地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性分析方案说明
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冰蓄冷系统技术方案及经济性分析
冰蓄冷系统技术方案及经济性分析2019年9月目录第一章冰蓄冷系统原理及设计原则 (3)1.1、冰蓄冷系统原理 (4)1.2、冰蓄冷系统设计原则 (8)1.3、蓄冰模式选择 (8)1.4、蓄冰方式选择（过冷水冰浆的动态蓄冰系统） (10)第二章工程概况及设计依据 (14)2.1、工程概况 (14)2.2、设计依据 (15)第三章冷源系统设计 (19)3.1、冰蓄冷系统设计概述 (19)3.2、冰蓄冷系统设备配置及概算 (20)第四章冰蓄冷系统运行模式及控制策略 (25)4.1、冰蓄冷运行模式 (25)4.2、冰蓄冷系统运行控制策略 (27)第五章冰蓄冷系统投资经济性分析 (31)5.1、设备投资概算分析 (31)5.2、各系统年运行费用比较表 (36)5.3、经济综合分析 (36)冰蓄冷系统经济参数一览表第一章冰蓄冷系统原理及设计原则1.1、冰蓄冷系统原理1.1.1冰蓄冷中央空调的原理冰蓄冷中央空调是指建筑物空调时间所需要冷量的部分或全部在非空调时间利用蓄冰介质的显热及其相变过程的潜热迁移等特性，将能量以冰的形式蓄存起来，然后根据空调负荷要求释放这些冷量，这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。
当空调使用时间与非空调时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约空调运行费用的目的。
在一般大楼中,空调系统用电量占总耗电量的35%--65%,而制冷主机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％，空调主机的利用率低，且浪费配电设施及其他相关投资。
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。
地源热泵及冰蓄冷空调系统分析
１ 群研 发 中 心 、 群研 发 中 心 、群 研 发 中 心 、 餐 中 心 、 流 中 心 、 工 ２ ５ 制 交 员
食 堂 、 示 中心 和试 验 楼 ， 期 总 建 筑 面积 １． 展 一 ８４万 平 方 米 ， 采 暖 空 总
调面积近 １ ６万 平 方 米 ， 季 空 调 设 计 最 大 热 负 荷 量 １３ １ｗ， 季 冬 ３９ｋ 夏 空 调 最 大 设 计 冷 负 荷 量 １７ ４ ｗ。 ５８ ｋ
从 上 述 负 荷 分 布 图 可 以 看 出 该 工 程 的 冷 负 荷 主 要 集 中 在 ８：
０ １０ 总 空 运 行 时 间 。 采 用 此 办 法 来 回 避 用 电 高 峰 。 是 电 力 部 门 削 峰 填 谷 的 ０ — ２ ：０， 体 上 看 全 天 负 荷 存 在 明 显 的 变 化 ， 调 系 统 相 当 适 宜 即 设 计 成 蓄 冷 系统 。 最 佳 途 径 ， 可 使 用 户 的 空 调运 行 费用 得 到节 省 （ 行 电力 峰 谷 差 价 ） 又 实 。 但 是 ， 为 地 源 热 泵 和 冰 蓄 冷 ， 两 种 技 术 都 具 有 一 定 的 局 限 作 这 根 据 该 工 程 特 点 。 节 省 初 投 资 ， 工 程 冰 蓄 冷 系 统 选 用 均 衡 负 为 该 由 故 性 。 地 源 热 泵 技 术 虽 然 能 同 时 提 供 冬 季 采 暖 和 夏 季 制 冷 ， 却 无 法 荷 式 部 分 蓄 冰 法 ， 于 夜 间 有 部 分 供 冷 负 荷 ， 单 独 设 置 基 载 冷 机 但 离 来 并 起 到 削 峰 填 谷 的 作 用 。 