冰蓄冷空调“移峰填谷”能效折算系数.doc

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

目 录
第1章 课题研究背景 1
1.1 冰蓄冷技术与节能 1
1.1.1 我国节能事业的战略背景 1
1.1.2 冰蓄冷技术的节能原理、发展过程和现状 1
1.1.3 明确鼓励和推广冰蓄冷技术的政策文件 5
1.2 评价冰蓄冷节能效果的难点 6
1.2.1 直接节能效益法的局限性 6
1.2.2 全生命周期能耗效率的对比研究方法 6
1.2.3 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 8
2.1 抽水蓄能电站的发展概况 8
2.2 典型抽水蓄能电站的能耗效率计算 8
2.2.1 天荒坪抽水蓄能电站基本情况 8
2.2.2 抽水蓄能电站综合能源效率的计算方法 9
2.2.3 天荒坪抽水蓄能电站的重要基础数据 9
2.2.4 天荒坪抽水蓄能电站的生命周期综合能效 11
2.3 典型抽水蓄能电站综合能效的敏感性分析 11
2.4 小结 12
第3章 冰蓄冷空调的生命周期能耗效率 13
3.1 典型冰蓄冷空调系统概况 13
3.1.1 典型冰蓄冷空调系统的基本参数 13
3.1.2 典型设计日逐时负荷情况 13
3.2 典型冰蓄冷空调系统的生命周期能耗效率 13
3.2.1 浙江地区计算方法（中午有两小时低谷电） 13
3.2.2 其他地区计算方法（中午没有两小时低谷电） 14
3.2.3 冰蓄冷空调系统的平均综合效率 14
3.3 其他冰蓄冷项目的综合能耗效率研究 14
3.3.1 江苏省镇江市某项目 14
3.3.2 江苏省南京市某项目 15
3.3.3 浙江省杭州市某项目 15
3.3.4 其他项目的平均综合能耗效率 16
3.4 小结 16
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[2005]21号）；
2．《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）；
3．《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15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[2006]1457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、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6~9%
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：
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1－4℃，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%。
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kW[1]。
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 明确鼓励和推广冰蓄冷技术的政策文件
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、推广应用蓄冷空调等鼓励政策[4]；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[5]；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[6]。
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[7,8]。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〔2007〕25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[2005]298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。
5．除直辖市外的部分大中型城市，由于建筑用电能耗巨大，存在明显的电网负荷不平衡问题，甚至多次出现夏季拉闸限电的情况，因此也在近年内陆续出台了相似的政策文件，明确鼓励并补贴支持蓄冷节能技术。如，深圳市政府在2003年就率先出台了《推动节约能源工作实施方案》（深府[2003]120号）[12]，其中即规定冰蓄冷作为一项能够错峰填谷的节能技术应大力推广实施。又如，武汉市政府在2005年也出台了《武汉市电力需求侧管理实施办法（暂行）》（武政办[2005]127号）[13]，不仅表明要支持冰蓄冷这项节能技术，而且在上述办法中明确了规模以上用电大户的强制措施规定，以及采用冰蓄冷技术的财税补贴操作办法。
综合上述，目前我国从中央到地方的各级政府均重视并积极支持冰蓄冷这项节能技术。然而，相比发达国家，我们在这项节能技术的支持力度上仍显不足：一、峰谷电价差别还不够大，如峰谷电价较大的重庆市，工业和非工业经营行业的峰谷电价比约4.5：1（部分发达国家达到10：1以上）；二、相比常规空调工程，冰蓄冷工程的前期投资较大，因此在峰谷电价政策下往往还需要对冰蓄冷工程进行财税补贴的措施支持，目前这方面的支持力度仍显偏低。
1.2 评价冰蓄冷节能效果的难点
1.2.1 直接节能效益法的局限性
与其他的节能技术相比，冰蓄冷技术并不会直接降低电力消耗的总量（实际上，冰蓄冷项目自身的实际能耗往往会增加），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。
因此，若采用常规的节能技术评价方法——“直接节能效益”的评价方法，不但不能体现冰蓄冷技术的节能效益，并将得到错误结论。要科学、公平、合理的评价冰蓄冷节能技术，必须从整个电网乃至整个社会用电的宏观角度进行考虑，既考虑冰蓄冷项目本身的能耗增加损耗，也考虑该项目带来电网整体能耗的降低收益，通过综合比较两者之间的关系，得到正确的评价结论。
1.2.2 全生命周期能耗效率的对比研究方法
家用空调器的节能效益评价，也存在类似问题：即提高了产品的性能，一方面可以降低运行能耗，另一方面却同时带来产品自身生产能耗增加的问题。并且家用空调器产品众多，涉及不同厂商、不同型号规格等各种复杂情况。综合以上，家用空调器的节能效益评价问题，与冰蓄冷技术的节能效益评价问题有较大相似度。
在家用空调器的节能效益评价研究领域，李兆坚、江亿等研究者采用对比方法展开了深入研究并取得显著成果[14]。该研究的基本思路是：基于社会公认的原材料产品的行业背景能耗值，分析家用空调器各组件材料的社会能耗情况，并综合相加得到该产品的整体能耗，通过研究不同空调器自身能耗变化规律与运行能耗变化规律之间的关系，合理评价不同产品的节能效益。
上述评价方法的重要思想是：从全生命周期的视角出发，即考虑一个装置全生命周期的输入能量和输出能量的总和，进而分析该装置的能耗效率。这是科学评价能源利用效率的一种有效方法。
然而，若采取李兆坚等研究者的思路，并沿用“拆分节能产品设备→计算得到各部分能耗→合理相加得到生产该设备的总能耗”的具体方法来评价冰蓄冷技术，则存在冰蓄冷系统组件拆分困难、组件材料行业背景能耗值获取困难、不同项目差异过大等诸多难题，使得“拆分评价”的方法不能很好应用于冰蓄冷技术的节能效益评价。因此，基于全生命周期评价思想，必须采取其他的技术办法，解决冰蓄冷技术的节能效益评价问题，并确定用电折减系数。
1.2.3 本课题的解决思路
综合考虑既有的评价思想、评价技术方法，以及实际面临的诸多困难，本课题组提出采用“对比评价法”——即对比社会公认的蓄能电站“移峰填谷”技术，计算冰蓄冷空调和蓄能电站的初投资能耗和运行能耗之间的关系，确定冰蓄冷空调的能效值。

