2025年珠海冰蓄冷空调建议书.doc

冰蓄冷项目计划书

二〇〇九年九月
冰蓄冷方案
一、工程概况
该建筑物功效类型为轻装配工厂、办公的综合大厦，建筑面积约为4.5万多平方米，空调面积取3万平方米。办公时间为10小时，从8：00-18：00。
原初步方案的冷水机组设计状况以下：
冷水机组
冷量（RT）
台数
离心式
700
2
螺杆式
300
1
由于该地区有峰谷电价政策，现提出冰蓄冷的方案。
二、冰蓄冷技术介绍
1.冰蓄冷的工作原理
冰蓄冷：采用“移峰填谷”即在用电低谷时优先用电制冷，运用水-冰相变时大量贮存潜热的原理，临时将冷量以冰的形式储存起来，在需要时（如用电高峰）把冷量取出来进行运用的蓄能技术。

冰蓄冷工作原理图
2.蓄冰方式
（1）盘管式是由沉醉在冰槽中的盘管构成换热表面的一种蓄冰方式。在蓄冷过程中，载冷剂在盘管内循环，水在盘管外表面形成冰层，使冷量以冰的形式储存起来。盘管构造形状有蛇形盘管、圆筒形、U形。其优点是蓄、释冷速度快，蓄冰率高、体积小。
（2）封装式是将封闭在一定形状的塑料容器内的水制成固态冰的一种蓄冰方式。容器沉醉在充满乙二醇溶液的贮槽内，容器内的水随着乙二醇的温度变化进行结冰或融冰。按容器形状有球形、板型和椭圆形。
3.运行方略
运行方略是指蓄冷系统以设计循环周期的负荷及特点为基础，按电费构造特点等条 件对系统以蓄冷容量、释冷供冷或以释冷联同制冷机组共同供冷做出最优的运行安排。可归纳为全量蓄冰、分量蓄冰。
（1）全量蓄冰：全量蓄冰又称为全负荷蓄冰。设计日非电力谷段的总冷负荷全部由蓄冷装置供应，制冷机组在此时段不运行称为全量蓄冰。该方案初投资最大，电费最节省。
（2）分量蓄冰：分量蓄冰又称为部分负荷蓄冰。分量蓄冰将设计日非谷段的冷负荷总量转移一部分，白天由制冷机组与蓄冷装置联合供冷。同时在过渡季节，系统能够按全量蓄冷运行。
4.控制方略
控制方略：空调蓄冷系统在运行中要合理安排分派制冷机组直接供冷量和蓄冷装置释冷量，是两者能最经济的满足冷负荷的规定。可分为：制冷主机优先控制方略和蓄冷装置释冷优先控制方略。
制冷机组优先是指尽量使制冷机组供冷。只有当空调冷负荷超出制冷主机供冷能力时，启动蓄冰槽，承当局限性部分。
释冷优先控制方略在控制程序上比制冷主机优先复杂。普通采用基本恒定的释冷速率以充足运用蓄冰槽的蓄冷量，局限性部分由制冷机补充提供。
5.方略的配备
流程配备、运行侧略和控制方略都需要根据本地年平均温度、日逐时冷负荷，以及空调日总负荷来最后拟定运行方略，。通过本地电价、电价时刻表、日负荷、负荷时间、以有设备、电力负荷等条件来拟定最后流程配备、运行方略和控制方略。
6.冰蓄冷的优势
对国家：
² 实现电力移峰填谷，减少新建电厂；
² 减少发电成本；
² 减少CO2排放对大气的污染；
² 空调设备容量减小，减少原材料损耗。
对使用者：
² 减少主机装机容量和功率可达30%--50%；
² 设备满负荷运行比例增大，可充足提高设备运用率；
² 减少一次电力投资费用，涉及电贴费、变压器、配电柜等；
² 运用分时电价，可节省大量的运行费用；
² 可作为应急冷源，停电时可运用自备电力启动水泵融冰供冷。
三、冰蓄冷方案
1. 冷负荷分析
（1）该建筑物逐时冷负荷系数表估算以下：
时刻
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
系数
0
0
0
0
0
0
0
0.67
0.67
0.75
0.84
0.9
时刻
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
系数
1
1
0.92
0.84
0.84
0.74
0
0
0
0
0
0

