珠海冰蓄冷空調建議書

冰蓄冷項目計劃書二〇〇九年九月冰蓄冷方案一、工程概況該建筑物功效類型為輕裝配工廠、辦公的綜合大廈，建筑面積約為4.5萬多平方米，空調面積取3萬平方米。辦公時間為10小時，從8：00-18：00原初步方案的冷水機組設計狀況以下：冷水機組冷量（RT）臺數(shù)離心式7002螺桿式3001由于該地區(qū)有峰谷電價政策，現(xiàn)提出冰蓄冷的方案。二、冰蓄冷技術介紹1.冰蓄冷的工作原理冰蓄冷：采用“移峰填谷”即在用電低谷時優(yōu)先用電制冷，運用水-冰相變時大量貯存潛熱的原理，臨時將冷量以冰的形式儲存起來，在需要時（如用電高峰）把冷量取出來進行運用的蓄能技術。冰蓄冷工作原理圖2.蓄冰方式（1）盤管式是由沉醉在冰槽中的盤管構成換熱表面的一種蓄冰方式。在蓄冷過程中，載冷劑在盤管內循環(huán)，水在盤管外表面形成冰層，使冷量以冰的形式儲存起來。盤管構造形狀有蛇形盤管、圓筒形、U形。其優(yōu)點是蓄、釋冷速度快，蓄冰率高、體積小。（2）封裝式是將封閉在一定形狀的塑料容器內的水制成固態(tài)冰的一種蓄冰方式。容器沉醉在充滿乙二醇溶液的貯槽內，容器內的水隨著乙二醇的溫度變化進行結冰或融冰。按容器形狀有球形、板型和橢圓形。3.運行方略運行方略是指蓄冷系統(tǒng)以設計循環(huán)周期的負荷及特點為基礎，按電費構造特點等條件對系統(tǒng)以蓄冷容量、釋冷供冷或以釋冷聯(lián)同制冷機組共同供冷做出最優(yōu)的運行安排?？蓺w納為全量蓄冰、分量蓄冰。（1）全量蓄冰：全量蓄冰又稱為全負荷蓄冰。設計日非電力谷段的總冷負荷全部由蓄冷裝置供應，制冷機組在此時段不運行稱為全量蓄冰。該方案初投資最大，電費最節(jié)省。（2）分量蓄冰：分量蓄冰又稱為部分負荷蓄冰。分量蓄冰將設計日非谷段的冷負荷總量轉移一部分，白天由制冷機組與蓄冷裝置聯(lián)合供冷。同時在過渡季節(jié)，系統(tǒng)能夠按全量蓄冷運行。4.控制方略控制方略：空調蓄冷系統(tǒng)在運行中要合理安排分派制冷機組直接供冷量和蓄冷裝置釋冷量，是兩者能最經濟的滿足冷負荷的規(guī)定?？煞譃椋褐评渲鳈C優(yōu)先控制方略和蓄冷裝置釋冷優(yōu)先控制方略。制冷機組優(yōu)先是指盡量使制冷機組供冷。只有當空調冷負荷超出制冷主機供冷能力時，啟動蓄冰槽，承當局限性部分。釋冷優(yōu)先控制方略在控制程序上比制冷主機優(yōu)先復雜。普通采用基本恒定的釋冷速率以充足運用蓄冰槽的蓄冷量，局限性部分由制冷機補充提供。5.方略的配備流程配備、運行側略和控制方略都需要根據(jù)本地年平均溫度、日逐時冷負荷，以及空調日總負荷來最后擬定運行方略，。通過本地電價、電價時刻表、日負荷、負荷時間、以有設備、電力負荷等條件來擬定最后流程配備、運行方略和控制方略。6.冰蓄冷的優(yōu)勢eq\o\ac(○,1)對國家：實現(xiàn)電力移峰填谷，減少新建電廠；減少發(fā)電成本；減少CO2排放對大氣的污染；空調設備容量減小，減少原材料損耗。eq\o\ac(○,2)對使用者：減少主機裝機容量和功率可達30%--50%；設備滿負荷運行比例增大，可充足提高設備運用率；減少一次電力投資費用，涉及電貼費、變壓器、配電柜等；運用分時電價，可節(jié)省大量的運行費用；可作為應急冷源，停電時可運用自備電力啟動水泵融冰供冷。