沈陽漢王商場改造方案thermal ice storage proposal rev

1、罕王商場空調(diào)系統(tǒng)改造方案THEMAL ICE STORAGE PROPOSAL/林國際（北亞）沈陽辦事處Dec 20071罕王商場方案簡介出于對沈陽未來電力供應(yīng)形勢的擔憂夏季空調(diào)的總體負荷限定在規(guī)定的范圍內(nèi)，并有效的節(jié)省電力費用，降低經(jīng)營成本，用戶提出在現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一套系統(tǒng)。本方案系應(yīng)用戶的要求而作。共有 2 臺 280 冷噸YS 螺桿式冷水機組，根據(jù) 2007 年提供數(shù)據(jù)，最節(jié)（7、8月份）時，負荷為>300 冷噸，需要 12 臺機組運行供冷，過度季節(jié) 3,4,5,6,9,10，負荷為<300 冷噸. 需要 1 臺機組運行供冷夜間無需要供冷。由于受到安裝場地的限制，

2、同時為了降低造價，本方案將現(xiàn)有螺桿式改造制冰系統(tǒng)進行制冰。通過將現(xiàn)有的 2 臺 YS 機組改裝成低溫鹽水機組（LTB 機組），同時增加一套蓄冰盤管，1 臺板式熱交換器，2 臺乙二醇泵（一備一用），以及相應(yīng)的自動系統(tǒng)等，一套完整的系統(tǒng)，用于夜間制冰以及白天融冰供冷。為部分蓄冰系統(tǒng)，夜間由 2 臺 LTB 機組進行制冰（YS）。白天，在時段，盡量使用融冰供冷，不足的可由另外 1 臺機組（YS）來承擔。該制冰系統(tǒng)將完全使用現(xiàn)有的冷卻塔，冷卻水泵、冷凍水泵以及相應(yīng)的配電柜等。這樣可以大大節(jié)省安裝工作量以及投資費用。新的蓄冰系統(tǒng)主要設(shè)備如下系統(tǒng)最大制冰能力為 300 冷噸，總蓄冰量為 3000 冷噸時，

3、白天釋冷能力為 300 冷噸,10小時或 200 冷噸 15 小時。系統(tǒng)新增加的設(shè)備，包括蓄冰槽，板式熱交換器，乙二醇循環(huán)泵，新的冷凍水泵將安裝于冷凍機廠房外的室外平地。總占地面積約為 100m2方案總造價為 200，投入使用后，可在白天提供 300 冷噸的10 小時，年節(jié)省電費 111。靜態(tài)投資回收期為 3.42 年。1、工程簡況2序號設(shè)備名稱型號參數(shù)數(shù)量1LTB低溫鹽水機組(原有機組改裝)YSDBCAS35SHE制冰量201RT，功率200kW, kw/ton=1.030臺12蓄冰設(shè)備（Sinabaron）（或同等級廠品）MDyn 500500RTH臺63乙二醇循環(huán)泵（或同等級廠品）MK-

4、150/315300m3/h,30m，45kW臺24板式熱交換器(Alfa lava 或同等級廠品）2溫差，500RT臺15冷凍水泵（或同等級廠品）MK-125/315240m3/h，40m，40kW臺1工程名稱:類型: 使用時間:罕王商場商場一日 00:0024:00設(shè)計日峰值: 300RT（1056KW)2.負荷條件用戶為著名的企業(yè)，商場每天10小時，全年5月10月，需要供冷。下圖為根據(jù)用戶提供的機組運行整理的2006年月平均負荷情況。根據(jù)以上負荷分布圖以及我們從用戶的操作荷有如下特點處所了解到的情況，用戶目前的負1） 每年7、8，9月日間負荷最大，平均約為280-300冷噸，此時1臺機組