由于本项目办公时间仅是白天8：00-18：00，因此峰价时间段只取9:00-12:00。
（2）珠海市峰谷电价变压器（ 1-10kv）
电价分段
高峰段
平段
谷段
时段
9：00—12：00
19：00—22：00
8：00 —9：00
12：00—19：00
22：00—24：00
00：00—8：00
电价（元/kwh）
1.3137
0.8424
0.4363

（3）办公时间的冷量分派
项 目
峰 段
9:00-12:00

平 段
8:00-9:00;
12:00-18：00
谷 段
0:00-8:00
合 计
逐时负荷系数和
2.49
6.01
0
8.5
逐时负荷系数权重
29.3%
70.7%
0
100%
需冷量（RT/日）
4234
10217
0
14450
2.蓄冷系统的选择
根据峰、平、谷各段电价的实际状况，我们考虑只蓄峰段所需冷量，即分量蓄冷，平段没有经济性。
冰蓄冷运行方略柱状图以下：

因此，蓄冷量Q蓄=Q峰=4234RT/日 =14890.45kWh/日
为了满足峰段的冷量需求，选用两台380RT的双工况螺杆冷水机组。
（1） 双工况螺杆蓄冷机组的选型：
型号
制冷量（RT）
输入功率（kW）
蒸发器
冷凝器
水流量（l/s）
水压降（kPa）
水流量（l/s）
水压降（kPa）
制冰
空调
制冰
空调
制冰
空调
制冰
空调

275
380
250
250
69
133
128
75
82
81
注：1.制冰工况：冷冻水出水温度-6.5℃，冷却水进水温度为30℃；
2.空调工况：冷冻水进出水温度12/7℃，冷却水进出水温度为32/37℃；
3.蒸发器乙二醇溶液浓度为26%；
4.换热器都为二流程。
通过计算分析，该型号的螺杆机组在谷期8小时内制得的冷量完全满足峰期3个小时的冷量需求。因此，采用分量冰蓄冷，所蓄冷量能满足设计日电力高峰段的冷负荷即可。
（2）蓄冰槽的选用
选择UKIB模块式蓄能槽，主体装置是蛇形金属冰盘管，槽体外整体发泡，外框采用铝合金框架配合库板使用，确保绝热性能和构造。
运用夜间低谷电，制冰蓄冷（管外结冰贮冷），白天融冰释放冷量。
蓄冰槽的型号及尺寸以下：