加 突 出 的 一 点 是 ， 于 最 大 设 计 冷 、 负 荷 （ 心 式 冷 水 机 组 ） 承 担 基 载 负 荷 ， 选 用 与 之 配 套 独 立 设 置 的 冷 更 对 热 相 差 大 的 建 筑 来 说 ， 因 为 冬 、 从 地 下 的 取 、 热 量 不 同 而 引 起 地 却 塔 系 统 散 热 ； 冰 蓄 冷 系 统 采 用 温 差 较 大 的 主 机 上 游 的 串 联 系 统 ， 会 夏 排 该 通 下 热 量 的 不 平 衡 ． 成 机 组 无 法 正 常 运 行 。 而 冰 蓄 冷 技 术 只 有 应 用 同 时 选 用 冰 球 蓄 冰 装 置 ． 部 分 空 调 冷 却 散 热 热 能 ． 过 地 下 土 壤 造 传 于 夏 季 空 调 季 节 才 能 起 到 削 峰 填 谷 的 作 用 ， 于 冬 季 空 调 却 显 得 无 换 热 器 循 环 液 系 统 ， 输 到 地 下 。 在 典 型 设 计 日 空 调 冷 负 荷 由 三 工 对 况 热 泵 机 组 、 载 冷 机 和 蓄 冰 设 备 共 同 承 担 ， 典 型 设 计 日通 过 优 基 非 能 为力 。
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析1. 引言1.1 背景介绍地源热泵中央空调系统是一种环保、节能的空调系统，利用地下温度平稳的地热资源进行空气调节，具有很好的应用前景。
随着人们节能环保意识的增强，地源热泵中央空调系统在建筑行业得到越来越广泛的应用。
地源热泵中央空调系统通过利用地下深层地热能源实现建筑空间的供暖、制冷及热水供应等功能，其运行成本低、稳定性高、环保性好，是建筑节能的有效措施之一。
本文主要探讨地源热泵中央空调系统的设计及经济性分析，以期为该系统在建筑行业的应用提供理论支持。
【背景介绍】部分将从地源热泵中央空调系统的发展背景、国内外研究现状等方面进行详细介绍，为后续内容的展开奠定基础。
1.2 研究目的研究目的是通过对地源热泵中央空调系统的设计及经济性分析，探讨其在节能环保领域的应用前景，并为相关领域的研究和实践提供理论和经验支持。
具体目的包括：1.分析地源热泵中央空调系统的工作原理，深入了解其运行机理及性能特点；2.探讨地源热泵中央空调系统设计中需要考虑的关键因素，提出系统优化设计方案；3.进行经济性分析，评估地源热泵中央空调系统在投资和运行成本方面的优势；4.探讨地源热泵中央空调系统在环保方面的优势，包括节能减排效果及对环境的影响；5.展望地源热泵中央空调系统的未来发展方向，探讨其在节能环保领域的潜力与前景。
通过以上研究，旨在为推动地源热泵中央空调系统的应用及发展提供科学依据和技术支持，促进节能减排工作的深入开展，推动绿色低碳发展理念的实现。
2. 正文2.1 地源热泵中央空调系统的原理地源热泵中央空调系统是一种利用地下地热能源进行空调和供暖的节能环保系统。
其原理基于地热能源的稳定性和高效性，通过地下热泵器将地下的热量提取到地源热泵中心系统中，利用热动力循环技术将热能转移至建筑室内进行供暖或冷却。
地源热泵系统主要由地源换热器、地源热泵机组、室内换热器、管道系统等组成。
地源换热器通过地下的管道将地下的地热能源传递至地源热泵机组，地源热泵机组再通过循环水系统将热能传递至建筑室内进行空调调节。
冰蓄冷空调系统的应用与经济分析
冰蓄冷空调系统的应用与经济分析随着人们对生活质量的不断追求和环保意识的不断增强，空调行业也随之不断发展。
目前，市场上的空调产品种类丰富，其中，冰蓄冷空调系统已经逐渐成为了市场的主流。
那么，究竟什么是冰蓄冷空调系统？它有哪些应用及经济分析呢？下面我们来探讨一下。
冰蓄冷空调系统是一种运用空气或水作为传递介质的冷热储能空调系统。
