出來，以滿足建筑物空調(diào)

2、的需要。在蓄冷應(yīng)用技術(shù)中，多采用水蓄冷、冰蓄冷的方式?？照{(diào)蓄冷系統(tǒng)使用的前提條件：1、 合適的電費結(jié)構(gòu)及其它優(yōu)惠政策。電力峰、谷差價越大，對蓄冷系統(tǒng)越有利。其它優(yōu)惠政策主要體現(xiàn)在少收或免收電力增容費以及移峰電力補貼等。2、 空調(diào)冷負荷在用電峰、谷時段有一定的不均衡性。在電力谷時冷負荷越小或無負荷，制冷機組才有利于在低電價是制冷蓄冷。三、夏季空調(diào)負荷分析 本項目設(shè)置一個中央機房，為a、b區(qū)的商業(yè)、辦公提供冷源。經(jīng)過計算，該項目的設(shè)計計算總負荷為：157888.2kw.h。 該項目冷負荷較大，若采用一次電制冷，冷凍機數(shù)量多，用電負荷大，且水循環(huán)系統(tǒng)也較為龐大，運行費用很高；由于該項目的性質(zhì)，夜間幾

3、乎沒有冷負荷。因此，在本項目中采用部分負荷冰蓄冷技術(shù)，利用夜間電力資源充沛，且價格較低的優(yōu)勢，進行畜冰；在白天峰值時，利用冰的蓄冷量進一步降低冷凍水水溫，（可以將一般冷水機組的7出水溫度降低為5左右）這樣既可以降低冷水機組的運行費用，又可以減少冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的一次投資和運行費用，同時系統(tǒng)末端可以節(jié)約20的投資，系統(tǒng)風(fēng)道、水管尺寸均可以相應(yīng)減小20左右，可提高建筑物的有效利用空間。根據(jù)電力系統(tǒng)的統(tǒng)計資料表明：市電供應(yīng)的高峰值與大部分建筑空調(diào)冷量峰值的出現(xiàn)時間是基本一致的，而在夜間負荷較低。因此，為了充分利用低谷時的電力資源，解決峰值時電力緊張的問題，石家莊采取電力分時計費的方式，這樣可以充分利用

4、現(xiàn)有電力資源，緩解電力供求矛盾；同時峰谷電價政策將給用戶帶來極其客觀的經(jīng)濟回報。時段 各時段起始時間電價(元/kwh)高峰期8:00 -11:000.80618:00 - 23:00平段期7:00 - 8:00 0.54311:00 - 18:00低谷期23:00 - 7:000.280表：石家莊分時電價 綜上所述，在本項目中采用電制冷結(jié)合部分冰蓄冷技術(shù)為建筑物供冷。四、蓄冰系統(tǒng)計算 1、總蓄冰量按總負荷的40考慮：157888.2 kw.h×0.463155.3 kw.h 2、考慮95融、制冰率，則制冰總量為： 63155.3 kw.h÷0.9566479.3 kw.h

5、3、 根據(jù)建筑特性，選用bac：tsc-l592m型冰盤管，單臺蓄冰量為296th：66479.3÷（296×3.517）63.8個 4、考慮3融、制冰衰減系數(shù)：冰盤管數(shù)量：63.8÷0.9766個則總蓄冰量為：296×66×3.51768708.1kw.h 5、制冷機組配備：主機選用york：ysfzs55cne，制冰工況：1213kw運行時間為：23：007：00項目選用8臺制冷主機，其中一臺主機滿足供夜間空調(diào)負荷。6、制冷系統(tǒng)原理圖五、運行策略蓄冰系統(tǒng)能以下幾種工作模式運行：1、100%負荷運行策略100%負荷蓄冰運行策略時段逐時負荷二工

