鋼盤管內融冰系統與外融冰系統應用技術.doc

鋼盤管內融冰系統與外融冰系統應用技術經濟分析摘要：本文介紹了鋼盤管內融冰與外融冰蓄冷系統的技術特點，通過具體工程實例的分析來說明內融冰和外融冰方案的經濟技術對比分析和方案確定過程。對內、外融冰系統主要設備投資進行估算，根據負荷計算結果推算出各設備的逐時耗電量，乘以相對應的分時電價后，計算出不同負荷率下的逐時電力成本，匯總后得出全年電力成本。采用比較現金流量法，從項目的存續(xù)壽命全過程分析兩個方案的在經濟上的優(yōu)劣。計算結果說明：雖然采用外融冰比采用內融冰方案在運行費上有所節(jié)省，但是所節(jié)省的運行費仍不能夠在項目整個壽命期間內將多投資的部分回收，在這種情況下選擇內融冰的方式在經濟上更加合理。關鍵詞：內融冰 外融冰 NPLV 經濟性 61. 前言冰蓄冷空調系統能夠將電力需求從峰段轉移到谷段，均衡電網用電負荷, 同時為用戶節(jié)省運行費用，是夏季電力調峰的一種有效方式，具有重大的社會效益和經濟利益，近年來在國內逐漸得到推廣。冰蓄冷系統有多種形式，不同形式的冰蓄冷系統初投資和運行管理費用各不相同。鋼盤管內融冰和外融冰蓄冷系統是由沉浸在充滿水的貯槽中的鋼盤管構成結冰載體的一種蓄冰系統。充冷時，低溫載冷劑乙二醇溶液在盤管內循環(huán)，將盤管外表面的水逐漸冷卻至結冰。由于乙二醇溶液在管內循環(huán)，容量小，流速高，傳熱好，不易滲漏，系統安全可靠性高，在蓄冰空調工程中得到廣泛的應用。2. 外融冰方式的技術特點外融冰方式釋冷時，由溫度較高的空調回水，直接進入蓄冰槽內循環(huán)流動，使盤管外表面的冰層自外向內逐漸融化。貯槽一般為開式，為了使融冰均勻，在貯槽底部設置壓縮空氣攪拌管道，用清潔的壓縮空氣氣泡增加水流擾動，提高換熱效率。外融冰方式，由于溫度較高的冷凍水回水與冰直接接觸, 融冰釋冷速度快，可以在較短的時間內制出大量的低溫冷凍水，可以更靈活地安排運行策略，最大限度地節(jié)省運行費用。特別適合于短時間內要求冷量大、溫度低的場所。3. 內融冰方式的技術特點內融冰方式釋冷時，經空調負荷加熱的高溫載冷劑在盤管內循環(huán)，將盤管外表面的冰逐漸融化，使載冷劑降溫，以供用戶需要。與外融冰方式相比，內融冰方式可以避免外融冰方式由于上一周期蓄冷循環(huán)時，在盤管外表面可能產生剩余冰，引起傳熱效率下降，以及表面結冰厚度不均勻等不利因素，另外內融冰系統為閉式流程，對系統的防腐及靜壓問題的處理都較為簡便、經濟。但由于換熱面積僅為盤管表面，內融冰的融冰釋冷速度較慢，在運行策略安排方面不如外融冰系統靈活，往往運行費用要高于外融冰系統。4. 內、外融冰方式的方案比選內融冰系統和外融冰系統各有自己的技術特點，對于具體的工程項目，是采用內融冰還是外融冰蓄冷系統要通過技術經濟比較來決策。下面以一個具體的工程，說明內融冰和外融冰方案的對比分析和方案確定過程。4.1工程簡介北京某寫字樓，建筑面積約57500m2，地下3層，地上16層，建筑總高度65米?？照{的使用時間4月15日至10月15日，每天的用冷時段為7:00-19:00。經計算夏天空調的設計尖峰冷負荷為5109 kW（1453RT）。