5、運行。2） 5,6，10兩運行 。日間最大負荷約為250-280冷噸，此時1臺機組部份負荷70-80%3分時電價為緩解電網(wǎng)晝夜不平衡運行的，電力部門制定有關(guān)政策，以用戶在電力高峰期的用電量。采用蓄冰空調(diào)可減少空調(diào)系統(tǒng)裝機容量，同時可利用夜間儲存，滿足在電力期的空調(diào)負荷需要，節(jié)約系統(tǒng)運行成本。沈陽地區(qū)分時電價表如下3負荷（冷噸）時段各時段起始時間電價(RMB/kWH)商場全年冷負荷310300290負荷2802702602502402302201234567月 份 （5月11月）二、運行策略1.蓄冰運行策略由于受到場地等條件的制約，本次改造方案采用的是負荷均衡型的部分蓄冰系統(tǒng)策略。在該策略下，蓄

6、冰系統(tǒng)按以下幾種工作模式運行。2.運行模式說明隨負荷情況的不同，有不同的運行模式，各模式分別說明如下A、 LTB機組制冰工作時段 ， 20:000:600該模式為夜間蓄冰運行模式，此時LTB制冰機組利用夜間低價滿負荷運行制冰儲存,以備白天電價時使用.B、供冷工作時段8:00-18:00該模式下，系統(tǒng)冷負荷小于300冷噸，僅僅需要融冰就可以滿足大樓冷負荷的需求。此時，優(yōu)先供應(yīng)所蓄存的時段的需求，當時段用時，可以在平峰時段繼續(xù)使用，直至完為止。3各種負荷情況下蓄冰系統(tǒng)運行策略根據(jù)中心實際負荷需求，用冷分成兩種情況，一種為冷負荷大于300冷噸的情況，一種為冷負荷小于300冷噸的情況，在第一種情況下，

7、需要進行滿負荷蓄冰和融冰，而后一種情況則需要根據(jù)日負荷需求量來決定蓄冰和融冰量，但由于最低月份日平均負荷基本上不小于200冷噸，為方便起見，按平均200冷噸來進行計算。以下是系統(tǒng)運行模式和蓄冰策略。表1 日平均負荷小于300冷噸的蓄冰運行策略4低谷期8:00 -18000.80平峰期18:0008:000.405開始時間結(jié)束時間逐時負荷（RT）主機空調(diào)工況制（RT）制冰量（RT）融冰供（RT）0:001:00028030001:002:00028030002:003:00028030003:004:00028030004:005:00028030005:006:00028030006:007:

8、00028030007:008:00028030008:009:00300003009:0010:003000030010:0011:003000030011:0012:003000030012:0013:003000030013:0014:003000030014:0015:003000030015:0016:003000030016:0017:003000030017:0018:003000030018:0019:003000030019:0020:00000020:0021:00000021:0022:0000300022:0023:0000300023:000:00003000圖1 日

9、均負荷小于300RT時運行策略蓄冰系統(tǒng)流程通常有兩種，并聯(lián)回路與串聯(lián)回路，串聯(lián)回路主要是利于采用大溫差供冷。對于改造工程，由于系統(tǒng)管道，末端設(shè)備已經(jīng)確定，沒有必要采用大溫差。因此， 在此我們采用并聯(lián)回路的方式，本方式更加適合于中心的現(xiàn)有系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由LTB低溫鹽水機組、蓄冰槽、融冰板式熱交換器、相應(yīng)的管路系統(tǒng)和自動系統(tǒng)組成。其中，LTB機組的冷卻水進出水管分別設(shè)三通閥與冷凍凍進行并統(tǒng)流程。623:0022:0021:0020:0019:0018:0017:0016:0015:0014:0013:0012:0011:0010:009:008:007:006:005:004:003:002:00

10、1:000:00時間7006005004003002001000逐時負荷（RT）主機空調(diào)工況制（RT）制冰量（RT）融冰供（RT）7三、系統(tǒng)流程1.系統(tǒng)流程方式蓄冰系統(tǒng)流程通常有兩種，并聯(lián)回路與串聯(lián)回路，串聯(lián)回路主要是利于采用大溫差供冷。對于改造工程，由于系統(tǒng)管道，末端設(shè)備已經(jīng)確定，沒有必要采用大溫差。因此， 在此我們采用并聯(lián)回路的方式，本方式更加適合于中心的現(xiàn)有系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由LTB低溫鹽水機組、蓄冰槽、融冰板式熱交換器、相應(yīng)的管路系統(tǒng)和自動系統(tǒng)組成。其中，LTB機組的冷卻水進出水管分別設(shè)三通閥與冷凍凍進行并統(tǒng)流程。82流程說明a制冰流程制冰在夜間低谷時段進行。夜間，由LTB機組制出5.6的