它通过蓄冷剂制冷，将电力峰值进行调整，即在低电价时将电力转化为制冷储存，而在高电价时进行制冷降温。
因此，冰蓄冷空调系统具有以下几个应用方面：1）节能 - 由于冰蓄冷空调系统可以根据电力费率的不同而进行储存和使用，因此可以调节或降低电力费用。
2）环保 - 与传统空调系统相比，冰蓄冷空调系统不需要采用氟利昂等有害物质进行制冷，因此对环境的污染程度较低。
3）稳定 - 冰蓄冷空调系统可以稳定地供应冷却水，在夏季的高峰期和冬季高峰期都能满足用电需求，同时也可以降低电力负荷以降低电力峰值并保证供电质量。
冰蓄冷空调系统的经济性是决定其市场占有率的重要因素。
以下分析冰蓄冷空调系统的经济性：1）设备成本 - 冰蓄冷空调系统相比于传统制冷空调系统耗费一定的成本，但在长久的运用过程中，其节约能力较强，因此可以发挥出长久的经济效益。
2）能源成本 - 由于冰蓄冷空调系统能够通过外部或峰、谷电价差等多种方式实现经济制冷，其能源耗费相对较低，成本也相对较为经济。
3）环境成本 - 在环保意识逐渐提升的当今社会，冰蓄冷空调系统的环境成本得到了越来越多的重视，它对环境造成的污染程度降低，得到了广大用户的好评。
4）综合成本 - 在对设备成本、能源成本、环境成本等综合考量之后，冰蓄冷空调系统的综合成本相对较低，因此可以得到较好的经济效益。
综上所述，冰蓄冷空调系统的应用和经济分析得到了越来越多的用户认可与青睐。
在未来，冰蓄冷空调系统很可能会成为空调市场的主流，推动空调行业的发展。
冷热源经济分析
经济性比较1方案一：地源热泵+冷水机组a方案比较中采用以下基础数据：咨询厂家后地源热泵机组方案设计可按照0.35元/w，单螺杆冷水机组0.5元/w，平均电价按0.860元每度计算。
夏季运行时间按五个月计算，每天按24个小时时间计算，不同负荷的的运行天数如下：（1）2100Kw以下地源热泵机组承担室内负荷：100%负荷为22天，75%负荷为53天，50%负荷为15天，25%负荷为60天。
（2）2100Kw以上由螺杆式冷水机组承担多余的室内负荷：100%负荷为10天，50%负荷为12天。
冬季采暖的运行时间按120天计算，每天按24个小时时间计算，不同负荷的的运行天数如下：100%负荷的天数为18天，75%负荷运行的天数为42天，50%负荷运行的天数为12天，25%负荷运行的天数为48天。
1.1初投资比较（1）设备费序号名称型号规格数量功率/KW单价元/KW 总价/ 万元1地源热泵机组WPS300.2CFFST-BQ=1027.3Kw(制热)1077.4Kw（制冷）2N=152.8kw（制冷）N=212.3kw（供热）350 71.91地源热泵打井+管材+及安装2冷水螺杆机组PFS-330.1制冷量1136.5Kw1189.4Kw50056.833冷却塔DBNL3—300圆形逆流式冷却塔111Kw 55元/kw 6.254冷冻水泵ISWR150-400BG=226.5m3/h,H=33H2O4 27.8Kw 1.99万元/台 7.965地源侧水泵ISWR150-400AG=243m3/h,H=38.3H2O 336.1Kw1.99万元/台5.976冷却水泵ISWR150-315G=260m3/h,H=28H2O227.1Kw1.21万元/台2.42总设备费：71.91+56.83+6.25+7.96+5.97+2.42=151.34万元 打井 管材+打井 口数 井深 安装费用 土建费用 总价（2）安装费安装费=设备费×50%=151.34×40%=60.54万元 （3）土建费土建费=0.5×232.36=116.18万元初投资=设备费+安装费+土建费=151.34+379.61+60.54+116.18=707.67万元1.2年运行费用比较 （1）、电费 地源热泵机组a.