4.2北京電價政策簡介表4.1 北京市現行峰谷電價分時名稱價格時段分配峰段價格1.1045元/KWH8：0011：0018：0023：00平段價格0.7175元/KWH7：008：0011：0018：00谷段價格0.3525元/KWH23：007：004.3內融冰系統4.3.1系統流程圖4.1 內融冰主機上游串聯系統4.3.2內融冰系統主要設備投資估算表4.2 內融冰系統主要設備投資估算表序號設備名稱主要參數數量投資(萬元)1單蒸發(fā)器雙工況機組490RT/345RT21802蓄冰盤管TSC-380M162313乙二醇泵流量374m/h, 揚程28m26.984冷卻水泵流量400m/h295板換900RT；289.26冷卻塔400m/h，2357乙二醇補水設備流量3m/h，揚程15m148配電設備67.4合計622.6上述設備中水泵、冷卻塔設備的使用壽命按12.5年計算，重置設備價格合計：50.98萬元。其余設備在項目壽命周期25年內不需要重新購置。4.3.3年運行電費 圖4.2 100負荷設計日逐時負荷分布圖根據制冷時全年的逐日、逐時負荷率以及工藝設計所要求的運行策略進行逐時負荷計算，并根據負荷計算結果推算出各設備的逐時耗電量，乘以相對應的分時電價后可計算出不同負荷率下的逐時電力成本，匯總后可得出全年電力成本。全年電費為83.4萬元。4.4外融冰系統4.4.1系統流程圖4.3 外融冰主機上游串聯系統4.4.2外融冰系統主要設備投資估算表4.3 外融冰系統主要設備投資估算表序號設備名稱主要參數數量投資(萬元)1單蒸發(fā)器雙工況機組490RT/345RT21802蓄冰盤管TSC-380M16274.03乙二醇/水板換900RT2104.44乙二醇泵流量374m/h, 揚程28m27.05水/水板換900RT251.26冷卻水泵流量400m/h, 揚程28m29.07冷卻塔400m/h235.08冷凍水分配泵流量420m/h, 揚程24m27.09乙二醇補水設備流量3m/h，揚程15m14.010配電設備67.4合計738.0上述設備中水泵、冷卻塔設備的使用壽命按12.5年計算，重置價格合計：58萬元。其余設備在項目壽命周期25年內不需要重新購置。4.4.3年運行電費 圖4.4 100負荷設計日逐時負荷分布圖根據制冷時全年的逐日、逐時負荷率以及工藝設計所要求的運行策略進行逐時負荷計算，并根據負荷計算結果推算出各設備的逐時耗電量，乘以相對應的分時電價后可計算出不同負荷率下的逐時電力成本，匯總后可得出全年電力成本。全年電費為78.2萬元。5. 經濟性對比分析對外融冰方案和內融冰方案進行經濟比較的目的是從項目的存續(xù)壽命全過程分析兩個方案的在經濟上的優(yōu)劣，進而判斷兩個方案的內在的價值以便最終確定方案選擇。對上述兩個方案的經濟比較采用比較現金流量法。以外融冰方案與內融冰方案的初投資差額和項目壽命25年內所發(fā)生的重置成本差額作為現金流出值；以外融冰方案與內融冰方案在年運行費用上的差額作為項目壽命期25年內所產生的收益現金流入值；通過采用動態(tài)現金流量計算方式計算出25年內的累計凈現金流量NPV。計算結果：NPV-84.01萬元。 圖5.1 內、外融冰方案經濟比較計算結果說明：雖然采用外融冰比采用內融冰方案在運行費上有所節(jié)省，但是所節(jié)省的運行費仍不能夠在項目整個壽命期間內將多投資的部分回收，從而形成84.01萬元的虧損，即NPV-84.01萬元0。在這種情況下選擇內融冰的方式在經濟上更加合理。6、結論由于國內生產廠家不具備雙工況雙蒸發(fā)器制冷機組的生產能力，在設計外融冰蓄冷系統時，只能選用雙工況單蒸發(fā)器的制冷機組與乙二醇/水板換集成的技術方案，增加了系統的初投資，此外，外融冰蓄冷系統為開式流程，與內融冰蓄冷系統相比設計、操作、控制和運行維護較復雜。因此，對冷凍水溫沒有嚴格要求的單棟建筑的空調冷源，外融冰蓄冷系統不是很適合。外融冰蓄冷系統最大的優(yōu)點是能提供較低溫度的空調冷凍水，另一大優(yōu)點是取冷速度快。因此，外融冰蓄冷技術一般是區(qū)域供冷的首選技術。例如，北京中關村