11、低溫乙二醇冷媒水，經(jīng)乙二醇泵輸送到位于二層的蓄冰槽盤管內(nèi)，經(jīng)制冰后升溫至1.7并流回LTB機組，完成制冰循環(huán)。其中，在夏季，LTB機組將由低溫的冷凍水進行冷卻，要求系統(tǒng)的冷凍水溫不低于7.2,為保險起見，夜間的冷凍水供水溫度設(shè)定為8（通過JC自控系統(tǒng)自動設(shè)定）；在過渡季節(jié)以及冬季，當室外濕球溫度低于15時（上海市每年11月次年4月份共六具備此條件），此時冷卻水溫度低于20，自控系統(tǒng)自動將LTB的冷卻水切換到冷卻塔，由冷卻塔直接為LTB機組供應(yīng)20以下的冷卻水，以省電費。b融冰供冷流程白天用電時，將停止LTB機組的運行，蓄冰槽內(nèi)蓄存的冰融化，將乙二醇溶液溫度降到5，經(jīng)乙二醇泵輸送到板式熱交換器，

12、與另一側(cè)的冷凍水進行交換后，溫度升到9并返回蓄冰槽進行冷卻，完成融冰循環(huán)。板式熱交換器另一側(cè)的冷凍水則由12被降到7后，并入整個空調(diào)的冷凍，對大樓進行供冷。在整個流程的各回路中均設(shè)有相關(guān)的電動調(diào)節(jié)閥?？梢愿鶕?jù)運行模式以及冷負荷變化，JC自控系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)各相應(yīng)電動閥的開關(guān)狀態(tài)以及開度，實現(xiàn)模式的轉(zhuǎn)換以及調(diào)節(jié)冷9由媒水的溫度。3 系統(tǒng)模式說明為達到最大限度的節(jié)能，合理分配系統(tǒng)各機組的使用，對蓄冰、融冰、冷凍機組的運行等根據(jù)負荷需求進行自動監(jiān)測和采用的JC自控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可按照運行策略對主機、乙二醇泵、冷凍水泵、冷卻水泵等進行自動運行。，使系統(tǒng)隨時都在最佳的狀況下對應(yīng)系統(tǒng)的各個運行模式，其策略分別如

13、下AYS主機空調(diào)LTB機組制冰模式此時為電力低谷期，電價低廉。LTB機組滿負荷運轉(zhuǎn)制冰，所制得的全部以冰儲存起來，以供負荷期或平峰期使用。同時由YK機組負責賓館夜間空調(diào)用冷。此時各電動閥門的開關(guān)狀態(tài)如下V1V2 V3: V4 V5 V6V7a-c開，a-b關(guān)a-b開，a-c關(guān)a-b開，a-c關(guān)夏季開，當冷卻水溫低于20關(guān)，當冷卻水溫低于20開夏季開，當冷卻水溫低于20關(guān)，當冷卻水溫低于20開此時乙二醇泵開，冷凍水泵CHP6關(guān)。YK主機以及相應(yīng)的輔助設(shè)備隨負荷情況自動開停。B融冰YS主機供冷模式此時為時段和平峰時段，主要由融冰供應(yīng)，不足的部分由離心機組承擔。溫度恒定在50C左右。各電動閥門的開關(guān)

