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1、深圳市保利文化广场水蓄冷空调系统可行性方案第一部分、 内容摘要1、水蓄冷建造方案说明：1）、采用常规冷水机组，无须双工况；2）、夏季的尖峰冷负荷为1500RT。采用水蓄冷空调系统后，既可以按照原来的常规空调系统运行，也可以按照水蓄冷空调系统运行，还可以按照上述的混和模式运行。在白天高峰电时段水蓄冷槽放冷，既减少了空调系统的运行费用，又可以减少白天主机的噪音。3）、原系统的供回水温度为：7/13；水蓄冷的最低温度为：4,蓄冷温差为：8。4）、低谷电时段可以使用1台1200RT的冷机串联用来蓄冷,其它时段可以进行常规供冷。5）、水蓄冷系统里有蓄冷泵、放冷泵、板式换热器、800m3蓄冷槽、管道系统以
2、及控制系统，设计蓄冷量为2080RTH。2、投资经济比较：年运行节约电费：88.89万元；第二部分、电力政策1、当地的电力政策为鼓励调峰用电，充分利用现有的电力资源，深圳市提出了一系列的鼓励措施，如推行峰谷分时电价政策，分时电价表如下：峰谷分时电价表深圳市用电电价（元/度）高峰9:00-11:30,14:00-16:30，19:00-21:001.0854平峰7:00-9:00,11:30-14:00,16:30-19:00,21:00-23:000.8666低谷23:00-7:000.4618蓄冷电价23:00-7:00（深圳）0.2495备注：目前广东地区只有深圳商业用电有分时电价政策，且
3、在该政策基础上给予了蓄冷系统特别的电价优惠政策。第三部分、 水蓄能技术简介水蓄能技术就是在电力负荷低的夜间，用电动制冷机制冷将冷量以冷水的形式储存起来。在电力高峰期的白天，不开或少开冷机，充分利用夜间储存的冷量进行供冷，从而达到电力移峰填谷的目的。由于电力部门实施分时电价，蓄能空调技术的运行费用比常规空调系统运行费用低，分时电价差值越大，用户得益越多。采用蓄能空调技术，业主并不一定节电，但能为业主节省运行费用，更重要的是有利于国家电网的安全运行。因此，国家把它作为一种节能环保的技术来大力推广。水蓄能技术主要是利用了水的物理特性。对于在1个大气压的水，4水温时其密度最大，此时为1000Kg/M3
4、。随着水温的升高，其密度在不断减小，如果不受到外力扰动，一般容易形成冷水在下，热水在上的自然分层状态，但水在4以下时物性却出现明显的非规律性变化，此时随着水温的降低，其密度却在不断减小。因而水蓄能水温可利用的下限为4，水蓄冷时一般是414，水蓄热的温差较大，一般是40-95。水蓄能利用的是水的显热变化（水比热为1.0Kcal/kg）。自然分层式蓄能技术是一种结构简单、蓄冷效率较高、经济效益较好的蓄能方法，目前应用得较为广泛。在夏季的蓄冷循环中，冷水机组送来的冷水由蓄能槽下部的布水器进入蓄能槽，而原来槽内的热水则从蓄能槽上部的布水器流出，进入冷水机组降温。随着冷水体积的增加，槽内冷热水交界的斜温
5、层将被向上推移，而槽中总水量保持不变；在放冷循环中，水流动方向相反，冷水由下部布水器被放冷泵抽出送至用户，经换热后的温度较高的水则从上部布水器进入蓄能槽。冬季蓄热时的原理和蓄冷是一样的，只不过介质水的工作的温度范围较大。其工作过程如下图所示。取冷回蓄冷出取冷出蓄冷进135 051015水位斜温层水温 图a 图b 蓄能槽有多种形式，有带上下布水器的开启式（见上图a），还有迷宫式（见下图c）等等，但效率最高、性价比最好、应用最广泛的还是前一种。513 图c以水作为蓄能介质的水蓄能系统是蓄能空调系统重要方式之一，也是能源综合利用、开源节流的一种很好的形式。水蓄能技术具有以下优点：经济：充分利用国家的
6、分时电价政策，可以大大节省运行费用。削峰填谷，平衡电网压力。实用：可以使用常规冷水机组，适用于常规供冷系统的扩容和改造。并且能够实现蓄冷和蓄热的双重用途。节能：夜间气温降低，冷却效果好，系统满负荷运转时间较多，从而提高冷机的工作效率。也可节省维护保养费用。合理：水蓄能可减少制冷设备的装机容量和用电容量。从而减少了电力投资费用（包括电力补贴费和变压器、配电柜等电力设施）。另外作为备用冷源，增加了空调系统的可靠性；还可结合低温送水和低温送风，可减少设备的容量，降低设备的噪音。适用：蓄冷槽可以利用消防池来做。蓄能槽可放在地下，不占用有商业价值的地方，减少机房的占用面积，从而可减少初投资。环保：由于白
7、天开的冷机较少，所以噪音很小，而且清洁无污染，操作方便。第四部分、水蓄冷建造方案1、工程概况深圳保利商场每年空调使用时间是340天，其尖峰负荷设计为1500RT。该项目白天工作时间的负荷较高，在夜间电价低谷时段负荷比较低。采用了水蓄冷方案后，系统在夜间蓄冷，在白天电力高峰期使用蓄冷槽内储存的冷量进行供冷，这样既可以节省运行电费，又可以减少主机在白天的运行噪音。2、水蓄冷改造方案采用原有1台主机(1200RT)进行蓄冷,该主机夜间电价低谷阶段进行蓄冷,蓄冷完成时在白天负荷较高时作为机载主机供冷使用。利用原有建筑800m3水池改造进行蓄冷。系统需要增加2台蓄冷水泵和2台放冷水泵。蓄冷水泵和放冷水泵