第2章 抽水蓄能电站的全生命周期能耗效率
2.1 抽水蓄能电站的发展概况
抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，还适于调频、调相，稳定电力系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电站和核电站的效率。
近十几年来，中国抽水蓄能电站的迅速发展，主要是由于中国国民经济的高速发展，促进了中国抽水蓄能电站的大发展，而这十几年正是中国改革开放经济大发展时期。在这十几年中虽然取得了很大成绩。2004年底全国已建成投产的抽水蓄能电站10座，装机容量达到570.1万kW（其中60万kW供香港）。
2.2 典型抽水蓄能电站的能耗效率计算
2.2.1 天荒坪抽水蓄能电站基本情况
天荒坪抽水蓄能电站是我国目前已建和在建的同类电站单个厂房装机容量最大、水头最高的一座；也是亚洲最大、名列世界第二的抽水蓄能电站，电站主要设备均从国外引进。电站枢纽主要包括上水库和下水库、输水系统、中央控制楼和地下厂房等部分组成。
抽水蓄能电站的综合能量转移示意图，见图2.1。
电网
实际进入抽水蓄能电站
输送损耗
抽水蓄能电站输出
转换损失
电网
输送损耗
初投资与设备更新折算能耗

图2.1 抽水蓄能电站能量转移示意图
基于图2.1，可较清楚的分析抽水蓄能电站的电能传输过程：第一步，电能从电网先输送到抽水蓄能电站；第二步，抽水蓄能（电能转换成势能储存）；第三步，发电（势能转换成电能）；第四步，电能从抽水蓄能电站输送到电网。
天荒坪抽水蓄能电站前期准备工作于1992年6月启动，电站工程于1994年3月主体工程正式施工，1998年9月1#机组投入试生产。其它5台机组分别于1998年12月、1999年9月、1999年12月、2000年3月和2000年12月相继投产。工程总投资为73.77亿元[15]。
天荒坪抽水蓄能电站的总装机容量1800MW，平均年发电量30.14亿kWh（记为Qo），平均年抽水用电量（填谷电量）41.04亿kWh（记为Qi）[16]。
抽水蓄能电站全生命周期过程中的输入能量，应该包括建造电站过程中所消耗的能量。若统计电站建设过程中的直接能耗、间接材料和产品的含能，技术上很难全面、准确实现。因此，采取的解决办法是，分析工程的投资和运行费用情况，并参照GDP能耗的关系，将投资和运行费用等合理折算为能耗量。
2.2.2 抽水蓄能电站综合能源效率的计算方法
从全生命周期角度出发，将抽水蓄能电站项目折合为等效的能耗值（实际为电耗值）。因此，采取如下计算方法：
1．初投资、主要设备更新，折算为年运行电耗Ga；
2．研究确定电网损耗α；
3．结合年输出电量Qo和年输入电量Qi，基于研究或计算得到的Ga和α值，计算抽水蓄能电站的综合效率η，计算式为：
式（1）
η＝
Qo（1－α）
Qi/（1－α）＋Ga
2.2.3 天荒坪抽水蓄能电站的重要基础数据
根据式（1），其中输出电量Qo和年输入电量Qi已经知道，因此需要确定Ga和α值。这里从全生命周期角度出发，将抽水蓄能电站项目的初投资、设备更新和年运行费用折合为等效的能耗值（实际为电耗值）。
关键的计算过程如下：
1．生命周期内的初投资和设备更新情况
该项目1992年6月启动，1994年3月主体工程施工，2000年12月全部投产，假定工程寿命周期50年，建设周期6年，实际使用周期44年。该项目的工程总投资为73.77亿元，分摊到44年，每年均摊的初投资为1.6766亿元/年。
