冰蓄冷空调系统的应用与经济分析

中国高斯技术企业　

地源热泵及冰蓄冷空调系统分析　

◆文／衣奎伟　刘志勇　房贤印　

【摘要】　地源热泵和冰蓄冷技术作为两种独主的空调技术，虽然有各自的优点，但也有一定的局限性。北　京华清集团成功的将这两种空调技术的优势结合起来，应用于北京用友软件园的空调系统中，并取得了不错　的收益。本文介绍了地源热泵和冰蓄冷技术在该工程中的应用，并与常规空调进行经济分析。　【关键词】地源热泵　冰蓄冷　运行费用　

地源热泵与冰蓄冷技术均起源于欧美等发达国家，地源热泵技　术是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤、或　地表水）进行供热或制冷的高效节能的空调技术。地源热泵通过输　入少量的高品位能源（如电能），实现低温位能向高温转移。即在冬　季，把地能中的热量取出来，提高温度后供给室内采暖；夏季，把室　内的热量取出来．释放到地能中去。　冰蓄冷技术是指在空调负荷低的夜间时段制冰蓄冷，而在空调　负荷高峰的白天时段化冰取冷．以此来全部或部分转移制冷设备的　运行时间。采用此办法来回避用电高峰。即是电力部门削峰填谷的　最佳途径，又可使用户的空调运行费用得到节省（实行电力峰谷差价）。　但是，作为地源热泵和冰蓄冷，这两种技术都具有一定的局限　性。地源热泵技术虽然能同时提供冬季采暖和夏季制冷，但却无法　起到削峰填谷的作用。更加突出的一点是，对于最大设计冷、热负荷　相差大的建筑来说，会因为冬、夏从地下的取、排热量不同而引起地　下热量的不平衡．造成机组无法正常运行。而冰蓄冷技术只有应用　于夏季空调季节才能起到削峰填谷的作用，对于冬季空调却显得无　能为力。　１工程概况　用友软件园位于中关村永丰产业基地．整个软件园占地面积　４５　５２公顷，总建筑面积２９．６万平方米，分两期建设，一期主要有：　１群研发中心、２群研发中心、５群研发中心、制餐中心、交流中心、员工　食堂、展示中心和试验楼，一期总建筑面积１８．４万平方米，总采暖空　调面积近１６万平方米，冬季空调设计最大热负荷量１３３９１ｋｗ，夏季　空调最大设计冷负荷量１５７８４ｋｗ。　２设计思路　用友软件园的建设目标为国际一流的生态环保软件园。建筑　物的冷、暖空调系统是园区的重要设施之一．也是影响园区生态环　境的重要因素。所以清洁、低耗能源是软件园规划的需求。　因此，该工程将地源热泵与冰蓄能技术强强联合．不仅利用了地源　热泵高效率、低污染的优点，而且还利用了冰蓄冷技术削峰填谷的　作用，节约了电耗，降低了运行费用，更重要一点是解决了地源热泵　因冬、夏季取、排热量不同对地温造成的影响，可谓是一举多得。　３系统设计方案　３．１冬季采暖方案　软件园冬季空调最大设计热负荷为１３３９１ｋｗ，按照复合式系统　的设计思路和设计原则，以冬季空调最大设计热热负荷的６０％为标　准，选用法国ＣＩＡＴ三工况地源热泵机组４台，单台机组制热量为　１６７６　ｋｗ，同时选用４台燃气锅炉，单台制热量２１００ｋｗ，即可满足设　计日热负荷的调峰要求。　３．２夏季空调方案　３　２．１方案论述　夏季空调最大设计冷负荷为１５７８４ｋｗ（４４８９ＲＴ）。整个软件园存　在建筑形式多样、使用功能各异、机房设备运行散发大量热能等因　素，空调冷负荷比较复杂。各时段负荷分布如下图所示：　图１空调设计日遥时冷负荷分布图　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：　００—２１：００，总体上看全天负荷存在明显的变化，空调系统相当适宜　设计成蓄冷系统。　根据该工程特点。为节省初投资，该工程冰蓄冷系统选用均衡负　荷式部分蓄冰法，由于夜间有部分供冷负荷，故单独设置基载冷机　（离心式冷水机组）来承担基载负荷，并选用与之配套独立设置的冷　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，　同时选用冰球蓄冰装置．该部分空调冷却散热热能．通过地下土壤　换热器循环液系统，传输到地下。在典型设计日空调冷负荷由三工　况热泵机组、基载冷机和蓄冰设备共同承担，非典型设计日通过优　化控制来满足冷负荷需求并将系统耗电量降低到最小。详见空调原　理图２。　用户　

浅谈冰蓄冷空调系统的经济性问题

摘要： 从建立经济性分析模型，介绍特殊冰蓄冷空调系统和工程实例以及冰蓄冷经济性的影响因素等方面总结了冰蓄冷空调系统经济性分析的研究现状，简述了冰蓄冷空调系统经济性评价的几种主要方法，最后指出研究过程中存在的问题及需要改进的地方。

关键词:冰蓄冷空调系统；经济性分析；评价方法

中图分类号：k826.16 文献标识码：a 文章编号：

1 引言

随着我国经济迅速发展，人民生活水平不断提高，空调系统迅速普及，因此空调用电量日益增加，上海地区空调用电量已达到建筑总用电量的40%以上，这就造成城市电力供需矛盾十分尖锐，江苏、上海等省市曾因电力紧缺规定空调不允许进入家庭⑵。因此，如何节约电能成为当务之急。目前冰蓄冷空调系统可以实现“移峰填谷”的优点，但它的初投资却比常规空调的大⑶，因此对冰蓄冷空调进行经济性研究是冰蓄冷空调技术推广应用的前提。本文将对近年来国内外关于冰蓄冷空调系统经济性分析进行总结整理，在此基础上指出冰蓄冷经济性研究方面存在的问题以及有待改进的地方，希望能促进我国冰蓄冷空调系统的应用和推广。

