最新冰蓄冷空调系统原理及应用.docx

1、最新冰蓄冷空调系统原理及应用冰蓄冷空调系统原理及应用冰蓄冷空调系统原理及应用1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点 冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷，将水在专门的蓄冰槽内冻结成冰以蓄存冷量；在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组，直接将蓄冰槽内的冷能释放出来，满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小，而夜间制冷因气温较低可使效率更高，完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点： (1)利用低谷段电力，具有平衡峰谷用电负荷，缓解电力供应紧张；(2)冰水主机的容量减少，节省增容费用；(3)总用电设施容量减

2、少，可减少基本电费支出；(4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费；(5)冰水温可低至14，减少空调设备风管的费用；(6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少；(7)电力高压侧及低压侧设备容量减少；(8)室内相对湿度低，冷却速度快，舒适性好；(9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行，效率高，机器损耗小；(10)充分利用24h有效时间，减少了能量的间歇耗损；(11)充分利用夜间气温变化，提高机组产冷量；(12)投资费用与常规空调相当，经济效益佳。冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。当然它也有一些缺点，如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。 2系统的组成及制冰方式分类

3、 2.1系统组成 冰蓄冷空调系统一般由制冷机组、蓄冷设备(或蓄水池)、辅助设备及设备之间的连接、调节控制装置等组成。冰蓄冷空调系统设计种类多种多样，无论采用哪种形式，其最终的目的是为建筑物提供一个舒适的环境。另外，系统还应达到能源最佳使用效率，节省运转电费，为用户提供一个安全可靠的冰蓄冷空调系统。2.2制冰方式分类 根据制冰方式的不同，冰蓄冷可以分为静态制冰、动态制冰两大类。此外还有一些特殊的制冰结冰，冰本身始终处于相对静止状态，这一类制冰方式包括冰盘管式、封装式等多种具体形式。动态制冰方式在制冰过程中有冰晶、冰浆生成，且处于运动状态。每一种制冰具体形式都有其自身的特点和适用的场合。 3运行策

4、略与自动控制 3.1运行策略 与常规空调系统不同，蓄冷系统可以通过制冷机组或蓄冷设备或两者同时为建筑物供冷，用以确定在某一给定时刻，多少负荷是由制冷机组提供，多少负荷是由蓄冷设备供给的方法，即为系统的运行策略。蓄冷系统在设计过程中必须制定一个合适的运行策略，确定具体的控制策略，并详细给出系统中的设备是应作调节还是周期性开停。对于部分蓄冷系统的运转策略主要是解决每时段制冷设备之间的供冷负荷分配问题，以下为蓄冷系统通常选择的几种运行策略。 3.1.1制冷机组优先式 蓄冷系统采用制冷机组优先式运行策略是指制冷机组首先直接供冷，超过制冷机组供冷能力的负荷由蓄冷设备释冷提供。这种策略通常用于单位蓄冷量所

5、需费用高于单位制冷机组产冷量所需费用，通过降低空调尖峰负荷值，可以大幅度节省系统的投资费用。3.1.2蓄冷设备优先式 蓄冷设备优先式运行策略是指蓄冷设备优先释冷，超过释冷能力的负荷由制冷机组负责供冷。这种方式通常用于单位蓄冷量所需的费用低于单位制冷机组产冷量所需的费用。蓄冷设备优先式在控制上要比制冷机组优先式相对复杂些。在下一个蓄冷过程开始前，蓄冷设备应尽可能将蓄存的冷量全部释放完，即充分利用蓄冷设备的可利用蓄冷量，降低蓄冷系统的运行费用;另外应避免蓄冷设备在释冷过程的前段时间将蓄存的大部分冷量释放，而在以后尖峰负荷时，制冷机组和蓄冷设备无法满足空调负荷需要的现象，因此应合理地控制蓄冷设备的剩

6、余冷量，特别是对于设计日空调尖峰负荷出现在下午时段时非常重要。一般情况，蓄冷设备优先式运行策略要求蓄冷系统应预测出当日24小时空调负荷分布图，并确定出当日制冷机组在供冷过程中最小供冷量控制分布图，以保证蓄冷设备随时有足够释冷量配合制冷机组满足空调负荷的要求。 3.1.3负荷控制式(限制负荷式) 负荷控制式就是在电力负荷不足的时段，对制冷机组的供冷量加以限制的一种控制方法。通常这种方法是受电力负荷限制时才采用，超过制冷机组供冷量的负荷可由蓄冷设备负责。例如城市电力负荷高峰时段(上午8001100)，禁止制冷机组运行。 3.1.4均衡负荷式 均衡负荷式是指在部分蓄冷系统中，制冷机组在设计日24小时