型号
全冷量
潜热蓄冷量
盘管内溶液量
槽内水容量
空载重量
运行重量
长度L
宽度W
高度H
接管尺寸
kWh
kWh
m3
m3
kg
kg
mm
mm
mm
mm
UKIB190
1865
1600
1.2
20.3
9500
29800
5650
2290
2740
4´DN65
要选用8个这样的蓄冰槽。
内融式盘管蓄冰槽的优点：
² 结冰融冰快。独特的进出液布置方式，分液均匀、蛇形盘管方向交错排列，槽内温度均匀，制冰率不不大于90%。
² 结实、耐腐蚀效果好。管外结冰，无内应力，产品寿命长；蛇形盘管2.8Mpa空气密封实验,合格后再整体热镀锌。槽体内部涂锌和环氧树脂，槽体外部采用立体加固方式，搬运吊装运行不会变形。
² 隔热性好。槽体外部双层聚氨酯发泡保温,中间带潮隔防水膜，避免潮湿通过；箱体板采用空调箱框架连接，聚氨酯发泡保温，整体保温效果佳；槽体底部采用严密的防冷桥方法，槽体与底座间全部为隔热层；顶盖防水保温。
² 投资省。模块化设计，构造紧凑、占地面积省、搬运方便；乙二醇管内流动、充注量少；除槽体就位、接管、注水外，无任何现场安装工作。
² 运行费用省。带蓄冰量测量和液位保护装置，可精确测量蓄冷率和融冰状况，信号输入到系统控制器，自动选择最佳运行模式。
² 维修方便。槽体顶盖上有维护口、蓄冰槽上带有过滤器避免外部杂质进入盘管，排水口在维护时可排出蓄冰槽内水。
系统运行控制应注意的问题：
² 据顾客冷负荷的需求，按电费构造的特点，自动设立蓄冷系统最佳的运行方式，减少整个系统的运行费用;
² 充足运用蓄冷装置的容量，当天应尽量把所蓄冷量用尽，以发挥夜间机组制冷的能力，减少白天运行的容量。
² 自动检测系统的运行状态，保障冰蓄冷系统重要设备正常、安全运行、自动统计系统运行的参数，显示系统运行流程图和打印系统运行参数表。
3.机房面积
机房的面积要根据2台3801RT的螺杆冷水机组和1台950RT的离心冷水机组的尺寸来拟定。
冷水机组
长（mm）
宽（mm）
高（mm）
螺杆机组
3660
1880
2365
离心机组
5007
2299
3142
由此拟定机房的长为12.1m，宽9m，高4m。机房的面积F=L×W =12.1m×9 m=109m2
四、节能效益分析：
双工况(水制冷能效比是6，制冰是3。6，低40%)螺杆冷水机组制冰工况的效率为空调工况的72.4%。
1.年节电费收益以下：普通方案采用综合电价：0.8424元/kwh,蓄冷采用峰谷电价（参见电价时段表）

综合耗电量
（kWh/日）
综合电费
（元/日）
谷段耗电量
（kWh/日）
谷段电费
（元/日）
日节省电费（元）
年节省电费
（万元）
蓄冷前
12266
10333
0
0
1346
12.69
蓄冷后
0
0
12360
9053
2.静态投资回收期：
采用冰蓄冷技术比常规空调技术的初投资重要多在蓄冰槽及其附属设备的投入，在此，仅考虑由此费用带来的静态投资回收期。计算时只考虑了冷水机组投资差别，普通空调采用的是综合电价来作为计算根据，冰蓄冷采用现在峰谷电价作为计算根据。
技术方案
冷水机组初投资（万元）
蓄冰槽初投资
（万元）
年节省电费
（万元）
静态投资回收期
常规空调
278
--
--
--
冰蓄冷
350
140
12.69
约
五、结论
    1、转移制冷机组用电时间，起到了转移电力高峰期用电负荷的作用，制冷机组在夜间电力低谷时段运行储存冷量，白天用电高峰时段用储存的冷量来供应全部空调负荷，少开冷机。
    2、空调蓄冷系统的运行费用由于电力部门实施分峰谷、分时电价政策，比常规空调系统要低，分时电价差值愈大，得益愈多。
    3、空调蓄冷系统中制冷设备负荷运行的比例增大，状态稳定，提高了设备运用率。
    4、空调蓄冷系统并不一定节电，而是合理使用峰谷段的电能。
    5、蓄冷系统在充冷运行时，基本可满负荷运行，且夜间冷却水温较低，有助于制冷效率提高。
6、项目总体回报计算还应当考虑公司的整体运行状况，由于优特公司的工作时间限制，基本上工作时段处在平或峰的电价时段，生产用电基本上运用不到谷的电价优势，而空调系统耗电仅占用总耗电的30～50%，公司全部采用峰谷电价后，从整体来看回报的优势更低，整体回报期将超出30年。并随着生产规模的加大，生产耗电所占比例增加，从费用消耗上来看投资回报有可能成为负数，即出现空调省下的电费局限性以弥补在电价峰段时生产所多消耗的电费，成为没有回报而费用反而会增加的状况，请谨慎考虑。

珠海环境科技开发有限公司
9月