发电机组的使用寿命通常为20～30年，本课题研究取25年，在50年全寿命周期内发电机组必须更换一次。一台30万千瓦的可逆式水轮发电机组价格取228905万元[17]。天荒坪抽水蓄能电站共6台30万千瓦机组更换成本约13.7343亿元，分摊到44年约为0.3121亿元/年。
2．年万元GDP折合年运行电耗数据
工程总投资以1996年的万元GDP能耗值近似折算为电耗值。依据国家统计局提供的国内生产总值、能源消费总量与构成的相关数据，1996年万元GDP能耗为1.981吨标煤[18]。依据该数据，将1996年的万元GDP再折算成电量，即为5354kWh/1万元GDP。计算过程如下：

运行费用以2000年的万元GDP能耗值近似折算为电耗值。2000年的万元GDP能耗为1.414吨标煤[19]，折算成电量为3822kWh/1万元GDP。具体的计算过程如下：

3．初投资、设备更新折合年运行电耗
每年分摊的初投资折合电耗＝16766×5354＝0.898亿kWh
每年分摊的设备更新折合电耗＝0.31×10000×3822=0.1185亿kWh
因此，每年的初投资与设备更新折合的年运行电耗为
Ga＝0.898+0.1185=1.0165亿kWh
4．电网输送损耗的确定
根据图2.1，抽水蓄能电站既需要从外电网输入电力，又需要将发电输出给电网。依据香港科技大学朱经武教授测算数据，以及其他研究资料数据，我国当前的输送损耗率约为8%[20]。
2.2.4 天荒坪抽水蓄能电站的生命周期综合能效
基于2.2.1－2.2.3的研究，已经全部掌握2.2.2节中抽水蓄能电站综合能效计算所需的关键数据，即式（1）的各计算参数。
将Qo、Qi、Ga和α代入式（1），计算抽水蓄能电站的综合效率
＝60.78％
η＝
＝
Qo（1－α） 30.14×（1－8％）
Qi/（1－α）＋Ga 41.04/（1－8％）＋1.0165
其中：
Qo＝30.14亿kWh Qi＝41.04亿kWh
Ga＝1.0165亿kWh α＝8％
根据上述，得到天荒坪抽水蓄能电站的能量转移关系，参见图2.2。
电网
44.6087
实际进入抽水蓄能电站41.04
输送损耗8%
抽水蓄能电站输出30.14
转换损失
电网27.7288
输送损耗8%
初投资与设备更新折算能耗1.0165

图2.2 天荒坪抽水蓄能电站的能量转移关系
2.3 典型抽水蓄能电站综合能效的敏感性分析
根据式（1），分析计算综合能效η的敏感性因素。
（1）每年输入抽水蓄能电站的电量Qi和每年抽水蓄能电站输出的电量Qo，这两个数据是确定的数值；电网输送损耗α、年运行电耗Ga存在一定的不确定性。
（2）电网输送损耗α取其他研究机构的、经社会公论认可的数据，即8％，此时效率η＝60.78％；若取7％，则η＝62.09％；若取9％，η＝59.48％。
（3）计算年运行电耗Ga存在一定的不准确性，这主要来自万元GDP折算电耗数据的准确性。考虑到Ga在计算式（1）分母中的权重很小，即使Ga存在50％的误差，计算的综合能效值也将处于60.11％－61.23％的较小变化区间内，与理论计算值的60.78％相比仅有约1％的变化。因此，可以忽略Ga不确定性对能耗效率带来的影响。
2.4 小结
基于全生命周期的综合能效计算思想，确定典型抽水蓄能电站的综合能效计算方法，通过直接获取或计算得到所需的关键基础数据，最终计算得到综合能效η。经敏感性分析，初投资、主要设备更新和年运行费用折算的电耗对结果影响很小，因此可以认为典型抽水蓄能电站的综合能效为60.78％。