7、内基本上满负荷运行;在夜间满载蓄冷，白天当制冷机组产冷量大于空调冷负荷时，将满足冷负荷所剩余的冷量(用冰的形式)蓄存起来;当空调冷负荷大于制冷机组的制冷量时，不足的部分由蓄冷设备(融冰)来完成。这种方式系统的初期投资最小，制冷机组的利用率最高，但在设计日空调负荷高峰时段与当地电力负荷高峰时段是否相同时，即是否与当地电价低谷时段相重叠，如不重叠，则系统的运行费用较高。 3.2自动控制 蓄冷系统的控制，除了保证蓄冷和供冷模式的转换以及空调供水或回水温度控制以外，主要应解决制冷机组与蓄冷设备之间供冷负荷分配问题，特别是在部分负荷时，应保证尽可能地将蓄冷设备的冷量释放完，即可采用融冰优先式运行策略，甚

8、至可采用全蓄冷运行，即白天制冷机组停开，空调负荷全部由蓄冷设备满足。而在设计日空调负荷时，应采用制冷机组优先式运行策略，以保证逐时空调负荷要求。目前蓄冷系统的自动控制系统，大多采用以计算机技术的直接数字控制器与电子传感器及执行机构相结合的直接数字控制系统。制冷机组的蓄冷量是定量的输出，而蓄冷设备的释冷是总量的输出。如两者为串联时，控制系统较为简单，供水温度易保持恒定;而对于并联系统，供水温度控制较难，特别是在释冷融冰后期，蓄冷设备的出口温度在逐渐升高，与制冷机组出口温度相比很难保持恒定不变。为了使每天蓄冷设备冷量充分释放，保持较为恒定的供水温度，满足设计日空调负荷要求，通常利用计算机作为蓄冷系

9、统的监控设备;并利用系统中设置的流量计、温度计反馈的信号，逐时监视蓄冷设备的内部状况;通过计算机对空调系统负荷的预测，以此制定蓄冷系统的运行策略是制冷机组优先式还是蓄冷设备优先式。 4、运行分析 冰蓄冷空调系统进行直供和蓄冷运行的对比测试，结果如下： 4.1每日峰、平、谷电时段及电价 峰电:8001100和18002300，电价为0.878元/kWh; 平电:700800和11001800，电价为0.540元/kWh; 谷电:2300次日700，电价为0.224元/kWh。 4.2效益分析 空调面积约5700m2，蓄冷系统选用2台螺杆式双工况制冷机组，单机空调工况制冷量70RT(246kW)，

10、制冰工况制冷量47RT(165kW)。蓄冷系统由一个60m3蓄冰罐，内装STL-CO型冰球，3台溶液泵，冷却水系统，自控系统组成。蓄冷冷媒为乙二醇(25%)水溶液。 测试结果如下： (1)蓄冷时间、蓄冷量:蓄冷时间7小时(晚1100次日晨600)皆为谷电时间。蓄冷量:1702.66kWh。 (2)第一周期，即蓄冷释冷运行方式。总耗电量1234.81kWh，电费合计420.33元，供出冷量1676.94kWh。 (3)第二周期，即直接供冷运行方式。总耗电量1159.78kWh，电费合计792.63元，供出冷量水1342.78kWh。 (4)第一周期方式与第二周期方式比较:耗电量增加75.03kW

11、h，但电费节省372.3元/天。 5、推广建议 目前，随着商业企业竞争的加剧，购物环境与企业效益有着密切关系。大、中型商场用中央空调来调节商场一年四季的温、湿度和补充新鲜空气，提高购物环境。中央空调系统投资费用约占整个投资的10%左右，而平时的运转费用占总能源费用的40%60%。商场中央空调用来调节商场一年四季的温、湿度和补充新鲜空气，提高购物环境的舒适性其特点如下：1、商场内人员密度高（一般每天客流量峰值经常出现在上午1011时，下午1316时，顾客也较集中），尤其在节假日，新风处理量大，因而商场空调夏季制冷负荷大，冬季供暖负荷较小。2、商场内客流量的不稳定性和随机性使得商场空调负荷不稳定，