夏季运行耗电费（单位：万元）<=2100Kw主机运行电费+2台地源侧循环水泵+2台冷冻水泵：运行天数×运行小时×机组运行功率×电费100%：(22×24×433.4×0.86)/10000=19.68 75%： (53×24×433.4×75%×0.86)/10000=35.56 50%： (15×24×433.4×50%×0.86)/10000=6.71 25%： (60×24×433.4×25%×0.86)/10000=13.42 总运行费用：19.68+35.56+6.71+13.42=73.57万元 b.冬季运行耗电费：主机运行电费+2台地源侧循环水泵+2台冷冻水泵：100%：（18×24×552.4×0.86）/10000=20.52 75%： (42×24×75%×552.4×0.86)/10000=35.91 50%： (12×24×50%×552.4×0.86)/10000=6.84 25%： (48×24×25%×552.4×0.86)/10000=13.68 总运行费用：20.52+35.91+6.84+13.68=77.13万元总价（万元）55元/米374100m42元/米4.5元/米379.61万元地源热泵机组总耗电费用：73.57+77.13=150.7万元考虑到淮安市为夏热冬冷地区，本方案设计为地源热泵系统为冬季埋管，故夏季多余的热量需要辅助冷源完成，本方案选择电制冷的螺杆机组一台，型号为麦克维尔单螺杆式冷水机组PFS-330.1，制冷量为1136.5Kw，耗电量为189.4Kw。
地源热泵技术与经济性分析
土壤源热泵的特点
5.系统维护费用低，运行可靠
+ 地源热泵非常耐用，机械运动部件非常少 + 所有的部件埋在地下或是安装在室内，从而避免了室外的恶劣
气候 + 地下部分可保证50年 + 维护少，节省维护费用
地源热泵的特点
6.运行稳定，使用舒适
+ 机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响。 + 寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑。 + 在耗电量相同的条件下，能提高夏季供冷量或冬季或供热
地源热泵技术及经济性分析
一、地源热泵系统简介 二、地源热泵系统 三、地源热泵经济性分析 四、地源热泵系统施工
+ 地源热泵系统定义
1.国家标准：《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005（2009版）2.0.1条， 对地源热泵系统（ground-source heat pump system)的定义是： 以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系 统、建筑物内系统组成的供热空调系统。
地源热泵运行基本原理
室外
墙体 钻井 埋地换热器
空气 膨胀阀
室内
风机 冷凝器/蒸发器
可逆阀 压缩机 冷凝器/蒸发器 液体循环泵
土壤
地源热泵的几种形式
地源热泵与普通空调比较
地源热泵系统图
空
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
调
末
端
膨
胀
阀
冷凝器 回热器 蒸发器
水泵
水泵 压 缩 机
U型埋管
地源热泵的特点
➢ 可再生能源利用技术 ➢ 经济有效的节能技术 ➢ 环境效益显著 ➢ 一机多用，应用范围广 ➢ 系统维护费用低，运行可靠 ➢ 运行稳定，使用舒适
地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统的设计、分析和测算
地源热泵+冰蓄冷复合式冷热源系统的设计、分析和测算【摘要】随着常规能源的紧缺、环境污染的日益严重，作为建筑行业耗能大户的空调系统，节能减耗势在必行。
地源热泵作为可再生能源，虽然初投资比常规空调略高，但其运行费低，运行稳定、节能环保无污染。
