空調(diào)制冷節(jié)能論文建筑節(jié)能新技術(shù)論文企業(yè)節(jié)能降耗論文：辦公建筑中空調(diào)蓄能技術(shù)的設(shè)計(jì)分析

1、空調(diào)制冷節(jié)能論文建筑節(jié)能新技術(shù)論文企業(yè)節(jié)能降耗論文辦公建筑中空調(diào)蓄能技術(shù)的設(shè)計(jì)分析摘 要： 本文對蘇州物流綜合保稅大廈項(xiàng)目空調(diào)設(shè)計(jì)中所采用的蓄能技術(shù)進(jìn)行分析，探索并總結(jié)在類似的大型辦公樓建筑中應(yīng)用蓄能技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的意義、要點(diǎn)與方法。關(guān)鍵詞： 空調(diào)節(jié)能冷熱源冰蓄冷電蓄熱0 引言目前，我國正處于調(diào)整和優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的重要?dú)v史階段。而促進(jìn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，正是“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”的重要落腳點(diǎn)之一。而我國能源儲(chǔ)量相對匱乏，結(jié)構(gòu)不合理，在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，如何提高能源利用效率、降低污染物排放量是我們面臨的重要課題。建筑能耗約占到我國總能耗的30%，所以對綠色建筑的發(fā)展研究是

2、節(jié)能減排中的重要組成部分，而空調(diào)能耗甚至可以占到建筑能耗的30%50%，冷熱源部分又是空調(diào)能耗中的大戶。實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能、冷熱源機(jī)房節(jié)能可以有效減少建筑能耗，這對于緩解我國能源緊缺矛盾，降低CO2排放，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重大的戰(zhàn)略意義。1 工程概況1.1建筑概況蘇州物流綜合保稅大廈，位于蘇州工業(yè)園綜合保稅區(qū)，總建筑面積74 763m2，占地面積10 525m2，地下1層，地上26層，13層裙房為綜合服務(wù)大廳，塔樓部分為辦公樓。主樓高度99.45m。1.2 空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)概要項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)是三星級(jí)綠色建筑，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)啬茉凑吲c項(xiàng)目實(shí)際情況以及相關(guān)國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求，在冷熱源部分考慮采用冰蓄冷系

3、統(tǒng)與電蓄熱鍋爐系統(tǒng)。2 空調(diào)冷熱源蓄能技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用2.1 計(jì)算參數(shù)2.1.1 氣象參數(shù)說明根據(jù)蘇州市氣象參數(shù)和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，蘇州市供冷季節(jié)從5月1日9月30日約為153天。供熱季節(jié)從12月1日次年2月28日約為90天。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置空調(diào)負(fù)荷，其分布情況見表1。2.1.2 能源價(jià)格說明蘇州市的電價(jià)政策根據(jù)該建筑的性質(zhì)和用途，以及蘇州市電力公司提供的電價(jià)體系，本案配電系統(tǒng)屬于110kV電網(wǎng)體系，應(yīng)該按照兩部制分時(shí)電價(jià)進(jìn)行計(jì)費(fèi)。具體收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)見表2。蘇州工業(yè)園區(qū)天然氣工商業(yè)用氣價(jià)格3.06元/m3。2.2 冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)中，冷熱源設(shè)備初投資大，運(yùn)行能耗在空調(diào)能耗中所占比例高，所以冷熱源的確

4、定對整個(gè)項(xiàng)目至關(guān)重要，必須結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)、實(shí)際情況，按照技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠等原則確定。本工程已考慮扣除新風(fēng)熱回收后的負(fù)荷，夏季空調(diào)冷負(fù)荷共6 002kW（1707RT），冬季空調(diào)熱負(fù)荷共2 972kW。冷源設(shè)計(jì)為部分負(fù)荷冰蓄冷系統(tǒng)，機(jī)房內(nèi)設(shè)有雙工況螺桿制冷主機(jī)2臺(tái)592RT/386RT（空調(diào)工況/制冰工況），冷媒為R134a。夜間用電低谷蓄冷8小時(shí)，設(shè)計(jì)蓄冷量6080RTh，約占空調(diào)設(shè)計(jì)全日制總冷負(fù)荷的37.6。蓄冰槽釋冷溫度3.5/10.5；通過板式換熱器產(chǎn)生的冷水溫度為5/12。制冰系統(tǒng)采用鋼盤管內(nèi)融冰系統(tǒng)；載冷劑采用濃度為25%的乙二醇溶液；雙工況主機(jī)與蓄冰裝置串聯(lián)布置，主機(jī)位于

