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1、冰蓄冷空调“移峰填谷”能效折算系数的研究与确定（征求意见稿）浙江清华长三角研究院建筑节能研究中心杭州华电华源环境工程有限公司2009年4月25日第1章课题研究背景11.1冰蓄冷技术与节能11.1.1 我国节能事业的战略背景11.1.2冰蓄冷技术的节能原理、发展过程和现状11.1.3明确鼓励和推广冰蓄冷技术的政策文件51.2评价冰蓄冷节能效果的难点61.2.1直接节能效益法的局限性61.2.2 全生命周期能耗效率的对比研究方法61.2.3 本课题的解决思路7第2章抽水蓄能电站的全生命周期能耗效率82.1抽水蓄能电站的发展概况82.2典型抽水蓄能电站的能耗效率计算82.2.1天荒坪抽水蓄能电站基本
2、情况82.2.2抽水蓄能电站综合能源效率的计算方法92.2.3天荒坪抽水蓄能电站的重要基础数据92.2.4天荒坪抽水蓄能电站的生命周期综合能效-12.3典型抽水蓄能电站综合能效的敏感性分析-12.4 小结42-第3章 冰蓄冷空调的生命周期能耗效率133.1典型冰蓄冷空调系统概况-33.1.1典型冰蓄冷空调系统的基本参数-133.1.2 典型设计日逐时负荷情况133.2典型冰蓄冷空调系统的生命周期能耗效率-33.2.1 浙江地区计算方法（中午有两小时低谷电）1-33.2.2 其他地区计算方法（中午没有两小时低谷电）143.2.3 冰蓄冷空调系统的平均综合效率-43.3其他冰蓄冷项目的综合能耗效率
3、研究443.3.1 江苏省镇江市某项目-143.3.2 江苏省南京市某项目 -15-3.3.3浙江省杭州市某项目-153.3.4 其他项目的平均综合能耗效率163.4 小结1-6-第4章比较与结论17参考文献18附录A冰蓄冷系统投资概算20附录B典型冰蓄冷空调系统（浙江地区）能耗计算的基础数据21附录C典型常规空调系统能耗计算的基础数据26第1章课题研究背景1.1冰蓄冷技术与节能1.1.1我国节能事业的战略背景抓好节能减排工作、建设节约型社会是我国当前的重点工作之一，胡锦涛总书 记和温家宝总理等中央领导多次做过相关的重要批示，要按照科学发展观的要求， 充分认识建设资源节约型、环境友好型社会的重
4、要性和紧迫性，下最大决心、花最 大气力抓好节约能源资源工作。为切实推动节能工作，陆续出台了节能相关的法律 法规，使得节能工作有法可依、有序开展，如：1. 节约能源法，2007年10月28日通过修订，2008年4月1日起施行；2. 民用建筑节能条例，于2008年10月1日起正式施行；3. 公共机构节能条例，于2008年10月1日起正式施行。在相关法律法规的基础上，中央和各级政府相继制定并出台了系列的配套政 策、文件，近期国务院的主要指导政策和文件如下：1. 国务院关于做好建设型社会近期重点工作的通知（国发200521号）；2. 国务院关于加强节能工作的决定（国发200628号）；3. 国务院关于
5、印发节能减排综合性工作方案的通知（国发200715号）；4. 各部委联合印发的关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通 知（发改环资20061457号）。1.1.2冰蓄冷技术的节能原理、发展过程和现状1. 冰蓄冷技术的节能原理当前我国的社会用电存在夏季用电负荷大、超峰严重的问题，以及白天和夜间 用电峰谷差严重的问题，这造成如下两方面严重影响：一、峰电不够用造成的巨大损失，如2003-2008年历年夏季，我国南方部分 较多地区（尤其是上海、深圳、杭州等大中型城市）、北方地区的大中城市（如北 京、天津和沈阳等），均出现了拉闸限电的被动措施，严重影响了社会生产，造成了很大的经济损失；二、整个电
