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高灵能源某冰蓄冷空调工程案例节能技术分析

作者:admin 来源:未知 时间:1616985657 点击:

[文章前言]:近年来,浙江省经济发展迅速,用电量也随之急剧上升,导致电力供应紧张,尤其空调系统已成为了现代公共建筑不可缺少的基础设施之一,其耗电量大,而且使用时间段几乎都处于用

  近年来,浙江省经济发展迅速,用电量也随之急剧上升,导致电力供应紧张,尤其空调系统已成为了现代公共建筑不可缺少的基础设施之一,其耗电量大,而且使用时间段几乎都处于用电负荷高峰值期。据相关部门提供的数据显示,空调用电占全市总用电量的三分之一,高峰期间空调耗电量甚至高达总用电量的一半,因此,空调系统具有很大的节能潜力。高灵能源冰蓄冷技术就是一种实现“削峰填谷”以缓解高峰用电的重要措施,与常规空调相比,它是在夜间用电低谷时段制冰蓄冷,白天负荷高峰时段融冰释冷,从而错开用电高峰期,缓解电力供需的矛盾,对平抑电网峰谷差起到积极作用,因此取得了很好的社会效益和经济效益。

  高灵能源该工程项目位于浙江某地,建筑总面积约12.5万平方米,设计冷负荷13360千瓦。项目设计的冰蓄冷中央空调系统总投资为1673.7万元,蓄冰系统年运行费234.9万元,常规空调系统总投资为1483万元,常规空调年运行费320.4万元。

  根据浙江省内的夏季室外气象条件,夏季空调室外计算干球温度为35.7℃,计算湿球温度为28.5℃,计算日平均温度为31.5℃。商场的室内计算温度为26℃,相对湿度小于65%。

  该商城使用时间为周一至周日每天的8:00~22:00。商城的冷负荷主要是由围护结构瞬变传热、室内热源散热以及人体散热所形成的,结合本工程的特点及绍兴地区的气象条件和设计要求,计算出夏季设计日空调逐时冷负荷值,如图1所示。

  由图1可知,商城一天中冷负荷最大值出现在15:00~16:00,为13360kW;而晚上电力低谷期冷负荷为0,峰谷负荷差为13360kW。商城空调只在一天中的8:00~22:00运行,其他时间均不运行,空调使用具有明显的时段性。

  冰蓄冷空调系统的特点符合了商城空调使用具有明显时段性的特点,因而该商城适合采用冰蓄冷空调技术。而常规空调则不具备此特点因而不适用此商城。

  该商城的夏季空调设计日冷负荷集中早一天的8:00~22:00,夜间没有空调负荷。由于该地夏季天气潮湿,为了达到很好的除湿效果,空调水温必须较低,因而该冰蓄冷空调系统选用主机上游的内融冰串联系统,为了节省初投资,采用符合均衡的分量蓄冰模式。该系统的示意图如图2所示

  冰蓄冷系统在供冷时,乙二醇溶液首先经过双工况冷水机组较高效率的降温,在经过蓄冰桶的冷却使乙二醇溶液温度进一步降低,则板式换热器进出口处的乙二醇溶液获得较大温差。在相同负荷条件下,串联系统乙二醇流量较小,乙二醇泵的容量也可小于并联系统,所以串联系统的设备投资和运行费用都由于并联系统,并且串联方式管路简单,运行可靠。

  在上述方案的循环回路中,蓄冷冷源系统由双工况冷水机组、蓄冰装置、板式换热器、乙二醇泵和相应的冷水泵、冷却水泵等设备组成。结合空调逐时冷负荷分布图,设计日冰蓄冷空调可以按以下四种工作模式运行:

  (1)双工况冷水机组单独制冰模式(22:00~08:00)。此时段为绍兴电力低谷时段,系统自动切换到双工况冷水机组制冰模式,主机在制冰工况下满负荷运行,并将制得的冷量储存在蓄冰桶中;

  (2)双工况冷水机组与蓄冰装置联合供冷模式。当设计日空调负荷较大时,由双工况冷水机组和蓄冰装置联合供冷,主机在空调工况下运行,提供冷量,不足的部分由蓄冰桶融冰提供,以满足商城负荷的要求;

  (3)蓄冰装置融冰单独供冷模式。在过渡季或空调冷负荷较小的时段,空调负荷完全由蓄冰桶提供,此时双工况冷水机组不运行,最大的节约了运行费用。

  (4)双工况机组单独供冷模式。当商城空调冷负荷结构改变时,为了将蓄冰桶的冷量尽量用于电力高峰时段,在平峰时段内的负荷可以适当由制冷机单独提供。这时蓄冰桶与系统隔离开,蓄冰主机在空调工况下运行,通过板式换热器向空调系统提供冷冻水。

  冰蓄冷空调系统与常规空调系统初投资情况见表1和表2,由两表可知,冰蓄冷制冷系统初投资为1673.7万元,比常规制冷系统的初投资1483.0万元高出190.7万元。

  4.3夏季空调供冷期按180天计算,根据经验值及甲方提供的资料,设计日负荷段约为60天,75%负荷段时间约为70天,50%负荷段时间约为40天,25%负荷段时间约为10天。结合绍兴市的电价政策,比较分析两种系统的运行电耗及运行费用,结果见表3

  冰蓄冷空调系统每年夏季运行电费约234.9万元,而常规空调系统每年夏季运行电费约320.4万元,冰蓄冷空调系统比常规空调系统每一空调供冷季节节省运行费用约85.5万。

  本文采用静态经济评价方法对该建筑的冰蓄冷空调系统进行评价,相应评价指标为投资回收期。投资回收期等于增加的投资费用除以每年节约的运行费用。

  由此可知,虽然冰蓄冷空调系统比常规空调系统增加了初投资费用,但由于利用了低价低谷电,它的运行费用却比常规空调系统低,增加的投资回收期仅为2.2年,因此冰蓄冷空调技术的节能经济性突出。

  (1)对浙江某地商城及空调冷负荷情况进行分析,结合与常规空调对比,得出该工程采用冰蓄冷空调技术是可行的;

  (2)冰蓄冷空调可实现“削峰填谷”,能缓解该市用电紧张的局面,具有很好的节能性;

  (3)在经济上作对比分析,虽然冰蓄冷空调比常规空调增加了初投资费用,但是它减少了制冷机组装机容量和高峰负荷时的用电量,并且利用低谷低价电制冷,减少了运行费用,比常规空调初投资增加的费用能在2.2年里回收。对于业主而言,长期使用冰蓄冷空调能取得很好的经济效益。

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