第3章 冰蓄冷空调的生命周期能耗效率
以某典型冰蓄冷空调工程为例，计算冰蓄冷工程的生命周期综合能耗效率。
3.1 典型冰蓄冷空调系统概况
3.1.1 典型冰蓄冷空调系统的基本参数
取尖峰负荷1440RT某办公建筑空调用户为例进行能耗分析。冰蓄冷增加投资103.2万元（项目投资参考附录A）。空调项目寿命周期通常为20年，折算成年值为103.2/20=5.16万元，折算成能耗为＝5.16×3822=19722kWh/年。
3.1.2 典型设计日逐时负荷情况
空调系统使用时间为8:00－18:00，设计日的负荷情况，汇总见表3.1[21]。
表3.1 典型设计日的空调逐时负荷表
时间
负荷系数
负荷值（RTH）
8:00
0.7
1008
9:00
0.89
1282
10:00
0.91
1310
11:00
0.86
1238
12:00
0.86
1238
13:00
0.89
1282
14:00
1
1440
15:00
1
1440
16:00
0.9
1296
17:00
0.57
821
注：在设计资料的基础上，根据实际工程情况略进行修正。
3.2 典型冰蓄冷空调系统的生命周期能耗效率
3.2.1 浙江地区计算方法（中午有两小时低谷电）
1．计算条件
（1）该系统设计使用时间10小时，低谷电时间22:00～8:00，11:00～13:00，其余为高峰电时间。
（2）主机冷却水温度在日间运行始终按照温度为32度的进水不变，夜间运行按照30度进水不变。
（3）常规主机冷冻水进出水温度为12/7度；冰蓄冷机组冷冻水进出水温度为11/6度（介质为25%乙二醇溶液），末端冷冻水供回水温度7/12度。
2．生命周期能耗系数（浙江地区）
冰蓄冷空调全年能耗理论值1306817.6kWh，其中高峰电422707.5kWh、低谷电884110.1kWh（见附录B）。常规空调全年能耗理论值为997235.4kWh（见附录C）。
冰蓄冷与常规相当的折算系数为：（997235.4-19722-422707.5）/884110.1=0.628。
3.2.2 其他地区计算方法（中午没有两小时低谷电）
1．计算条件
（1）该系统使用时间10小时，低谷电时间22:00～8:000，其余为高峰电。
（2）主机冷却水温度在日间运行始终按照温度为32度的进水不变，夜间运行按照30度进水不变。
（3）常规主机冷冻水进出水温度为12/7度；冰蓄冷机组冷冻水进出水温度为11/6度，末端冷冻水供回水温度7/12度。
2．生命周期能耗系数（其他地区）
冰蓄冷全年能耗1306817.6kWh，其中高峰电493999.9kWh，夜间低谷电812817.7kWh（见附录B）。常规空调全年能耗理论值为997235.4kWh（见附录C）。
冰蓄冷与常规相当的折算系数为：（997235.4-19722-493999.9）/812817.7=0.595。
3.2.3 冰蓄冷空调系统的平均综合效率
基于3.2.1－3.2.2的分析计算，以浙江地区、其他地区的综合效率的算术平均值作为平均综合效率。即平均综合效率＝（0.628+0.595）/2＝0.6115。
3.3 其他冰蓄冷项目的综合能耗效率研究
3.3.1 江苏省镇江市某项目
1．项目基本情况
镇江某项目，总建筑面积约120000m2，共17层。一至六层为百货商场、超市等空调面积约57000m2，工作时间为9:00～21:00；七至十七层为酒店、酒吧等建筑面积约23000m2，工作时间为24小时。设计尖峰冷负荷3829RTH（13460kW）。
冰蓄冷较常规系统增加投资307.13万元。空调项目寿命周期通常为20年，则折算成年值为307.13/20=15.36万元，折算成能耗为15.36×3784=58122kWh/年。
2．项目综合能耗效率
系统设计使用时间8:00～24:00，低谷电时间24:00～8:00，其余为高峰电时间。
该冰蓄冷项目全年能耗3274630kWh，其中高峰电1474998kWh，夜间低谷电1799631kWh。常规空调全年能耗为2652332kWh。
冰蓄冷与常规相当的折算系数＝（2652332-1474998-58122）/1799631＝0.62。
3.3.2 江苏省南京市某项目
1．项目基本情况
南京某银行办公大楼，总建筑面积约71500m2，其中地上建筑面积约54500m2，地下17000m2。地上主楼32层，高148m；裙楼4层，高24m。大楼夏季冷负荷2275RTH（8000kW）。
冰蓄冷较常规系统增加投资91.18万元。空调项目寿命周期通常为20年，则折算成年值为91.18/20=4.56万元，折算成能耗为4.56×3784=17251kWh/年。
2．项目综合能耗效率
系统设计使用时间8:00～18:00，低谷电时间24:00～8:00，其余为高峰电时间。
该冰蓄冷项目全年能耗1705047kWh，其中高峰电629813kWh，夜间低谷电1075233kWh。常规空调全年能耗为1323300kWh。
冰蓄冷与常规相当的折算系数＝（1323300-629813-17251）/1075233=0.63。
3.3.3 浙江省杭州市某项目
1．项目基本情况
杭州某机电市场建筑，主要功能为市场、商业配套、产品研发中心，建设用地面积为120302m2，总建筑面积为408037m2。将打造成集购物、休闲、观光、旅游一条龙服务的新型集约市场以及体现前卫、大气、时尚的商业文化地标建筑，本项目由A1、A2两个地块组成，其中A1地块建筑面积为151225m2，A2地块建筑面积为123153m2。A1、A2市场的夏季空调的尖峰冷负荷为6995RTH（24600kW）。
冰蓄冷较常规系统增加投资238.5万元。空调项目寿命周期通常为20年，则折算成年值为238.5/20=11.93万元，折算成能耗为11.93×3784=45124kWh/年。
2．项目综合能耗效率
系统设计使用时间9:00～18:00，低谷电时间22:00～8:000、11:00～13:000，其余为高峰电时间。
该冰蓄冷项目的全年能耗4980646kWh，其中高峰电854477kWh，低谷电4126169kWh。常规空调全年能耗为3589173kWh。
冰蓄冷与常规相当的折算系数＝（3589173-854477-45124）/4126169=0.65。
3.3.4 其他项目的平均综合能耗效率
表3.2 其他三个项目的折算系数
项目地址
镇江
南京
杭州
冰蓄冷系统与常规系统
相当的折算系数
0.62
0.63
0.65
平均
0.633
3.4 小结
根据抽水蓄能电站的生命周期综合能耗效率计算方法，并以某典型冰蓄冷空调工程为例，计算得到冰蓄冷空调系统的综合能耗效率（折算系数）为61.15％。在此基础上，计算其他三个冰蓄冷项目，综合能耗效率与典型工程的效率相当。