12、要求空调系统变工况性能好，调节灵敏。3、商场每天营业，四季气候变化大，要求商场空调运转工况与之相适应，既要满足个别恶劣天气的高峰负荷，又要在大部分时间低负荷工况下有良好的经济性能。 冰蓄冷空调系统的适用场所:商场、宾馆、饭店、办公楼等冷负荷高峰和用电高峰基本相同，持续时间长的场所。冰蓄冷空调有良好的节能环保效益，其技术运用了几十年，已经相当成熟、可靠。 东莞市电价价目表发布时间：2012-07-31东莞市电价价目表(2012年7月1日起执行）单位：分千瓦时（含税）用 电 分 类电价城市建设附加费重大水利工程建设基金水库移民后期扶持资金燃气燃油加工费合计一、大工业用电变压器容量（元kVA月）23

13、.0023.00（一）基本电价最大需量（元kW月）32.0032.00（二）电度电价1-10千伏峰112.931.400.700.882.20118.11平68.441.400.700.882.2073.62谷34.221.400.700.882.2039.4035-110千伏峰108.801.400.700.882.20113.98平65.941.400.700.882.2071.12谷32.971.400.700.882.2038.15220千伏及以上峰104.681.400.700.882.20109.86平63.441.400.700.882.2068.62谷31.721.400.70

14、0.882.2036.90二、普通工业电价110千伏峰144.051.400.700.88147.03平87.301.400.700.8890.28谷43.651.400.700.8846.6335千伏及以上峰139.921.400.700.88142.90平84.801.400.700.8887.78谷42.401.400.700.8845.38不满1千伏（非专用变压器）89.801.400.700.8892.78三、非工业电价不满1千伏89.801.400.700.8892.78110千伏87.301.400.700.8890.2835千伏及以上84.801.400.700.8887.78

15、四、商业电价不满1千伏98.801.400.700.88101.78110千伏96.301.400.700.8899.2835千伏及以上93.801.400.700.8896.78五、居民生活电价阶梯电价第一档58.071.400.700.8361.00第二档63.071.400.700.8366.00第三档88.071.400.700.8391.00峰谷电价峰95.821.400.700.8398.75平58.071.400.700.8361.00谷29.041.400.700.8331.97合表电价61.771.400.700.8364.70六、稻田排灌、脱粒电价37.91-0.70-38

16、.61七、农业生产电价62.511.400.70-64.61说明： 1、电价标准根据粤价2011275号文、粤价2012135号文执行执行。2、峰谷时段设置为： （1）工业峰谷时段 高峰：9：0012：00；19：0022：00； 低谷：0：008：00； 平段：8：009：00；12：0019：00；22：0024：00 （2）居民峰谷时段 高峰：14：0017：00；19：0022：00； 低谷：0：008：00； 平段：8：0014：00；17：0019：00；22：0024：00 3、城市建设附加费、重大水利工程建设基金、水库移民后期扶持资金由供电企业代收。 4、根据水电财字【83】2

17、15号文，100kVA及以上客户执行功率因数调整电费。5、根据粤价200944号和广东电网公司有关文件，燃气燃油加工费从2009年2月1日抄见电量起，收取标准调整为2.2分/千瓦时。 6、根据粤价2008389号、粤价函2009114号，污水处理企业从2009年1月1日抄见电量起执行专变大工业电价，不执行峰谷电价，免征燃气燃油加工费。7、根据广东省物价局关于我省居民生活用电试行阶梯电价有关问题的通知（粤价2012135号），广东省居民阶梯电价从2012年7月1日开始实施，每户每月电量分档划分为夏季标准和非夏季标准，其中：（1）夏季标准（5月10月）：第一档电量为每户每月0260度的用电量，其电

18、价不作调整；第二档电量为每户每月261600度的用电量，其电价每度加价0.05元；第三档电量为每户每月601度及以上的用电量，其电价每度加价0.30元。（2）非夏季标准（1-4月、11-12月）：第一档电量为每户每月0200度的用电量，其电价不作调整；第二档电量为每户每月201400度的用电量，其电价每度加价0.05元；第三档电量为每户每月401度及以上的用电量，其电价每度加价0.30元。国务院关于进一步加大工作力度确保实现“十一五”节能减排目标的通知国发201012号各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构：2006年以来，各地区、各部门认真贯彻落实科学发展观，把节能减排作为调

19、整经济结构、转变发展方式的重要抓手，加大资金投入，强化责任考核，完善政策机制，加强综合协调，节能减排工作取得重要进展。全国单位国内生产总值能耗累计下降14.38%，化学需氧量排放总量下降9.66%，二氧化硫排放总量下降13.14%。但要实现“十一五”单位国内生产总值能耗降低20%左右的目标，任务还相当艰巨。为进一步加大工作力度，确保实现“十一五”节能减排目标，现就有关事项通知如下：一、增强做好节能减排工作的紧迫感和责任感。“十一五”节能减排指标是具有法律约束力的指标，是政府向全国人民作出的庄严承诺，是衡量落实科学发展观、加快调整产业结构、转变发展方式成效的重要标志，事关经济社会可持续发展，事关