8、、板换放置于原空调机房。首先，要进行水蓄冷系统的流程设计和设备选型。以该系统的设计日的逐时负荷分布为依据的。本项目的峰值冷负荷应该出现在设计日的15:00左右。考虑到本项目的特点，采用综合逐时负荷系数法计算出各时段负荷分布如下图所示：从其设计日负荷分布图可以看出，白天逐时负荷之间差异性较小，夜间负荷较小,且限于空间大小，只能采用部分蓄冷方式。冷冻水泵V1蓄冷槽V2V3V7蓄冷水泵放冷水泵V4V6制冷机组冷却水泵用户V5本系统运行模式主要分为四种工况：冷机蓄冷、蓄冷槽单独供冷、制冷机单独供冷和冷机蓄冷槽联合供冷工况。四种工况运行时各阀门的动作状态如下表：工况V1V2V3V4V5V6冷机蓄冷关关开
9、开关关制冷机单独供冷开开关关关关蓄冷槽单独供冷关关关关开开冷机蓄冷槽联合供冷开开关关开开从其设计日负荷分布图可以看出，白天逐时负荷之间差异性较小，夜间负荷较小,且限于空间大小，只能采用部分蓄冷方式。其次，要进行热平衡计算。设计日（100%负荷）时的运行策略：根据设计日的热负荷平衡表，在夜间的电力低谷时段（23：00-07：00之间）使用1台主机蓄冷1.8个小时，把蓄水槽蓄满；在设计日，可以削减部分（2小时）高峰电力负荷，其余时段运行主机。蓄冷槽的有效体积为800m3，最大蓄冷量为2080RTH。设计日100热负荷平衡图如下：80%热负荷时的运行策略：根据80热负荷平衡表，在这种负荷状态下，由于
10、全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-07：00之间）使用1台主机蓄冷1.8个小时，把蓄水槽蓄满；在白天可以削减部分（3小时）高峰主机电力负荷，在其余时段运行主机。80热负荷平衡图如下：60%负荷时的运行策略：根据设计日的热负荷平衡表，在夜间的电力低谷时段（23：00-7：00之间）使用1台主机蓄冷1.8个小时，把蓄水槽蓄满；在白天运行时，蓄冷槽可以部分削减高峰主机电力负荷3小时。60热负荷平衡图如下：40%负荷时的运行策略：这个阶段全天的负荷均很小，称为过度阶段。根据设计日的热负荷平衡表，在夜间的电力低谷时段（23：00-7：00之间）使用1
11、台主机蓄冷1.8个小时，把蓄水槽蓄满。在白天运行时（8：00-23：00）之间的负荷，可以削减4小时主机高峰电力负荷。40热负荷平衡图如下：3、水蓄冷设备选型：1、 制冷机组：原有的制冷量为1200RT的主机1台。2、 蓄冷槽： 利用新建蓄冷槽，蓄冷槽的有效体积为800m3，需要1台主机蓄冷1.8个小时，蓄冷量为2080RTH。蓄冷槽做内保温处理。蓄冷槽采用分层式蓄冷技术，内部设计有上下布水器。通过板换可交换出稳定温度的空调用冷水。系统侧供回水温：13/7；蓄冷侧供回水温：12/4蓄冷温度：蓄冷槽最低蓄冷温度设计为4。蓄冷温差：最大蓄冷温差T=12-4=83、 控制系统：由上位机和下位机等软硬
12、件组成。硬件采用国外名牌产品，软件是我公司自主开发的优化控制程序。4、板式换热器：换热器的冷侧温度为：4/12，热侧温度为7/13，板式换热器的最大换热量为260万Kcal。根据以上技术方案，设备选型如下：蓄冷系统设备表序号名称规格功率数量（KW）1冷水主机11200RT799.0 32冷水主机2350RT209.0 13冷却塔122.0 34冷却塔27.5 15冷却水泵1110.0 46冷却水泵237.0 27冷冻水泵1150.0 48冷冻水泵230.0 29蓄冷水泵90.0 210放冷水泵75.0 211板式换热器0.0 112布水保温0.0 80013水池处理0.0 80014控制系统0
13、.0 115材料及安装0.0 14、经济分析：通过模拟分析蓄冷系统的运行，经计算可得出蓄冷空调系统和常规空调系统的运行电费。空调供冷期按每年340天来计算。运行电费汇总如下：蓄冷空调系统年运行费用天数（天）天运行电费（元）电费（万元）100%负荷运行9015515139.6480%负荷运行10010386103.8660%负荷运行901042093.7840%负荷运行60494229.65总计34041263366.93常规制冷系统运行费用天数（天）天运行电费（元）电费（万元）100%负荷运行9018272164.4580%负荷运行10013745137.4560%负荷运行9011365102.2840%负荷运行60860751.64总计34051989455.82经济分析比较表蓄冷系统常规系统蓄冷常规万元万元万元年运行电费366.93455.82-88.89增加水蓄冷系统每年可节约运行费用88.89万元。5、电量统计：夏季蓄冷空调系统年运行电量(KWH)高峰电电量平峰电电量低谷电电量天数（天）小计100%负荷运行6783823640739080%负荷运行37356229374310060%负荷运行47985031341