冰蓄冷系统在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用“谷值”优惠电费，减少大量电费的支出，冰蓄冷的大温差，低温送风的特点，节省很多初投资的费用，将地源热泵和冰蓄冷系统结合起来，夜间可以利用热泵机组制冰，可以省去冰蓄冷装置中的制冷机；冬季热泵工作，夏季热泵和冰蓄冷空调同时运行，还可以降低地热换热器的初投资，实现地源热泵机组的间歇运行，有利于土壤温度场的恢复。
本文以位于北京市海淀区用友软件园项目的复合式冷热源系统为例，阐述了地源热泵+冰蓄冷系统的特点和优势，对冷热源系统进行了详细的设计，给出了热泵/冷水机组、蓄冰设备和室外土壤换热器的选择和配置，着重介绍了冰蓄冷系统的运行策略和运行模式，并对复合式冷热源系统的运行费用进行合理测算。
结论表明地源热泵+冰蓄冷的复合式冷热源系统不仅环保节能，而且运行成本大大降低，是适宜推广的高效节能的冷热源系统。
【关键词】地源热泵；冰蓄冷；运行策略；运行费用0.引言随着经济的快速发展、环保要求的提高，能源紧缺日益严重，建筑物的供暖空调是否节能、环保已经成为衡量一个系统是否最佳的重要依据。
如果一味的追求节能，势必会带来系统的投资较大、运行费用较高，所以设计一个既节能，又使系统的初投资和运行能耗和费用最为合理的空调系统是一个设计人员的最重要的任务，用友软件园将高效节能的地源热泵系统和冰蓄冷空调系统联合起来，通过合理的配置，取长补短，使两项技术的优越性得到充分发挥，得到了较好的节能环保效果。
1.工程概况用友软件园位于海淀区永丰产业基地西南端，东临永丰路，南面是永丰南环路，西靠西滨河路，北与北清路接壤。
整个软件园占地面积45.52公顷，总建筑面积40万平方米，分两期建设：一期总建筑面积18.4万平方米；夏季空调冷负荷15784kw、空调热负荷11139kw、采暖负荷2252kw、生活热水加热负荷1722kw。
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析地源热泵是一种利用地壳中的地热能源进行空调制冷和供暖的热泵系统。
它利用地下稳定的温度来进行能量转换，具有能源利用效率高、环境友好、长期稳定等优点。
在地源热泵系统中，地源热泵中央空调系统是应用最为广泛的一种形式，可以满足建筑物的制冷、供暖、热水等需求。
本文将对地源热泵中央空调系统的设计原理和经济性进行分析和探讨。
一、地源热泵中央空调系统设计原理地源热泵中央空调系统是由地热井、地热泵、供暖水泵、冷却水泵、蓄能水箱、空调末端设备等组成。
其工作原理是通过地下地热井吸收地热能源，利用地热泵将地热能源提升至室内进行制冷或供暖。
1. 地热井：地热井负责与地下地热能源进行换热，一般采用多管井或螺旋井的形式进行设计。
地热井的深度通常在50米以上，确保能够吸收到地下稳定的地热能源。
2. 地热泵：地热泵是地源热泵系统的核心部件，其内部包含蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀等。
地热泵通过循环工质的变化来完成地热能源的吸收和释放，实现制冷和供暖功能。
3. 供暖水泵和冷却水泵：供暖水泵和冷却水泵分别负责将地热泵产生的热水和冷水输送至室内末端设备，满足建筑物的供暖和制冷需求。
4. 蓄能水箱：蓄能水箱用于储存地热泵系统产生的热水或冷水，保证系统在不同负荷条件下可以提供稳定的热量和冷量。
5. 空调末端设备：空调末端设备包括室内机组、风管和末端风口，用于室内空气的循环和调节，满足建筑物的空调需求。
通过上述组成部分的协同作用，地源热泵中央空调系统可以实现建筑物的空调制冷、供暖等功能，并具有能源利用效率高、环保节能等优点。
地源热泵中央空调系统相比传统的空调系统在能源利用效率、环保节能、运行成本等方面具有明显优势。