5、蓄冰設(shè)備上游，制冷機(jī)處于高溫端，制冷效率高。系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)制冷機(jī)與蓄冰槽聯(lián)合供冷，部分負(fù)荷時(shí)應(yīng)合理采用蓄冰槽供冷，充分利用蘇州市的夜間優(yōu)惠電價(jià)來降低空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。熱源設(shè)計(jì)電蓄熱鍋爐系統(tǒng)。每日夜間電力低谷時(shí)段內(nèi)，電鍋爐蓄熱，蓄得的熱量存儲(chǔ)在蓄熱槽中，蓄熱時(shí)間為8小時(shí)?？照{(diào)供熱采用電鍋爐全谷電蓄熱方式，即次日末端系統(tǒng)所需要的全部熱量在前一天晚上利用低谷電力全部儲(chǔ)存在蓄熱槽內(nèi)。機(jī)房內(nèi)設(shè)置1 800kW承壓電鍋爐2臺(tái)，最高出水溫度96。設(shè)計(jì)采用2個(gè)蓄熱槽，每個(gè)容積337.5m3，總有效容積675m3，蓄熱水箱按95/55設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用2臺(tái)換熱量1 780kW的板式換熱器，通過板式換熱器產(chǎn)生的空調(diào)熱水溫

6、度60/50。2.2.1 冷源冰蓄冷技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析2.2.1.1 夏季空調(diào)冷負(fù)荷分析夏季設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷見圖1。由夏季設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷可以看出本工程是典型白天運(yùn)行空調(diào)的辦公樓，所以夏季冷源采用冰蓄冷系統(tǒng)是比較適合的。下面我們將對冰蓄冷系統(tǒng)與常規(guī)電制冷系統(tǒng)在本項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。2.2.1.2 常規(guī)電制冷冷源1. 常規(guī)制冷機(jī)房初投資制冷量為2 110kW的離心式冷水機(jī)組3臺(tái)及其相關(guān)輔助設(shè)備，經(jīng)過測算總耗電功率約1 728kW，總初投資約631.9萬元。2. 常規(guī)制冷機(jī)房運(yùn)行時(shí)間為08:0018:00，全部為峰電價(jià)格，根據(jù)負(fù)荷變化增加或減少啟動(dòng)機(jī)組數(shù)量。 3. 冰蓄冷空調(diào)年運(yùn)行費(fèi)用見表4。2.

7、2.1.4 2個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（見表5）2.2.2 熱源的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析2.2.2.1 冬季空調(diào)熱負(fù)荷分析冬季設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷見圖6由于考慮到充分利用國家有關(guān)的電力優(yōu)惠政策與峰谷電差價(jià)，大幅度地降低冬季空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)廢氣零排放，本工程設(shè)計(jì)采用電蓄熱鍋爐系統(tǒng)。下面將對電蓄熱鍋爐系統(tǒng)與燃?xì)忮仩t系統(tǒng)在本項(xiàng)目的應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。2.2.2.2 燃?xì)忮仩t熱源系統(tǒng)1. 燃?xì)忮仩t房初投資制熱量1.5t的燃?xì)鉄崴仩t2臺(tái)及其相關(guān)輔助設(shè)備，經(jīng)過測算總耗電功率約50.4kW，總初投資約117.8萬元。2. 考慮按照最大負(fù)荷配置2臺(tái)1.5t燃?xì)鉄崴仩t，運(yùn)行時(shí)間為08:0018:00，全部為峰電價(jià)格

