水蓄冷中央空调技术处理方案.docx
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水蓄冷中央空调技术处理方案
深圳市信义玻璃厂
中央空调系统
技
术
经
济
分
析
深圳市安朗节能有限公司
2010年9月
目前，本工程中央空调系统采用的是较为普遍的常规电制冷机组与风冷模块机供冷，虽然该系统十分简单，容易操作，但从其运行情况来看，却存在不节能，运行费用高，效果不好等缺点，现在根据甲方要求，对该系统进行改造，从而达到解决以上问题的目的，根据深圳市的电价政策等措施，推荐采用水蓄冷中央空调系统。
一、空调系统的特点
1.水蓄冷空调系统特点
水蓄冷空调是利用夜间低谷荷电力制冷储存在蓄能装置中，白天将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的先进水平，预示着中央空调的发展方向，有如下优点：
a.利用蓄能技术移峰填谷，平衡电网负荷，提高电厂发电设备的利用率，降低电厂电网的运行成本，节约电厂、电网的基础建设投入。
b.减少冷水机组容量，降低主机一次性投资；总用电负荷少，减少配电容量与配电设施费。
利用峰谷荷电价差，大大减少空调年运行费。
c.使用灵活，过渡季节、节假日或者下班后部分办公室使用空调可由蓄冷槽提供，无需开主机，节能效果明显。
具有应急功能，提高空调系统的可靠性。
d.启动时间短，只需15-20分钟即可达到所需温度，而常规系统则需1小时左右。
e.可实现大温差低温送风变风量空调系统，缩小送水（风）管的管径，增大楼层空间，提高空调品质，长期使用可避免空调综合症产生。
2.常规电制冷冷水机组系统特点
a.系统相对简单，机房占地比冰蓄冷稍小。
b.冷水机组的数量与容量较大，相应的其他用电设备数量、容量也增加，运动设备的增加加大了维护、维修工作量。
c.总用电负荷大，增加了变压器配电容量与配电设施费，
d.所使用电量均为高峰电，而且耗电设备的容量大，设备运行费用较大，也加大了电网的不均衡性。
e.运行方式不灵活，在过渡季节、节假日或休息时间个别办公室加班，需要开主机运行，形成大马拉小车，浪费了机组的配置能力，增加了运行费用，主机的频繁开停对机组的寿命影响很大。
3.风冷热泵系统特点
风冷热泵是靠室外空气来冷却的一种空调形式，其制冷和供暖的性能与室外环境温度密切相关，它有如下特点：
a.冷热一体，不需要另外配置热源。
b.在不考虑其对建筑外观的影响和机组运行振动影响时，可以将机组放置于屋顶，不需要专门的空调机房。
在小面积无冷冻机房的建筑比较适合。
c.空气冷却，不需配置冷却塔
d.靠空气冷却，制冷、制热性能与室外环境温度密切相关，造成性能不稳定：
夏季室外温度较高，需冷量较多时，其制冷能力变差；冬季室外温度较低，需供热较多时，其供热能力变差。
冬季需要采取特定的除霜手段，影响了制热效果；供热温度低，使室内的温度在天冷时达不到要求。
e.靠空气冷却，制冷效率低（名义COP低于3.2，实际运行一般为2.5左右），运行费用高。
f.因机组放于室外靠风冷却，时间长了冷凝器上结满灰尘，极大的影响了换热效率，机组运行效率下降，制冷量也急剧下降，一般3年后需重新考核其制冷能力，进行相应处理，有时甚至需加配机组。
g.机组选型时需考虑环境对系统的影响，需要增大配置，投资增加，投资为几种空调形式中最高。
h.效率低，总用电负荷大，增加了常规空调系统本身就较大的变压器配电容量，配电设施费高，且需交纳较多的电力贴费和电力施工费。
i.由于机组放置于室外，运行、管理、维护难度大，机组容易损坏，维修工作量大。
j.过渡季节，需冷量或热量减少时，其制冷或制热能力却达到最高水平，大马拉小车，形成浪费，也增加了运行费用。
二、项目概况及经济技术条件
1.项目概况
根据所提供的资料，深圳信义玻璃厂项目夏季设计日尖峰冷负荷约为1165RT，全年365天，全天24小时运行，负荷完全相同。