下面从系统投资成本、运行维护成本以及长期收益等方面对地源热泵中央空调系统的经济性进行分析。
1. 系统投资成本地源热泵中央空调系统的投资成本相对于传统空调系统有所增加，主要体现在地热井的施工、地热泵设备的采购及安装、管道和末端设备的安装等方面。
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析
地源热泵中央空调系统设计及经济性分析地源热泵中央空调系统是一种利用地下热能进行空调供暖的系统，它能够有效地利用地下的热能来进行供热，具有较好的节能效果和良好的舒适度。
下面将从设计和经济性两个方面对地源热泵中央空调系统进行分析。
一、设计方面1. 选址和孔位选择：地源热泵中央空调系统的选址需要考虑地下水位、土壤质地、建筑周边环境等因素，以确保热泵能够充分利用地下的热能。
孔位选择需要注意避免与地下管线、地下设施等冲突。
2. 地源热泵的数量和参数：根据建筑的面积和热负荷计算结果，确定地源热泵的数量和参数，包括制冷量、制热量、换热功率等。
同时还需要考虑到系统的备用和控制策略。
3. 地源热泵与楼宇之间的管道设计：地源热泵与楼宇之间需要布置一套管道系统，包括冷水管路、热水管路、循环水泵等。
需要考虑到管道的直径、长度、材质、绝热和维护等方面。
4. 控制系统设计：地源热泵中央空调系统的控制系统需要实现对制冷、制热、换热、水泵、阀门等设备的自动控制和调节。
需要考虑到系统的实时性、灵活性和稳定性。
二、经济性方面1. 投资回收期：地源热泵中央空调系统的建设和运行成本相对较高，因此需要进行经济性的分析。
通过计算投资回收期来评估系统的经济可行性。
2. 能耗分析：地源热泵中央空调系统相对于传统的供暖系统能够节约能源，但是其运行中也会有一定的能耗。
通过对能耗进行分析，可以评估系统的节能效果。
3. 维护成本：地源热泵中央空调系统的维护成本相对较低，因为它没有燃烧设备，减少了燃料费用和运行维护成本。
4. 政府支持政策：地源热泵中央空调系统属于可再生能源利用的一种方式，在一些地区可以享受政府的支持政策，如补贴、优惠税收等，可以提高系统的经济效益。
地源热泵中央空调系统的设计和经济性分析是保证系统可靠性和经济性的重要环节，通过科学合理的设计和综合考虑各个因素，可以使系统更加高效、节能和经济。
冰蓄冷空调系统在不同蓄冷比例下的经济性分析
冰蓄冷空调系统在不同蓄冷比例下的经济性分析发表时间：2019-09-19T09:44:50.583Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：李婷1 王祯2 [导读] 摘要：冰蓄冷空调系统具有“削峰填谷”、低温供冷等特点，对于峰谷电价差较大、需要区域供冷的项目有良好的适应性。
（1.清华大学建筑节能研究中心北京海淀区 100084；2.新奥泛能网络科技有限公司北京大兴区 100176）摘要：冰蓄冷空调系统具有“削峰填谷”、低温供冷等特点，对于峰谷电价差较大、需要区域供冷的项目有良好的适应性。
在进行冰蓄冷空调系统设计过程中，合理选择蓄冷比例，平衡项目初投资、机房面积与运行费用之间的关系，是保证项目具有良好经济性的重要基础。
本文以中山市某区域集中供冷项目为例，根据全年逐时冷负荷分布特点，从投资收益的角度，以项目内部收益率为指标，比较不同蓄冷比例的经济性。
结果表明，在目前中山市峰谷电价政策下，蓄冰比例在25%~30%范围内的冰蓄冷系统方案经济性最好，当蓄冰比例大于30%时，削峰作用已不再明显，而初投资继续增大，经济性明显下降。
关键词：冰蓄冷空调；蓄冷比例；区域集中供冷；内部收益率 1 引言随着我国经济的快速发展，我国建筑业规模不断扩大，建筑能耗逐年增长，能源紧缺、电力紧张等问题也愈发严峻。
一方面，我国的电力供给难以满足峰值用电需求，另一方面，电力负荷却在用电低谷时段增速放缓，甚至下降，电网峰谷差日趋加大，甚至已高达25%～30%。