14、狀態(tài)如下此時板式熱交換器V1 a-b開，a-c關(guān)V2 a-c開，a-b關(guān)V3: a-b部，a-c部（開度由乙二醇出蓄冰槽的溫度進行，目的是通過調(diào)節(jié)乙二醇的旁通量來將出口溫度穩(wěn)定在5）關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)V4V5 V6 V7此時乙二醇泵開，冷凍水泵CHP6開，YK主機以及相應(yīng)的輔助設(shè)備隨負荷情況自動開停。C供冷模式此時負荷低于300冷噸，依靠融冰供應(yīng)已足夠，不需開啟機組。此時板式熱交換器溫度恒定在50C左右。各電動閥門的開關(guān)狀態(tài)如下10V1 a-b開，a-c關(guān)V2 a-c開，a-b關(guān)V3: a-b部，a-c部（開度由乙二醇出蓄冰槽的溫度進行，目的是通過調(diào)節(jié)乙二醇的旁通量來將溫度穩(wěn)定在5）關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)V4V5 V

15、6 V7此時乙二醇泵開，冷凍水泵CHP6開。各YK主機及相關(guān)輔助設(shè)備關(guān)閉。D主機單供冷模式此時一般為電力，機組來供應(yīng)，JC自控系統(tǒng)將根據(jù)負荷以及氣候情況，自動優(yōu)化系統(tǒng)的運行狀態(tài)。整個蓄冰系統(tǒng)全部停止運行。四、系統(tǒng)設(shè)備配置及價格1. 選擇原則系統(tǒng)主要設(shè)備均須滿足設(shè)計的性能要求，保證使用，使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。所有這些設(shè)備均已在大量的蓄冰系統(tǒng)運行實踐中經(jīng)受了長期的考驗，可以很好的滿足設(shè)計要求。除LTB機組之外，其余新增加的主要設(shè)備全部采用進口或者合資的。112. 設(shè)備ALTB制冰機組機組型號YSDBCAS35CHE,1臺。LTB制冰機組將由現(xiàn)有的YS機組改裝而成，經(jīng)研發(fā)部門以及工廠確認，并利用Yo

16、rk Work 選型軟件對該型號機組在低溫鹽水工況下的運行條件進行選型，確認機組經(jīng)過一定的改裝后，可以用做低溫鹽水機組，用來進行制冰。所需要的改裝內(nèi)容如下改裝后機組性能如下（選型軟件YorkWork選型數(shù)據(jù)）12序號改裝內(nèi)容改裝價格（估價）1中心以及相應(yīng)的傳感器適應(yīng)鹽水運行工況，擴大冷媒水溫度設(shè)定范圍，改變保護的設(shè)定值， 改變溫度、 傳感器的量程。136,000.002更換油冷卻器為水冷式冷卻器，同時連接相應(yīng)的冷卻水管道和水泵低溫工況下不能使用冷媒直接冷卻，需要改成水冷形式，50,000.003機組其它調(diào)整適應(yīng)性調(diào)整20,000.00B蓄冰設(shè)備選用Sinobaron公司盤管蓄冰設(shè)備，該蓄冰設(shè)備

17、除具有換熱性能好，長等優(yōu)點外，特別具有重量輕，便于搬運和安裝等特點，特別適用于改造工程。本方案中選用其Dyn-500型盤管6臺,總蓄冰量為3000TH (或3臺1000噸，可根據(jù)廠地設(shè)計)，盤管參數(shù)如下13序號參數(shù)內(nèi)容參數(shù)值1型號Dyn-500型2外形(mm) 長x寬x高4950×2400×22003蓄冰容量(RTH)5004標準(RTH)（5/10）4755乙二醇容量(L)10506運行(kPa)1257降（880L/min時）3.88運行重量（kg）2080C板式熱交換器選用舒板式熱交換器 1 臺，換熱量 300RT/臺，換熱器參數(shù)如下D乙二醇泵及冷凍水泵選用一臺格蘭富乙二醇泵，泵的參數(shù)如下3.總造價估算總的改造工程造價預(yù)計為238.00森自控14序號項目名稱數(shù)量單價（）總價（）1LTB機組改裝臺121.0021.002蓄冰盤管臺622.30133.804板式換熱器臺115.0015.005乙二醇泵臺13.003.006冷凍水泵