20、人民群众切身利益，事关我国的国际形象。当前，节能减排形势十分严峻，特别是2009年第三季度以来，高耗能、高排放行业快速增长，一些被淘汰的落后产能死灰复燃，能源需求大幅增加，能耗强度、二氧化硫排放量下降速度放缓甚至由降转升，化学需氧量排放总量下降趋势明显减缓。为应对全球气候变化，我国政府承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%-45%，节能提高能效的贡献率要达到85%以上，这也给节能减排工作带来巨大挑战。各地区、各部门要充分认识加强节能减排工作的重要性和紧迫性，切实增强使命感和责任感，下更大决心，花更大气力，果断采取强有力、见效快的政策措施，打好节能减排攻坚战，确保实

21、现“十一五”节能减排目标。二、强化节能减排目标责任。组织开展对省级政府2009年节能减排目标完成情况和措施落实情况及“十一五”目标完成进度的评价考核，考核结果向社会公告，落实奖惩措施，加大问责力度。及时发布2009年全国和各地区单位国内生产总值能耗、主要污染物排放量指标公报，以及2010年上半年全国单位国内生产总值能耗、主要污染物排放量指标公报。各地区要按照节能减排目标责任制的要求，一级抓一级，层层抓落实，组织开展本地区节能减排目标责任评价考核工作，对未完成目标的地区进行责任追究。到“十一五”末，要对节能减排目标完成情况算总账，实行严格的问责制，对未完成任务的地区、企业集团和行政不作为的部门，

22、都要追究主要领导责任，根据情节给予相应处分。各地区“十二五”节能目标任务的确定要以2005年为基数。各省级政府要在5月底前，将本地区2010年节能减排目标和实施方案报国务院。三、加大淘汰落后产能力度。2010年关停小火电机组1000万千瓦,淘汰落后炼铁产能2500万吨、炼钢600万吨、水泥5000万吨、电解铝33万吨、平板玻璃600万重箱、造纸53万吨。各省级政府要抓紧制定本地区今年淘汰落后产能任务，将任务分解到市、县和有关企业，并于5月20日前报国务院有关部门。有关部门要在5月底前下达各地区淘汰落后产能任务，公布淘汰落后产能企业名单，确保落后产能在第三季度前全部关停。加强淘汰落后产能核查，对

23、未按期完成淘汰落后产能任务的地区，严格控制国家安排的投资项目，实行项目“区域限批”，暂停对该地区项目的环评、供地、核准和审批。对未按规定期限淘汰落后产能的企业，依法吊销排污许可证、生产许可证、安全生产许可证，投资管理部门不予审批和核准新的投资项目，国土资源管理部门不予批准新增用地，有关部门依法停止落后产能生产的供电供水。四、严控高耗能、高排放行业过快增长。严格控制“两高”和产能过剩行业新上项目。各级投资主管部门要进一步加强项目审核管理，今年内不再审批、核准、备案“两高”和产能过剩行业扩大产能项目。未通过环评、节能审查和土地预审的项目，一律不准开工建设。对违规在建项目，有关部门要责令停止建设，金

24、融机构一律不得发放贷款。对违规建成的项目，要责令停止生产，金融机构一律不得发放流动资金贷款，有关部门要停止供电供水。落实限制“两高”产品出口的各项政策，控制“两高”产品出口。五、加快实施节能减排重点工程。安排中央预算内投资333亿元、中央财政资金500亿元，重点支持十大重点节能工程建设、循环经济发展、淘汰落后产能、城镇污水垃圾处理、重点流域水污染治理，以及节能环保能力建设等，形成年节能能力8000万吨标准煤，新增城镇污水日处理能力1500万吨、垃圾日处理能力6万吨。各地区要将节能减排指标落实到具体项目，节能减排专项资金要向能直接形成节能减排能力的项目倾斜，尽早下达资金，尽快形成节能减排能力。有

25、关部门要在6月中旬前出台加快推行合同能源管理，促进节能服务产业发展的相关配套政策，对节能服务公司为企业实施节能改造给予支持。六、切实加强用能管理。要加强对各地区综合能源消费量、高耗能行业用电量、高耗能产品产量等情况的跟踪监测，对能源消费和高耗能产业增长过快的地区，合理控制能源供应，切实改变敞开口子供应能源、无节制使用能源的现象。大力推进节能发电调度，加强电力需求侧管理，制定和实施有序用电方案，在保证合理用电需求的同时，要压缩高耗能、高排放企业用电。对能源消耗超过已有国家和地方单位产品能耗（电耗）限额标准的，实行惩罚性价格政策，具体由省级政府有关部门提出意见。省级节能主管部门组织各级节能监察机构