当能源的生产与使用不能完全匹配时，就产生了空间转移和时间转移的需求，即能源输配和能源存储。
在空调系统中，冷热负荷出现的高峰往往和电力需求的高峰重叠，导致电力系统峰谷负荷差加大，装机容量上升，负荷率偏低等问题。
采用冰蓄冷空调系统，可以在电力负荷低的夜间制取冷量，将冷量储存起来，在白天高峰期使用，从而可以有效地实现合理用电，缓解电力负荷峰谷差的现象。
此外，由于冰蓄冷空调系统能够提供更低的出水温度，还可以满足区域集中供冷大温差供回水的需求。
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浅析地源热泵、冰蓄冷综合应用的经济性
摘要:建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。
由于建筑能源的消耗占总能源消耗的60％以上，因此，在建筑节能中，冰蓄冷、地源热泵等节能技术的应用有着重要的影响力，同时有利于优化传统的空调冷热源型式，促进节能减排。
本文以省图书馆项目为例,浅析地源热泵与冰蓄冷技术综合运用的可行性方案和经济性分析。
关键字：公共建筑节能冰蓄冷地源热泵经济效益
目前国建筑能耗占能源消耗总量的比重很大，而大型公共建筑中空调能耗约占整个建筑总能耗的40~60％；在空调系统中，能耗最大的部分集中在冷热源系统，因此，采取节能的冷热源技术对于降低大型公共建筑的总能耗具有显著效果。
冰蓄冷、地源热泵作为目前较为先进的节能技术，已经得到了广泛的应用，本文以某项目为例对其采用冰蓄冷和地源热泵空调系统方案与采用常规空调系统方案进行比较，分析综合采用冰蓄冷和地源热泵技术的经济性。
1、可再生能源利用技术——地源热泵
土壤源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
地表浅层土壤的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是热泵很好的供热热源和供冷冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高，供热时比燃油锅炉节省70％以上的能源；制冷时比普通空调节能40％～50％。
2、移峰填谷——冰蓄冷系统
冰蓄冷空调系统即在夜间用电低谷期采用电制冷机制冷，将制得冷量以冰的
形式储存起来；在白天电价高峰期将冰融化释放冷量，用以部分或全部满足供冷需求。
蓄冰系统具有巨大的社会效益：蓄冰系统能够转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差，缓解供电压力，同时,也具有良好的经济效益，节省运行费用。
一、工程概况
本项目位于省,建筑主体为图书馆,总建筑面积约10万㎡。
冬夏季冷负荷指标为130W/㎡，夏季空调冷负荷为13000KW，冬季热负荷指标为90W/㎡，冬季空调热负荷为5200KW。
二、空调系统方案概述
本项目既有夏季供冷需求又有冬季供暖需求，因此采用地源热泵系统，能够同时满足冬季供暖和夏季供冷的要求。
而地区夏季负荷较大，且供冷时间长，冬季负荷较小且供暖时间较短，因此考虑到地源侧热平衡问题，按照冬季供暖需求配置地源热泵系统。
地源热泵系统承担部分夏季负荷，不足部分考虑采用冰蓄冷系统方案，具有显著的节能优势。
三、土壤热泵系统方案设计
1、土壤热泵机组
根据本项目冬季空调热负荷为5200KW,由地源热泵系统承担冬季全部供热需求，选择2台土壤热泵机组，夏季制冷量2900kw，冬季制热量为2853kW；本项目用户侧空调冷热水供回水系统冬季供暖的供、回水温度为45/40℃，夏季供冷的供回水温度为7/12℃；地源热泵系统地源侧冬季设计供回水温度为5/10℃，夏季设计供回水温度为35/30℃。
2、地下换热器的初步估计