6、況主機融冰二工況主機供冷量供冷量制冰量0:0000 0 8313.71:0000 0 8173.02:0000 0 8074.73:0000 0 7999.84:0000 0 7935.75:0000 0 7733.46:0000 0 7259.77:0000 0 0 8:0060790 6079 0 9:0075980 7598 0 10:00115496000 5549 0 11:00121576000 6157 0 12:001337312000 1373 0 13:0014284 12000 2284 0 14:001458812000 2588 0 15:001519612000 3

7、196 0 16:001458812000 2588 0 17:001291712000 917 0 18:00121576000 6157 0 19:0097263000 6726 0 20:0075981500 6098 0 21:0060790 6079 0 22:0000 0 0 23:0000 0 8491.0總63389 63981.02、60%負荷蓄冰運行策略：60%負荷蓄冰運行策略時段逐時負荷二工況主機融冰二工況主機供冷量供冷量制冰量0:00000 8313.71:00000 8173.02:00000 8074.73:00000 7999.84:00

8、000 7935.75:00000 7733.46:00000 7259.77:00000 0 8:00364703647 0 9:00455904559 0 10:00692906929 0 11:00729407294 0 12:00802460002024 0 13:008571 60002571 0 14:00875360002753 0 15:00911860003118 0 16:00875360002753 0 17:00775015006250 0 18:00729407294 0 19:0058360 5836 0 20:00455904559 0 21:0036470364

9、7 0 22:00000 0 23:00000 8491.0總計947333150063233 63981.03、30%負荷蓄冰運行策略：30%負荷蓄冰運行策略時段逐時負荷二工況主機融冰二工況主機供冷量供冷量制冰量0:000 0 0 0 1:000 0 0 8491 2:000 0 0 8313.73:000 0 0 8173.04:000 0 0 8074.75:000 0 0 7999.86:000 0 0 7935.77:000 0 0 08:0018240 1824 0 9:0022790 2279 0 10:0034650 3465 0 11:0036470 3647 0 12:00

10、40120 4012 0 13:004285 0 4285 0 14:0043770 4377 0 15:0045590 4559 0 16:0043760 4376 0 17:0038750 3875 0 18:0036470 3647 0 19:0029180 2918 0 20:0022790 2279 0 21:0018240 1824 0 22:000 0 0 0 23:000 0 0 0 總計47367 0 47367 48988 運行策略說明:a：主機單制冰時段 23：00-7：00 此間為電力低谷期，電價低廉。主機設(shè)定為制冰工況并滿足負荷運轉(zhuǎn)，所制得的冷量全部以冰儲存起來，供白

11、天冷負荷高峰期使用。b：融冰 + 主機供冷時段 9：00-20：00此時段內(nèi)盡量使用融冰制冷,同時主機部分滿負荷運行，盡量提高主機效率。c：單融冰供冷時段此時段為高價電時段,冷卻塔及主機均關(guān)閉，避開電力高峰期，僅以融冰來滿足冷負荷的需求，將系統(tǒng)的高峰用電量降至最低，以節(jié)約運行成本。d：制冷機單供冷時段 此時段,冷負荷完全由主機提供。在夜間運行中可采用此策略。六、經(jīng)濟效益分析1、 初投資比較初投資項目電制冷蓄冰電制冷制冷機組1000萬元1500萬元蓄冰盤管150萬元/土建蓄冰槽100萬元循環(huán)水泵400萬元250萬元冷卻塔100萬元150萬元換熱器200萬元/補水定壓裝置50萬元30萬元自動控制2

12、00萬元60萬元施工費用250萬元100萬元機房面積800平方米500平方米小計2690萬元2240萬元機房面積按3000元/平方米計算電力負荷約4000kva約7500kva電力設(shè)備400萬元750萬元電力貼費800萬元1500萬元投資小計3890萬元4490萬元系統(tǒng)初投資差額600萬元由以上統(tǒng)計可見，采用蓄冰技術(shù)的初投資較常規(guī)電制冷系統(tǒng)增加450萬元，約占總投資的20%，但由于采用蓄冰技術(shù)導(dǎo)致的電力負荷降低可節(jié)約的電力擴容費及設(shè)備初裝費等約1050萬元，因此采用蓄冰技術(shù)總的初投資較常規(guī)電制冷系統(tǒng)節(jié)省約600萬元。2、 運行費用比較：運行費用項目時段電制冷蓄冰電制冷100%負荷40天23：0