26、于今年6月底前对重点用能单位上一年度和今年上半年主要产品能源消耗情况进行专项能源监察审计，提出超能耗（电耗）限额标准的企业和产品名单，实行惩罚性电价，对超过限额标准一倍以上的，比照淘汰类电价加价标准执行。加强城市照明管理，严格控制公用设施和大型建筑物装饰性景观照明能耗。七、强化重点耗能单位节能管理。突出抓好千家企业节能行动，公告考核结果，强化目标责任，加强用能管理，提高用能水平，确保形成2000万吨标准煤的年节能能力。省级节能主管部门要加强对年耗能5000吨标准煤以上重点用能单位的节能监管，落实能源利用状况报告制度，推进能效水平对标活动，开展节能管理师和能源管理体系试点。已经完成“十一五”节能

27、任务的用能单位，要继续狠抓节能不放松，为完成本地区节能任务多做贡献；尚未完成任务的用能单位，要采取有力措施，确保完成“十一五”节能任务。中央和地方国有企业都要发挥表率作用，加大节能投入，加强管理，对完不成节能减排目标和存在严重浪费能源资源的，在经营业绩考核中实行降级降分处理，并与企业负责人绩效薪酬紧密挂钩。八、推动重点领域节能减排。加强电力、钢铁、有色、石油石化、化工、建材等重点行业节能减排管理，加大用先进适用技术改造传统产业的力度。加强新建建筑节能监管,到2010年底，全国城镇新建建筑执行节能强制性标准的比例达到95%以上，完成北方采暖地区居住建筑供热计量及节能改造5000万平方米，确保完成

28、“十一五”期间1.5亿平方米的改造任务。夏季空调温度设置不低于26摄氏度。加强车辆用油定额考核，严格执行车辆燃料消耗量限值标准，对客车实载率低于70%的线路不得投放新的运力。推行公路甩挂运输，加快铁路电气化建设和运输装备改造升级，优化民航航路航线。开展节约型公共机构示范单位建设活动，2010年公共机构能源消耗指标要在去年基础上降低5%。加强流通服务业节能减排工作。加大汽车、家电以旧换新力度。抓好“三河三湖”、松花江等重点流域水污染治理。做好重金属污染治理工作。抓好农村环境综合整治。支持军队加快实施节能减排技术改造。九、大力推广节能技术和产品。发布国家重点节能技术推广目录（第三批）。继续实施“节

29、能产品惠民工程”，在加大高效节能空调推广的基础上，全面推广节能汽车、节能电机等产品，继续做好新能源汽车示范推广，5月底前有关部门要出台具体的实施细则。推广节能灯1.5亿只以上，东中部地区和有条件的西部地区城市道路照明、公共场所、公共机构全部淘汰低效照明产品。扩大能效标识实施范围，发布第七批能效标识产品目录。落实政府优先和强制采购节能产品制度，完善节能产品政府采购清单动态管理。十、完善节能减排经济政策。深化能源价格改革，调整天然气价格，推行居民用电阶梯价格，落实煤层气、天然气发电上网电价和脱硫电价政策，出台鼓励余热余压发电上网和价格政策。对电解铝、铁合金、钢铁、电石、烧碱、水泥、黄磷、锌冶炼等高

30、耗能行业中属于产业结构调整指导目录限制类、淘汰类范围的，严格执行差别电价政策。各地可在国家规定基础上，按照规定程序加大差别电价实施力度，大幅提高差别电价加价标准。加大污水处理费征收力度，改革垃圾处理费收费方式。积极落实国家支持节能减排的所得税、增值税等优惠政策，适时推进资源税改革。尽快出台排污权有偿使用和交易指导意见。深化生态补偿试点，完善生态补偿机制。开展环境污染责任保险。金融机构要加大对节能减排项目的信贷支持。十一、加快完善法规标准。尽快出台固定资产投资项目节能评估和审查管理办法，抓紧完成城镇排水与污水处理条例的审查修改，做好大气污染防治法（修订）、节约用水条例、生态补偿条例的研究起草工作。研究制定重点用能单位节能管理办法、能源计量监督管理办法、节能产品认证管理办法、主要污染物排放许可证管理办法等。完善单