2 冰蓄冷空调经济性研究现状

冰蓄冷空调，是指在夜间电网低谷时间（同时也是空调负荷最低的时候），制冷主机开机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来，待白天电网高峰用电时间（同时也是空调负荷高峰时间），再将冷量释放出来。蓄冷系统一般包括充冷循环和放冷循环，按蓄冷介质可分为水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷和气体水合物蓄冷四种方式⑷。冰蓄冷系统的蓄冷量大，使得储冰操的容积大为减小，并容易实现蓄冰设备的标准化和系列化，给用户带来极大的方便；同时储冰槽还可以现场制作，要求不高，可节约大量资金，为冰蓄冷空调系统的广泛应用创造有利条件。经济性是冰蓄冷空调能够生存的坚实基础，国内有很多研究者以及工程设计人员从很多方面对冰蓄冷系统的经济性进行分析评价，总结如下：

2.1建立经济性分析模型进行经济性分析

建立冰蓄冷经济性分析模型进行经济性分析是一种很有效的分析方法。国内外一些研究者从不同的角度建立冰蓄冷系统经济性分析模型，然后结合实例进行对比分析得出结论。

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精彩文档 蓄冷空调节电技术

来源:中华园林网

发布日期：2007-06-02 浏览次数： 15568

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空调调节是现代文明的象征，它是在自然环境下将室内空气的温度、湿度、清新度等控制在人们需要的某种范围之内，为工作、生产、生活提供一种舒适的环境条件，借以维护人们的身心健康和提高生产工效。随着社会的进步和生活质量的提高，空气调节已成为社会生活不可缺少的一个组成部分。

空气调节的种类繁多，按温度调节的范围来看基本上有两种类型：一种是只有降温调节功能的称为冷气空调；另一种是除有降温调节功能外还具有升温调节功能的称为冷暖空调。按空调的规模大小划分也有两大类：一类是集中冷源的中央空间，主要用于大面积多房间的空气调节，如宾馆、商厦、公寓、酒楼、写字楼、展览馆、图书馆、体育馆、医院、影剧院、康乐中心、车间等大中型活动场所；另一类是自带冷源的分散空调，如柜式、窗式、分体式空调器等，主要用于小面积单房间的空气调节，如居室、旅馆、饭馆、商店、写字间等小型活动场所。蓄冷空调指的是在传统中央冷气空调装置系统的基础上加装一套蓄冷设备所组成实用标准文案

精彩文档 的蓄冷中央冷气空调，它的主要节电功能不是节约电量，而是在用户终端为电网移峰填谷节约电力。

一、空气调节的工作原理

1．空气调节装置的基本结构

空气调节装置主要由三部分组成（见图3－19）。

（1）制冷系统：它包括压缩机、膨胀阀（或毛细管）、蒸发器、冷凝器和连接管路组成的封闭系统，其中充灌制冷剂，一般用氟里昂，通常把压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器几大部件称之为制冷机组，完成制冷功能和向空调箱输送冷媒的任务。

（2）空气系统：它主要包括空气处理设备、管道送风设备和末端设备，完成空气净化功能和向空调室送风、回风的任务。

冰蓄冷空调问题与对策探讨

2006年1月17日 网易暖通

摘要： 文章分析了冰蓄冷空调在我国发展缓慢的原因，从采用大温差冷水系统、低温送风设计、系统布置、使用国产设备、电力部门激励政策等方面探讨了降低初投资的途径。另外，论述了提供系统产品、改进控制水平以寻求简化复杂设计、安装的过程，提高冰蓄冷系统的质量及方便操作维护的方法。

关键词： 冰蓄冷空调 初投资 系统产品

0 前言

我国的电力工业发展很快，96年发电装机容量已达到世界第2位，到97年底全国发电装机容量达2.5亿千瓦，2004年装机容量达到4.4亿千瓦，预计2005年要突破5亿千瓦，仅比美国装机容量少3亿千瓦左右。但是，尽管如此，我国的电力供应仍日益紧缺，尤其是高峰不足与低谷过剩的矛盾日益突出，如果全靠新建电厂来满足尖峰需求，则势必造成电厂及输配电设备投资的浪费，使国家经济遭受损失，如1997年每千瓦装机容量所产生的国民经济总产值为28800元，而到2004年则降为27300元，随着未来几年新建电厂的陆续投产，此现象将更加突出。这样不能充分利用廉价环保能源，与建设节约型社会的要求不相符合。如果采用需求侧调控的方法，如空调的冰蓄冷等可以将用电时间移至非高峰期，起到“移峰填谷”的作用。以上海市为例，历史最高用电负荷为1668.2万千瓦，而同日的最低用电负荷为1050万千瓦，其中空调用电约占45%，同使用常规空调相比，冰蓄冷空调有25%左右的移峰能力，理论上可转移11%的高峰负荷到低谷。可见大力发展冰蓄冷空调前景广阔。

但是冰蓄冷空调在我国的发展速度非常缓慢，如上海市已建成的蓄冷工程仅十余家，广东省也只有十多家，如此并没有发挥出应有的“移峰填谷”作用。为何既节能又环保的冰蓄冷空调会受到如此冷遇？

据研究，在我国已建的冰蓄冷工程中，存在以下问题：

- 投资回收周期长，经济性不佳。

- 设计选型复杂、设计工作量大、各部件匹配优化难。

- 供货商众多，安装调试周期长，系统施工质量难以控制。