第4章 比较与结论
第2章详细分析了抽水蓄能电站的综合能耗效率，第3章计算了四个冰蓄冷空调系统的综合能耗效率（折算系数），汇总见表4.1。
表4.1 不同类型项目的综合能耗效率比较

典型冰蓄冷项目
折算系数
（杭州地区）
典型冰蓄冷项目
折算系数
（非杭州地区）
其他冰蓄冷项目
折算系数
（三个平均）
天荒坪抽水蓄能电站
综合能耗效率
折算
系数
0.628
0.595
0.633
0.608
天荒坪抽水蓄电站的综合效率为60.78％，它是目前国内各抽水蓄能电站中效率最高的几个电站之一，其他抽水蓄能电站多均达不到该电站的水平。
电网负荷峰谷不平衡是一个现实存在、难以完全克服的问题，目前较为有效的技术办法是建抽水蓄能电站和蓄能空调。抽水蓄能电站初投资巨大、“移峰填谷”量大，但建设周期长；冰蓄冷空调分散灵活，初投资小、建设周期较短，但单个项目“移峰填谷”量小。
基于表4.1进行对比分析，可以得到如下重要结论：
1．典型冰蓄冷系统平均的综合能耗效率为61.15％，该效率值具有普遍代表性，冰蓄冷项目的综合能耗效率要略高于抽水蓄能电站60.78％的综合能耗效率。
2．建议在进行冰蓄冷空调系统能耗评价时，将冰蓄冷系统的低谷电能耗乘以0.61的当量系数。

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附录A 冰蓄冷系统投资概算
根据典型冰蓄冷系统设计和工程情况，确定该系统的投资概算情况，以获得冰蓄冷系统相比于普通空调系统的投资增加额。
表A.1 冰蓄冷系统的设备投资概算
序号
设备名称
规格型号
电功率
数量(台/套)
单价(万元)
总价(万元)
1
制冷主机
制冷量：384RT
260kW
2
85
170
2
制冷板式换热器
制冷量：720RT

2
40
80
3
冷