相变材料蓄冷系统的经济性评判Word文档下载推荐.docx
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3经济性分析数学模型
蓄冷系统主机容量的确信
当白天空挪用制冷机容量恰好等于晚间蓄冷用制冷机容量,这时制冷机容量最小[1]。
现在设蓄冷率。
即
（1）
当和时，制冷机容量别离按
（2）和（3）式进行计算。
（2）（3）
式中:
——制冷机组容量,；
——设计日总冷负荷,
——制冷机的空调运行时刻,ｈ；
——制冷机的充冷运行时刻,ｈ
——制冰机组容量变更系数
系统初投资
系统初投资由系统设备本身的费用、机房设备场地建筑物费用和电贴费（很多地域已取消电力增容费，故在此仅考虑电贴费）组成，即
（4）
——系统设备本身的费用；
——电贴费
——建筑物投资较常规系统的增加费用（机房设备场地）
设备费用的确信
设备费用按设备容量进行估算，即用各设备容量乘以相应的估算指标[2]，并计入设备运杂费和安装调试费。
蓄冷系统设备总费用为：
=++++++++（5）
——制冷机初投资；
——蓄冷设备费用
——泵投资费用；
——冷却塔费用
——溶液及冷冻水管道费用；
——冷却水管道费用
——自控系统费用；
——电力设备费用
——板式热互换器费用
关于冰蓄冷系统
+（6）
——负荷泵费用；
——制冷并充释冷综合泵费用；
——冷却水泵费用
关于高温相变材料蓄冷系统，无需板式换热器和专门的负荷泵，但由于目前适用于空调系统的相变材料还较少，因此蓄冷介质费用高于冰蓄冷系统。
蓄冷介质依照市场价按7000元/吨计，蓄冷槽采纳现浇混凝土的形式，蓄冷器为金属板式。
相变蓄冷装置及附属设备的造价按100元/计算。
现在=0，且
+
高温相变材料蓄冷系统的供回水温度约为9/14℃，而冰蓄冷系统供回液温度约为3/11℃。
前者的温差较后者大大减小，相应的泵和管道投资增加。
建筑物投资较常规系统的增加费用
（7）
——蓄冷负荷，；
——单位面积建筑造价元/m2（拟取3000元/）
——单位蓄冷量增加设备用房面积（冰蓄冷系统一样取）
由于所采纳的相变材料潜热为冰的55%，因此在蓄冷量相同的情形下，相变材料蓄冷系统蓄冷槽的体积约为冰蓄冷系统的倍，设备房建筑物投资费用相应增加。
电贴费
（8）
——系统配电容量，；
——每千瓦装机容量电贴费
常规系统配电容量：
（9）
蓄冷系统配电容量：
（10）
其中：
（11）
——设计日最大负荷；
——单位配电容量电力报装费用,元/
、、---系统、主机、辅机性能系数
运行费用
三类系统中以为运行治理费用相同。
年运行费用为
=++（12）
年大体电费
年大体电费一样按系统配电容量计
=（13）
——大体电价,元/（·
月）
年运行电费
常规系统年运行电费：
（14）
——峰、平、谷时段电价,元/；
——年供寒天数
——别离为三段用电量
冰蓄冷系统年运行电费：
（15）
，——系统直供和充冷时的值（包括辅机）
关于相变材料蓄冷系统,以为系统直供和充冷时的值相等，那么年运行电费为：
（16）
经济性评判指标
冰蓄冷系统和相变材料蓄冷系统相关于常规系统的静态投资回收期、别离如式（17）和（18）。
（17）
（18）4分析实例
以某办公综合大楼为例，逐时负荷分派如表1。
别离采纳冰蓄冷和高温相变材料蓄冷两种方案与常规系统进行比较和分析。
为便于比较，均采纳40%的蓄冷率。
蓄冷安排在夜间电价低谷时段。
。
电价结构如表2，大体计算参数如表3。
表1大楼逐时负荷散布
时刻
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
合计
负荷KW
2710
3669
5190
5550
5947
6268
6386
6644
6358
5641
54363
表2分时电价表
电价分段
顶峰期
低谷期
时间
8:
00-21:
00
21:
00—8:
电费（元）
表3有关计算参数
序号
项目
参数值
1
制冷机空调工况时的COP值
4
2
制冷机制冰工况时的COP值
3
制冷机制冰工况时的容量变更系数k
大体电价
13（元/月.KW）
5
电贴费
400（元/KVA）
6
供寒天数
150（天）
7
主机直供时刻
10（小时）
夜间蓄冷时刻
9（小时）
表4不同系统的初投资及运行费用比较
系
统
主机容量
主机
费用
蓄冷设备费用
供电设备费用
冷却塔费用
自控系统费用
管道
全
套
泵
换
热
器
建筑
增加
电
贴
费
系统
总初
投资
年大体电费
年运行电费
年运行总费用
高温蓄冷
3262
冰
蓄
冷
3553
常规系统
5分析结果与讨论
从要紧设备的初投资能够看出：
在三种系统形式中，高温相变材料蓄冷系统初投资最高，第二为冰蓄冷系统，常规系统初投资最低。
这是由于高温相变材料蓄冷技术目前还处于实验和研究时期，蓄冷介质费用相对较高所致。
第二，由于目前已研制和开发出的用于空调系统的蓄冷介质其相变潜热大多低于冰的潜热，致使蓄冷槽占地面积增加，设备房的建筑费用相应增加。
再者，由于采纳相变材料蓄冷系统，使冷冻水出口温度提高，从而降低供回水温差，增加了冷冻水管道和泵的初投资。
从对运行费用的分析能够看出，高温相变材料蓄冷系统的运行费用最低，第二为冰蓄冷系统，最高为常规系统。
冰蓄冷系统比常规系统初投资增%，年运行费用节约率为%,静态投资回收期为年；
相变材料蓄冷系统初投资较常规系统增加%，年运行费用节约率为%万元，静态投资回收期为年。
6结论
从以上分析能够看出，尽管在目前的经济条件下，关于新建系统,相变材料蓄冷系统的初投资和回收年限均高于冰蓄冷系统，但在改造项目中，由于可直接利用原有主机，因此具有较大优势。
同时，由于充冷期间蒸发温度同常规系统，因此主机和系统运行效率较冰蓄冷系统有较大提高，从而减小了耗电量和电厂污染物的排放，具有较好的经济和环保效益。
随着新型相变材料的进一步开发和高温蓄冷技术的进一步完善，在解决好蓄冷介质稳固性并批量生产的前提下，其市场价钱将大幅度降低，系统初投资也将相应减小乃至低于冰蓄冷和常规系统。
因此高温相变材料蓄冷系统将以其系统简单、节费节能等优势而有着普遍的应用前景。
参考文献
1.胡明假设，余国和，顾安忠.蓄冷率与冰蓄冷空调经济性诸因素的关系.上海理工大学学报2002，24
（2）
2.严德隆，张维君.空调蓄冷应用技术.北京：
中国建筑工业出版社，1997，5
3.何立群，葛新石，丁立行等.空调系统中冰蓄冷与高温相变材料蓄冷的经济性比较.中国科学技术大学学报，1997，27
（1）
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