115某学术交流中心冰蓄冷空调工程经济性分析.doc

某学术交流中心冰蓄冷空调工程 经济性分析 上海海事大学蓄冷技术研究所 杨培莹 章学来 施敏敏 杨鹏程 王文国 摘要： 与常规空调系统相比,水源热泵冰蓄冷系统初投资大,但其运行费用低于常规空调系统.本文针对某学术交流中心空调工程，提出了两种设计方案,通过分析与比较,表明应用水源热泵冰蓄冷于该空调工程经济效益明显。 关键词：水源热泵 冰蓄冷 投资回收期 经济性 0 引言 在一般大楼中,空调系统用电量占总耗电量的35%--65%,而空调机组的电耗在空调系统中又占65%--75%。在常规空调设计中，冷水主机及辅助设备容量均按尖峰负荷来选配，这不仅使空调系统的电力容量增大，而且使得主机等空调设备在绝大部分情况下均处于低效率的部分负荷状态运行，显得很不经济。空调负荷的分布在一年之内极不均衡，尖峰负荷约占总运行时间的6％－8％，如果设计中能选择与实际冷负荷相匹配的制冷机,而且让其在绝大多数情况下高效运行,这对空调系统节能是十分有利的。本文将提出两种设计方案，并对其进行经济性分析。 1 系统简介 某学术交流中心位于上海市临港新城主城区，该工程为一综合性多功能建筑，包括接待大厅、客房、餐饮、会场、娱乐场所和办公辅助用房等。总占地面积9158m2，空调面积为8000m2。根据建筑物设计日逐时冷负荷计算，整幢建筑物的尖峰冷负荷为1245kW，最低冷负荷为200kW，峰谷冷负荷最大差为1045kW，设计日总冷负荷为18440kWh，空调设计日使用时间为全天24小时，适合采用冰蓄冷空调系统。 2 方案设计 2.1方案一：采用水源热泵＋冰蓄冷系统（供冷＋供暖） 由于该工程为宾馆型建筑，夜间冷负荷较小，白天冷负荷较大，负荷具有一定的峰谷特性，且由建筑物自身功能决定了其白天负荷和具有波动性和瞬时性，因此采用冰蓄冷中央空调方式，既符合国家相关电力政策，可直接享受峰谷电价的优惠，又能确保整个空调系统的舒适性、可靠性。 水源热泵式冰蓄冷系统设计须依据影响初期投资及运行成本的各种因素综合考虑而确定，空调系统中的蓄冰容量越大，初期投资越高，但节约的运行费用就越多，因而在方案设计时，须详尽研究系统的电力增容投资、峰谷电价结构及初投资等资料，以期达到最佳的经济效益，在降低初期投资的同时节约更多的运行成本，转移更多的高峰用电量。 评价水源热泵式蓄冰系统品质的最重要的依据是系统的整体效能及运行稳定性。进行系统设计时，须结合水源热泵式冰蓄冷系统的运行特点，优选各种设备，以使系统配合完美，符合整体运行要求。同时各种配套设备也要求能经受长期稳定工作的考验，减少对系统的维护，满足寿命要求。 2.1.1 运行策略 通过对建筑物逐时冷负荷的详细计算分析，方案考虑到该学术交流中心位于校内，而设计日处于暑假期间，制定了系统在设计日运行策略。其策略分配及运行策略分布图如图1所示。 图 1 设计日运行策略 2.1.2 系统初投资： 包括：三工况主机、蓄冰装置、供冷板式换热器、初级乙二醇泵、次级乙二醇泵、循环水泵、乙二醇纯溶液、水源板式换热器、冷热源水泵、潜水泵、乙二醇补液箱、乙二醇补液泵、全自动软水器、软水箱、定压补水泵、定压罐、自动控制系统初投资费用总计312万元。具体见表1。 表 1 冰蓄冷系统设备配置与投资概况 序号 名称 型号规格 数量 总功率 总价 备注 kW 万元 1 三工况主机 制冷量1047kW 制热量977kW 1台 298 206 联合开利 2 蓄冰装置 28m3 / / 83 西亚特 3 供冷板式换热器 换热量350kW 2台 / 0.8 ALFA LAVAL 4 初级乙二醇泵 166 m3/h，24m 3台 37 3.6 山东双轮 5 次级乙二醇泵 166m3/h，24m 3台 37 3.6 山东双轮 6 循环水泵 220m3/h，26m 3台 110 3.6 山东双轮 7 乙二醇纯溶液 3吨 / / 0.9 南京扬子石化 8 水源板式换热器 换热量278 kW 1台 / 0.4 ALFA LAVAL 9 冷热源水泵 75m3/h，28m 3台 30 3.6 山东双轮 10 潜水泵 275m3/h，32m 3台 30 2.4 11 乙二醇补液箱 10m3 1台 / 3 12 乙二醇补液泵 5m3/h，10m 2台 0.37 2.4 Paco 13 全自动软水器 4T/h 1台 / 4 进口 14 软水箱 4m3 1台 / 2 15 定压补水泵 4m3/h，16m 2台 0.75 2 烟台冰轮 16 定压罐 / 1台 / 2 国产 17 自动控制系统 / 1套 / 18 西门子 总计 / / 542 312 2.2 方案二：常规水冷冷水机组+燃气锅炉系统 选取常规空调方式，制冷采用水冷螺