6、网的电力有效使用率降低，即突出的峰谷用电不平衡问题使得发电 系统、电网输配系统的效率降低，直接降低了能源利用效率，此外还带来电网的安 全运行可靠程度降低等问题。在能源危机、电网运行安全和峰谷电价差异的能源政策背景下，冰蓄冷这种能 够合理调配、甚至“移峰填谷”的中央空调技术应运而生。冰蓄冷实际上是对能源 的一种储备，基本工作过程是：在用电低谷、电价较低（此时段中央空调的冷负荷 减少，对于非全天运行的系统冷负荷为0）时开始制冰，蓄存冷量；而在用电高峰、 电价较高（此时段中央空调正常运行，冷负荷较高）时停止制冰、同时依靠冰的融 化来制冷，从而完成能源利用在时间上的转移，节省运行费用，降低运行成本。通
7、过上述运行过程，冰蓄冷系统在白天用电高峰时通过释放冷能来满足降温需 要，因此它实现了移峰填谷降低峰时电力负荷的目的，减少了电网峰谷差，减少电 网调峰机组的容量及调峰机组的启停次数，提高电网负荷率。此外，应用空调蓄冷 技术，一般可使空调系统主、辅机容量及其相应的供电设备容量减少30%50%， 从而降低了配电容量、减少了输配电设备及线路投资等。目前较成熟的冰蓄冷技术，总结见表1.1。表1.1目前发展较成熟的冰蓄冷技术种类类型主要生产厂家蓄冷介质蓄冷 流体取冷 流体主要特点静态蓄冰冰盘管（外融冰）B.A.C、Evapco、清华同方冰制冷剂载冷剂水开式槽瞬时放冷速率高 供冷温度低冰盘管（内融冰）BAC
8、、清华同方塑料盘管，华源冰载冷剂载冷剂闭式系统模块式槽适用广泛 瞬时放冷速率有限封装式冰球：CIAT、西冷 冰板：开利、台佳 蕊芯球：华源冰或其它 共晶盐载冷剂载冷剂 或水开式/闭式系统瞬时放冷快 放冷后期供冷温度上升明显 共晶盐系统不降低冷机效率动态蓄冰冰片滑Mueller、Turbo冰制冷剂水比静态制冰冷机效率低69% 供冷温度低融冰放冷速率快 设备投资高冰晶（冰浆）Mueller、MaximalceY.T.冰或其它 水混合物制冷剂载冷剂水或载冷剂2. 冰蓄冷技术的优缺点通过近20年大量工程案例的实践经验，并基于部分项目的实测数据，总结当 前冰蓄冷系统的优缺点。冰蓄冷技术的主要优点，如下：
9、1. 平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设；2. 制冷主机容量减少，减少空调系统电力增容费和供配电设施费；3. 利用电网峰谷荷电力差价，降低空调运行费用；4. 冷冻水温度可降到14C，可实现大温差、低温送风空调，节省水、风输 送系统的投资和能耗；5. 相对湿度较低，空调品质提高，可有效防止中央空调综合症；6. 具有应急冷源，空调可靠性提高。冰蓄冷技术也存在一些不足之处，如下：1. 通常在不计电力增容费的前提下，其一次性投资比常规空调大；2. 蓄能装置要占用一定的建筑空间；3. 制冷蓄冰时主机效率比在空调工况下运行低；4. 设计与调试相对复杂。3. 冰蓄冷技术的发展和现状自上世纪70年代的
10、世界能源危机以来，各国政府都十分重视开发新能源与“节 省能源”，当时的时代背景促使了蓄冷技术的迅速发展。美国、加拿大、日本和欧 洲一些国家率先将冰蓄冷技术引入到建筑空调系统里来，积极开发蓄冷设备与蓄冷 系统，以解决电网负荷峰谷不平衡带来的低谷电力产能严重浪费、尖峰负荷超过产 能需求等诸多问题，实施的工程逐年且成倍增多。到1989年，美国、日本、加拿大 等国从事冰蓄冷系统开发和冰蓄冷专用制冷机生产的公司多达49家；根据有关统 计，1990年北美冰蓄冷空调系统的投资占当年新增暖通空调系统总投资的24.2%o我国台湾省自1984年建成第一个冰蓄冷空调系统以来，蓄冷空调系统发展很 快，由1992年33