三、冰蓄冷方案1.冷負荷分析（1）該建筑物逐時冷負荷系數(shù)表估算以下：時刻123456789101112系數(shù)00000000.670.670.750.840.9時刻131415161718192021222324系數(shù)110.920.840.840.74000000由于本項目辦公時間僅是白天8：00-18：00，因此峰價時間段只取9:00-12:00。（2）珠海市峰谷電價變壓器（1-10kv）電價分段高峰段平段谷段時段9：00—12：0019：00—22：008：00—9：0012：00—19：0022：00—24：0000：00—8：00電價（元/kwh）1.31370.84240.4363（3）辦公時間的冷量分派項目峰段9:00-12:00平段8:00-9:00;12:00-18：00谷段0:00-8:00合計逐時負荷系數(shù)和2.496.0108.5逐時負荷系數(shù)權重29.3%70.7%0100%需冷量（RT/日）4234102170144502.蓄冷系統(tǒng)的選擇根據(jù)峰、平、谷各段電價的實際狀況，我們考慮只蓄峰段所需冷量，即分量蓄冷，平段沒有經濟性。冰蓄冷運行方略柱狀圖以下：因此，蓄冷量Q蓄=Q峰=4234RT/日=14890.45kWh/日為了滿足峰段的冷量需求，選用兩臺380RT的雙工況螺桿冷水機組。雙工況螺桿蓄冷機組的選型：型號制冷量（RT）輸入功率（kW）蒸發(fā)器冷凝器水流量（l/s）水壓降（kPa）水流量（l/s）水壓降（kPa）制冰空調制冰空調制冰空調制冰空調27538025025069133128758281注：1.制冰工況：冷凍水出水溫度-6.5℃，冷卻水進水溫度為302.空調工況：冷凍水進出水溫度12/7℃，冷卻水進出水溫度為32/373.蒸發(fā)器乙二醇溶液濃度為26%；4.換熱器都為二流程。通過計算分析，該型號的螺桿機組在谷期8小時內制得的冷量完全滿足峰期3個小時的冷量需求。因此，采用分量冰蓄冷，所蓄冷量能滿足設計日電力高峰段的冷負荷即可。（2）蓄冰槽的選用選擇UKIB模塊式蓄能槽，主體裝置是蛇形金屬冰盤管，槽體外整體發(fā)泡，外框采用鋁合金框架配合庫板使用，確保絕熱性能和構造。運用夜間低谷電，制冰蓄冷（管外結冰貯冷），白天融冰釋放冷量。eq\o\ac(○,1)蓄冰槽的型號及尺寸以下：型號全冷量潛熱蓄冷量盤管內溶液量槽內水容量空載重量運行重量長度L寬度W高度H接管尺寸kWhkWhm3m3kgkgmmmmmmmmUKIB190186516001.220.39500298005650229027404′DN65要選用8個這樣的蓄冰槽。eq\o\ac(○,2)內融式盤管蓄冰槽的優(yōu)點：結冰融冰快。獨特的進出液布置方式，分液均勻、蛇形盤管方向交錯排列，槽內溫度均勻，制冰率不不大于90%。結實、耐腐蝕效果好。管外結冰，無內應力，產品壽命長；蛇形盤管2.8Mpa空氣密封實驗,合格后再整體熱鍍鋅。槽體內部涂鋅和環(huán)氧樹脂，槽體外部采用立體加固方式，搬運吊裝運行不會變形。隔熱性好。槽體外部雙層聚氨酯發(fā)泡保溫,中間帶潮隔防水膜，避免潮濕通過；箱體板采用空調箱框架連接，聚氨酯發(fā)泡保溫，整體保溫效果佳；槽體底部采用嚴密的防冷橋方法，槽體與底座間全部為隔熱層；頂蓋防水保溫。投資省。