铺设地下换热器的围：周围建筑物空地及建筑物下；
地下换热器数量：1100个；
地下换热器形式：dn25，双U型；
地下换热器管材：高密度聚乙烯PE100管；
地下换热器有效深度：100米；
地下换热器间距：5米；
3、冬夏热平衡措施
本项目地源热泵系统冬夏季运行全部采用地下换热器换热，鉴于南方地区冬夏季负荷差异较大，为了有利于本系统运行稳定，保证地下热平衡，夏季冰蓄冷系统调峰，通过调整冰蓄冷系统主机和地源热泵主机运行时间，保证地下热平衡。
四、冰蓄冷系统方案设计
根据上文地源热泵方案所述，冬季由地源热泵系统承担热负荷，夏季同时由地源热泵承担部分冷负荷，其余不足部分采用冰蓄冷系统承担。
冰蓄冷系统设计按照除地源热泵承担冷负荷之外的供冷量考虑，设置两台制冷量为2142kw的双工况冷水机组,蓄冰工况制冷量为1440KW,总蓄冷量为4914RTH。
五、冷热源设备配置
本项目建议采用采用地源热泵+冰蓄冷的冷热源系统方案，本方案冷热源主要设备选型如下表：
主要设备选型
六、系统经济性分析
1、本方案冷热源系统经济分析
1）经过初步估算，能源系统初投资约为3189.6万元。
其中
①地源热泵机房投资约为：905万元，②地埋孔投资约为：1100万元，③
冰蓄冷系统投资约为：1184.6万元
2）冷热源系统运行费用：
2.1）运行时间：冬季79天，每天运行14小时；夏季180天，每天运行14小时。
2.2）国家能源局、财政部、国土资源部、住房和城乡建设部下发的文件指出:利用地热能供暖制热的的项目运行电价参照居民电价格执行，本项目冬季运行地源热泵系统供暖，地源热泵电价按0.5653元/度计算。
冬季运行费用：
夏季运行费用：（夏季冰蓄冷系统与地源热泵系统联合供冷，电价按市峰谷电价计
算）
市峰谷电价：
通过对地区全年逐时冷负荷的模拟分析计算，地区供冷时间按照6个月考虑，供冷总天数180天计算，其负荷分布如下：
通过对负荷分布的计算分析，该计算结果可用于指导制冷机组的启停以及运行费用的计算。
3）冷热源系统运行费用汇总
经计算得全年运行费用：368.3万元
其中冬季运行费用：112 万元
其中夏季运行费用：256.3万元
2、常规冷热源系统经济性分析
依据估算的冷热负荷：夏季总冷负荷为13000KW，冬季总热负荷5200KW；若本项目采用常规系统，夏季选用3台离心式冷水机组和两天螺杆式冷水机组，向末端提供7/12℃供回水；冬季采用2台供热量为2.8MW的燃气锅炉供热。
主要设备表如下：
1）经过初步估算，常规空调系统初投资约为2303.7 万元。
此费用不包括燃气接口费。
2）常规空调系统运行费用：
2.1）运行时间：冬季79天，每天运行14小时；夏季180天，每天运行14小时。
2.2）市商业电价基准电价为0.8014元/度。
2.3）天然气价格：4.1元/m3；
按商业用电电价0.8014元/度计算：全年运行费用：594.9万元；其中冬季运行费用：220.7万元，其中夏季运行费用：374.2万元
冬季运行费用：
夏季运行费用：
3、两种（冷热源）方案经济性比较
从冷热源初投资和运行费用经济分析可以看出虽然冰蓄冷+地源热泵系统初投资高于常规系统的初投资，但是冰蓄冷+地源热泵系统的运行费用每年要比常规
系统节约226万元，预计约3.9年可以收回地源热泵初投资多出的费用。
因此，在收回初投资增加的费用后，每年本系统将节省较多运行费用，对于大型公共建筑的节能具有重大意义，地源热泵作为一项可再生清洁能源，可缓解冬季燃煤供热造成的污染问题，因此对于具有条件采用冰蓄冷、地源热泵技术的大型公共建筑，在冷热源方案设计阶段时应优先考虑。
参考文献：
[1]马最良,吕悦,等《地源热泵系统设计与应用》[M].:机械工业,2007
[2]庆珠等，《蓄冷技术与系统设计》中国建筑工业，2012
[3]郭温芳，钱兴华，郝荣，冰蓄冷空调的经济性分析，交通大学。