11、个蓄冷空调系统，到1993年为142个，到1994年就已建成225 个蓄冷空调系统。上世纪90年代，在我国大陆地区冰蓄冷技术也得到了较快的发展。中电深圳 工贸公司在办公楼中率先应用了法国的冰球式蓄冷系统，使装机容量降低了约 45%；北京西冷工程公司开发研制的有压式齿球蓄冷器获国家专利并用在北京日报 社综合楼和广州市某办公楼的空调系统，取得了良好的社会效益和经济效益；同时 浙江国祥制冷工业公司推出了完全结冻式冰蓄冷系统，并在浙江诸暨百货大楼率先 实行了国产的大型冰储冷中央空调系统，于1995年8月10日调试成功投入运行， 储冰蓄冷国产化的成功，克服了冰储冷中央空调投资大的缺点，对推广冰蓄冷空调
12、事业起到很好的促进作用。以2007年北京市的统计数据为例，北京市已投入使用的蓄冷空调项目共53个， 总供冷面积263万m2,在建项目22个，供冷面积190万m2,共可转移高峰负荷约 4 万 kWU在我国大陆地区，冰蓄冷技术已被学术界、行业和相关政府部门认定为节能技 术，如2006年即被国家发展和改革委员会和科技部认定为节能技术，并列入中 国节能技术政策大纲。此外，多个省市实施峰谷电价政策和资金补贴扶持办法大 力推动该项技术，部分冰蓄冷工程已被建设部列入全国建筑业新技术应用示范技术 工程2。4 .有效推广冰蓄冷技术的关键瓶颈若要在全社会有效推广冰蓄冷技术，充分发挥该项技术良好的节能效益，主要 需
13、要如下三个方面的支撑：一、良好成熟的冰蓄冷技术和可靠的工程经验，经过十年的摸索研究和发展， 技术和工程问题已经基本克服；二、合理差距的“峰谷”电价政策，目前来看“峰谷”电价已经拉开，但还不 够显著，使得冰蓄冷项目在投资经济性方面优势不明显，甚至存在劣势；三、节能效益如何科学评价的问题。与其他节能技术相比，冰蓄冷技术并不能 直接降低电力消耗的总量（冰蓄冷项目自身的实际能耗往往有所增加），该技术的 节能意义体现在整个电力系统“移峰填谷”的综合节约效益上。如何评价“移峰填 谷”的社会效益和实际电耗增加之间的矛盾，目前这一问题尚未解决，而这一问题 正是本课题研究的关键任务所在。1.1.3明确鼓励和推广
14、冰蓄）令技术的政策文件为切实推动冰蓄冷节能技术，中央及地方政府陆续出台了若干支持和鼓励政 策，包括峰谷电价政策、节能工程的财税补贴等具体措施。列举近年相关的支持和 鼓励政策文件，部分如下：1. 国家发展和改革委员会在节能中长期专项规划中部署了节能的重点领 域和重点工程。在建筑、商用和民用建筑物节能领域，明确提出在“十一五”期间， 鼓励采用蓄冷、蓄热空调及冷热电联供技术等若干节能技术3。2. 以北京为例，北京市在2006-2008年期间陆续制定了相关的鼓励政策措施。 如:一、北京市政府转发市发展改革委加快发展循环经济建设资源节约型城市2006 年行动计划的通知，明确提出推行峰谷电价、推广应用蓄冷
15、空调等鼓励政策囹；二、 北京市发展改革委在具体的配套政策中，明确提出了按照蓄冷空调从高峰转移到低 谷每千瓦负荷500元补贴的标准；三、北京市电力管理办公室2007年详细出台了 蓄冷工程的工程操作、补贴实施等具体办法。3. 上海和天津这两个直辖市，用电总量大、峰谷用电不平衡，近十年来夏季 多次拉闸限电，因此也出台了鼓励冰蓄冷技术工程的政策文件赛。如，上海市2007 年出台了上海市节能减排工作实施方案（沪府发200725号），明确提出在全 市推广蓄冷蓄热等节能新技术。4. 浙江9、湖南10、福建11 等经济发达省份也相继出台了鼓励蓄冷技术的指 导性政策文件。如，浙江省在2005年即颁布加强节约用电工作意见实施办法（浙 经贸资源2005298号），明确指出冰蓄冷作为调峰错谷的节能措施应该大力推广。 湖南、江苏和福建等省，则在具体的指导政策宣讲、鼓励办法中，将冰蓄冷技术列 为重点的节能技术之一予以明确支持。