模塊化設計，構造緊湊、占地面積省、搬運方便；乙二醇管內流動、充注量少；除槽體就位、接管、注水外，無任何現(xiàn)場安裝工作。運行費用省。帶蓄冰量測量和液位保護裝置，可精確測量蓄冷率和融冰狀況，信號輸入到系統(tǒng)控制器，自動選擇最佳運行模式。維修方便。槽體頂蓋上有維護口、蓄冰槽上帶有過濾器避免外部雜質進入盤管，排水口在維護時可排出蓄冰槽內水。eq\o\ac(○,3)系統(tǒng)運行控制應注意的問題：據(jù)顧客冷負荷的需求，按電費構造的特點，自動設立蓄冷系統(tǒng)最佳的運行方式，減少整個系統(tǒng)的運行費用;充足運用蓄冷裝置的容量，當天應盡量把所蓄冷量用盡，以發(fā)揮夜間機組制冷的能力，減少白天運行的容量。自動檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保障冰蓄冷系統(tǒng)重要設備正常、安全運行、自動統(tǒng)計系統(tǒng)運行的參數(shù)，顯示系統(tǒng)運行流程圖和打印系統(tǒng)運行參數(shù)表。3.機房面積機房的面積要根據(jù)2臺3801RT的螺桿冷水機組和1臺950RT的離心冷水機組的尺寸來擬定。冷水機組長（mm）寬（mm）高（mm）螺桿機組366018802365離心機組500722993142由此擬定機房的長為12.1m，寬9m，高4m。機房的面積F=L×W=12.1m×9四、節(jié)能效益分析：雙工況(水制冷能效比是6，制冰是3。6，低40%)螺桿冷水機組制冰工況的效率為空調工況的72.4%。1.年節(jié)電費收益以下：普通方案采用綜合電價：0.8424元/kwh,蓄冷采用峰谷電價（參見電價時段表）綜合耗電量（kWh/日）綜合電費（元/日）谷段耗電量（kWh/日）谷段電費（元/日）日節(jié)省電費（元）年節(jié)省電費（萬元）蓄冷前122661033300134612.69蓄冷后001236090532.靜態(tài)投資回收期：采用冰蓄冷技術比常規(guī)空調技術的初投資重要多在蓄冰槽及其附屬設備的投入，在此，僅考慮由此費用帶來的靜態(tài)投資回收期。計算時只考慮了冷水機組投資差別，普通空調采用的是綜合電價來作為計算根據(jù)，冰蓄冷采用現(xiàn)在峰谷電價作為計算根據(jù)。技術方案冷水機組初投資（萬元）蓄冰槽初投資（萬元）年節(jié)省電費（萬元）靜態(tài)投資回收期常規(guī)空調278------冰蓄冷35014012.69約五、結論

1、轉移制冷機組用電時間，起到了轉移電力高峰期用電負荷的作用，制冷機組在夜間電力低谷時段運行儲存冷量，白天用電高峰時段用儲存的冷量來供應全部空調負荷，少開冷機。

2、空調蓄冷系統(tǒng)的運行費用由于電力部門實施分峰谷、分時電價政策，比常規(guī)空調系統(tǒng)要低，分時電價差值愈大，得益愈多。

3、空調蓄冷系統(tǒng)中制冷設備負荷運行的比例增大，狀態(tài)穩(wěn)定，提高了設備運用率。

4、空調蓄冷系統(tǒng)并不一定節(jié)電，而是合理使用峰谷段的電能。

5、蓄冷系統(tǒng)在充冷運行時，基本可滿負荷運行，且夜間冷卻水溫較低，有助于制冷效率提高。6、項目總體回報計算還應當考慮公司的整體運行狀況，由于優(yōu)特公司的工作時間限制，基本上工作時段處在平或峰的電價時段