13、0-7:0063981÷3.5×0.280元×40天=20.4萬元08:00 -11:0012000÷4.5×0.806元×40天+25383÷40×0.806元×40天=10.6萬元37383÷4.5×0.806元×40天=26.8萬元18:00 - 23:0010500÷4.5×0.806元×40天+25383÷40×0.806元×40天=9.6萬元35560÷4.5×0.806元×

14、40天=25.4萬元7:00-8:006079÷40×0.543元×40天=0.4萬元6079÷4.5×0.543元×40天=3萬元11:00-18:0078000÷4.5×0.543元×40天+19103÷40×0.543元×40天=38.6萬元97103÷4.5×0.543元×40天=46.8萬元小計79.610260%負荷70天23：00-7:0063981÷3.5×0.280元×70天=35.8萬元08:00

15、 -11:0022429÷40×0.806元×70天=3.1萬元22429÷4.5×0.806元×70天=28.1萬元18:00 - 23:0021336÷40×0.806元×70天=3.0萬元21336÷4.5×0.806元×70天=26.8萬元7:00-8:003647÷40×0.543元×70天=0.3萬元3647÷4.5×0.543元×70天=3.1萬元11:00-18:0031500÷4.5

16、15;0.543元×70天+24010÷40×0.543元×70天=28.8萬元55510÷4.5×0.543元×70天=46.9萬元小計71104.830%負荷250天包含過渡季節(jié)及冬季內(nèi)區(qū)制冷23：00-7:0048988÷3.5×0.280元×250天=97.9萬元08:00 -11:0011215÷40×0.806元×250天=5.7萬元11215÷4.5×0.806元×250天=50.2萬元18:00 - 23:0010668

17、÷40×0.806元×250天=5.4萬元10688÷4.5×0.806元×250天=47.8萬元7:00-8:001824÷40×0.543元×250天=0.6萬元1824÷4.5×0.543元×250天=0.6萬元11:00-18:0032778÷40×0.543元×250天=11.2萬元32778÷4.5×0.543元×250天=98.8萬元小計120.8197.4總計271.4404.2由此可見，冰蓄冷系統(tǒng)比

18、常規(guī)電制冷系統(tǒng)每年可節(jié)省運行費用132.8萬元。七、施工圖設(shè)計中應(yīng)注意的問題1、 制冰主機的選擇： 應(yīng)選擇二工況制冷機組；同時在計算制冰量時，應(yīng)充分考慮制冷機組在低溫工況下的衰減，隨著出口溫度的降低，制冷量應(yīng)有所衰減。2、 乙二醇泵的選擇：由于濃度為25%的乙二醇水溶液其密度、粘度均大于水，而比熱小于水，因此在選擇以清水為設(shè)計參數(shù)的水泵時，其流量、揚程均應(yīng)考慮附加系數(shù)，查閱相關(guān)資料，確定系統(tǒng)中乙二醇泵的流量附加10%-15%，揚程附加20-25%；泵體材料應(yīng)選擇為不銹鋼。3、 自動控制：冰蓄冷系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)在運行中尤為重要，自控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足暖通專業(yè)提出的運行策略要求，在不同時段采用不同的運行方式；對蓄冰量的檢測也很重要，要根據(jù)蓄冰余量的變化及時調(diào)整運行方式，以期達到高電價時充分利用融冰供冷，平電價時以融冰為主輔以主機制冷的完美運行方式。八、結(jié)論該項目自2005年動工，2007年正式投入使用，經(jīng)過一年的試運行，對蓄冰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的調(diào)試、