2.电力政策
深圳市大工业峰谷电价
电价类型
时段
电价（元/kw.h）
低谷时段
23:
00～次日7:
00
0.2766
高峰时段
9:
00～11:
30，14:
00～16:
30，19:
00～21:
00
0.9654
平段时段
其他时段
0.6606
注：
采用蓄能空调时，低谷时段电价为0.2495元/kwh。
三、项目空调系统初期投资分析
本项目仅对拟采用的两种不同冷源方案：
（1）常规电制冷+风冷模块+水冷柜机系统，
（2）水蓄冷系统，进行初投资和运行费用的分析。
1.常规电制冷+风冷模块+水冷柜机系统
常规电制冷+风冷热泵系统按设计负荷选择主机设备、水泵等各种用电设备，根据所提供的资料，本工程现有的常规系统总装机容量为1165RT，配电量为1353kW。
2.水蓄冷系统初投资
由于本项目夜间有负荷，且全天负荷相同，水蓄冷系统采用最节省运行费用的全量蓄冷策略，设备选型及初期投资费见下表：
序号
名称
型号规格
数量
功率
（kw）
总功率
（kw）
单价
万元
总价
万元
备注
1
大温差主机
700RT
5台
441
2205
140
700
合资
2
蓄冷槽
有效容积3524m3
蓄冷量9320RTH
蓄冷：
5/13℃
2个
0
0
300
600
国优
3
蓄冷水泵
264m3/h,16m
6台
18.5
92.5
2.3
13.8
备一，变频
4
放冷水泵
220m3/h,16m
3台
18.5
37
2.3
6.9
备一，变频
5
冷却水泵
630m3/h,20m
6台
75
375
7.5
45
备一
6
冷却塔
700m3/h
5台
22
110
21
105
国优
7
自控系统
PLC硬件
1套
0
0
50
50
硬件进口
合计
四、项目空调系统机房运行费用分析
1.运行策略分析
水蓄冷机房的运行策略：
全量利用低谷蓄冷，白天蓄冷槽供冷，减少白天高峰时期的用电量，最大限度节省运行费用。
1）.大温差主机制冷兼供冷模式（23:
00—7:
00）
这期间为电力低谷时段，自控系统通过电动阀门的切换，形成该模式运行，主机运行满足末端要求，剩余主机制冷，制得18680RTH的冷量储存在蓄冷槽中。
2）.蓄冷槽单独供冷模式（7:
00-23:
00）
这期间控制系统根据末端负荷的情况，切换到该供冷模式，不开启主机，由蓄冷槽提供所有冷量以满足末端负荷的要求。
2.运行费用计算
2.1水蓄冷空调系统
日运行费用：
2819.5×0.2495×8+37×0.6606×9+37×0.9654×7=6097.74元
年运行费用：
6097.74元/天×365天÷10000=222.57万元
2.2常规电制冷空调系统
日运行费用：
1353×（0.9654×7＋0.6606×9+0.2766×8）=20181.35元
年运行费用：
20181.35元/天×365天÷10000=736.62万元
3.项目回收期
回收年限=1520.7÷（736.62-222.57）=2.96年
五、经济性分析
根据上述投资及运行费用的综合分析可以看出:
（1）采用水蓄冷机房系统，综合初投资比较高，但年运行费用却比现有的常规中央空调系统低70%，改造仅3年即可回收成本，长期的综合效益非常显著；
（2）水蓄冷中央空调系统运行经济、可靠、控制灵活，利用峰谷荷电价差，平衡电网负荷，大大减少空调年运行费。
可以为局部区域定量采用蓄冷槽供冷,而不用开主机，节约运行费用；
（3）可以利用水蓄冷的低温特性，节约末端的投资与运行能耗；
（4）水蓄冷属于节能型中央空调系统，是对国家节能减排政策的强有利的支持。
（5）水蓄冷中央空调系统是今后中央空调发展的方向，是可行选择。
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