8、，根據(jù)負(fù)荷變化增減鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)。3. 燃?xì)鉄崴仩t熱源系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用設(shè)計(jì)日總供熱量28 166kW·h，天然氣的低熱值取36 000kJ/Nm3，則可得全天所需天然氣理論值28166/36 000×3 600=2 816.6m 3。考慮到效率系數(shù)，燃?xì)忮仩t效率取0.9，逐時(shí)負(fù)荷調(diào)節(jié)系數(shù)取0.8，則實(shí)際需要燃?xì)饬浚? 816.6m3/0.9/0.8=3 912m 3設(shè)計(jì)日燃燒天然氣費(fèi)用：3 912m3×3.06元/m3=11 971元。設(shè)計(jì)日電費(fèi)50.4kW×10h×0.798元（/kW·h）=402.192元全年供熱期按90天計(jì)算，（

9、11 971元+402.192元）×90天×0.8=89.09萬元。（注：燃?xì)忮仩t需要隨著負(fù)荷變化而自動(dòng)卸載或加載，負(fù)荷調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，因此負(fù)荷調(diào)節(jié)系數(shù)取0.8），即全年運(yùn)行費(fèi)用約為89.09萬元。2.2.2.3 電蓄熱鍋爐熱源系統(tǒng)1. 電蓄熱鍋爐房初投資制熱量為1 800kW的電熱水鍋爐2臺(tái)及其相關(guān)輔助設(shè)備，經(jīng)過測算總耗電功率約3 659kW，總初投資約275.25萬元。2. 本系統(tǒng)的電蓄熱鍋爐系統(tǒng)每日夜間8小時(shí)谷電蓄熱，蓄熱量滿足白天全天空調(diào)熱負(fù)荷。次日白天水泵運(yùn)行供熱。不同負(fù)荷階段電蓄熱鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行策略見圖7圖10。3 結(jié)論3.1 冷熱源蓄能系統(tǒng)能耗分析（見表8）由表8

10、的數(shù)據(jù)可以得出：如果將冬夏兩季用電、燃?xì)饽芎木C合考慮，實(shí)際蓄能系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)能耗相近，而常規(guī)系統(tǒng)均為用能高峰時(shí)段的能耗，蓄能系統(tǒng)能耗中約有78%屬于用能低谷時(shí)段的能耗。從年運(yùn)行費(fèi)用來看，蓄能系統(tǒng)可以降低約45.7%的運(yùn)行費(fèi)。3.2 蓄能冷熱源系統(tǒng)的社會(huì)效益電網(wǎng)的峰谷差是現(xiàn)代電網(wǎng)的一大特點(diǎn)，蓄能系統(tǒng)雖然本身并不節(jié)電，但是具有轉(zhuǎn)移電網(wǎng)高峰用電量、平衡電網(wǎng)峰谷差的功能。由于蓄能系統(tǒng)的移峰填谷功能，提高了電網(wǎng)的運(yùn)行安全性能，提高了發(fā)電設(shè)備和輸配變電設(shè)備的效率，降低變配電損耗，從而降低發(fā)配電的運(yùn)行成本，充分利用不可再生資源，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。因此，政府大力鼓勵(lì)在低谷電時(shí)間段用電。 3.3 蓄能冷熱源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益可以大幅度地降低運(yùn)行電費(fèi)，降低經(jīng)營成本。蓄能系統(tǒng)的用電策略是：在低電價(jià)時(shí)段制取冷（熱）量儲(chǔ)存起來，在相對高電價(jià)時(shí)段少用或不用電，把儲(chǔ)存的能量釋放出來使用。一般峰谷時(shí)段的電價(jià)比可達(dá)2:14.5:1，甚至更高，因此由于電價(jià)差而節(jié)省的運(yùn)行電費(fèi)達(dá)20%70%。而且采用空調(diào)蓄能技術(shù)后，可以使用預(yù)先儲(chǔ)存的冷量來供冷，因此不必像常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)那樣按高峰負(fù)荷配備主機(jī)設(shè)備，而是按全天的平均負(fù)荷來配備空調(diào)主機(jī)設(shè)備，系統(tǒng)裝機(jī)容量可以減少30%50%，還可以結(jié)合運(yùn)用