冰蓄冷加低温送风系统经济性能评价.doc

冰蓄冷加低温送风系统经济性能评价苏辉林来豫（解放军96531部队河南 洛阳 471031）李金华(解放军理工大学工程兵工程学院江苏 南京210007)摘要：冰蓄冷加低温送风系统因其显著的节能效果而受到越来越多的关注，本文主要是从初投资与运行费用等方面简述其经济与社会效益，并与常规空调系统作了一个比较来说明其巨大的节能、省钱效果。关键词：冰蓄冷低温送风初投资 运行费用The analysis of economy and technique of ice thermal storageand low temperature air transportation systemSU HuiLin Laiyu LI JinhuaAbstract: More and more attentions have been paid on ice thermal storage and low temperature transportation system because of its notable energy saving effects, the paper mainly discus its economical and social benefits on prime investment and running cost, its large energy saving and money saving effects have also been presented with the compare of routine air conditioning system. Key words: ice thermal storage low temperature air transportation prime investment running cost 冰蓄冷技术是九十年代以来在国内外兴起的一门实用综合技术，其可以对电力起到移峰填谷的作用，有利于整个社会优化资源配置；由于峰谷电价的差额，使用户的运行电费大幅下降，同时冰蓄冷技术使应用低温送风系统成为可能，该系统可以有效地节约能耗、减小设备装机容量、缩小管道尺寸、提高建筑物的有效利用面积，因此推广使用冰蓄冷加低温送风系统是一项利国利民的双赢举措。一、冰蓄冷空调系统的社会效益与经济效益 冰蓄冷空调系统能够转移电力高峰电量，平衡电网峰谷差。因此可以减少电厂建设数目，提高现有发电设备和输变电设备的利用率，减少新建火力发电厂引起的环境污染，充分利用有限的不可再生资源，有利于生态平衡，社会效益显著。 由于冰蓄冷技术的日益成熟，使得低温送风系统的应用成为可能。低温送风可以降低室内空气的湿度，使人感到空气清新，在满足人体舒适感的前提下，可以适当提高室内空气温度，人们在走出空调房间时，能很快地适应室外气温的变化而不感到有太多的不适，杜绝引发“空调病”；同时，低温送风温度可以防止细菌的滋长，使人们拥有一个健康的空间。 冰蓄冷空调系统同时具有良好的经济效益：1、推迟或减少发电装机容量，降低环境污染治理费用；减少电网调峰次数、降低发电成本等。2、用户可以利用分时电价政策，可以大幅节省运行费用。冰蓄冷空调系统在高时段电价时少用或不用电，把蓄存的冷量释放出来；而在电价低时段时多用电，把制得的冷量储存起来。一般情况下，峰谷时段的电价比可达3:1或4:1，因此每年节省的运行电费是相当可观的。3、由于在空调负荷高峰时，可以依靠融冰来供冷，因此主机的装机制冷容量及其投资可以减少，可以减少制冷主机装机容量和功率达3050%；相应地,也可以减少冷却塔和水泵等的装机容量、功率及其投资1。4、减少一次电力初投资费用。由于制冷系统设备装机功率下降，变压器和高低压配电柜等费用均可减少。另外,由于电力系统的优惠政策，冰蓄冷空调系统可以争取到电力系统的额外优惠和补贴。二、冰蓄冷系统的节能效果冰蓄冷系统除了具有较小的制冷设备装机容量，能经常在满负荷高效率下工作，均衡电网负荷，利用夜间廉价电力等优点外，还具有以下几个优点：1、蓄冷池的容积小，造价低因为冰的熔解潜热为335KJ/kg，所以冰的蓄冷量约为水蓄冷量的18倍，因而蓄存同样冷量所需容积较小。测试表明：如果蓄冷池容积中10%的水结成冰，同样的蓄冷量，池子的容积仅为水蓄冷池容积的32%，即缩小了68%。所以，对于无大的地下空间能作为蓄冷池用的建筑物或者老建筑物的改造，采用冰蓄冷显得更具有优势。2、蓄冷池的热损失小蓄冷池的热损失大小与池的表面积、蓄冷时间、池温与周围空气之间的温差成正比。冰蓄冷时，虽然池内冷水的湿度低，池内外温差大，但由于池的容积减小，而使表面积减小，故冷损失小。冰蓄冷的冷量损失一般为蓄冷量的12%,而相当的条件下水蓄冷的冷损失为蓄冷量的510%左右。3、可以采用闭式水系统以减少水泵输送能耗以及改善管道与设备的腐蚀问题，闭式水系统由于水质可以得到保证，受外界腐蚀的机会小。4、冰蓄冷水温在04左右，故送风系统可采用低温送风，风量及风机动力减小。冰蓄冷系统单从冷冻机来看COP值有所降低，但系统总体COP值较高，特别是在夜间运行，因为晚间室外温度较低，冷凝温度较低，相应COP值较高。另外制冷机基本是在满负荷高效率下工作，设备利用率高。5、根据实测数据分析，空调冷源系统用电占总用电量的83%，其它用电量仅占17%。由于冰蓄冷系统主要是降低空调冷源系统在高电价时段用电，这样就可以有效地降低整个系统的用电量。现以某地综合大楼使用冰蓄冷空调系统为例来说明其显著的节能效果与经济效益，此综合大楼是集商场、办公、餐饮、娱乐、客房等功能为一体的综合性多功能建筑，总建筑面积为：33000m2,夏天设计日空调的尖峰冷负荷为4851kw。冬天设计日空调的尖峰热负荷为2800kw，夏天空调使用时间为120天。采用冰蓄冷空调系统与原设计采用燃油直燃型溴化锂空调系统的经济比较分析见表1。表1 冰蓄冷空调系统与直燃型溴化锂空调系统经济性能比较序号冰蓄冷空调系统直燃型溴化锂空调系统名称规格(kw)总功率（kw）总价（万元）规格总功率（kw）总价（万元）1冷水机组104632103801162kw412041102制冷辅助设备258853881103制冷专用设备52210104采暖专用设备85105配电设备9407543635初投资费用合计695万元605万元年采暖电费、油费二者相当年制冷电费、油费67.5万元145万元三、低温送风系统的节能效果低温送风系统就是与一般送风系统相比较能以较低的温度向空调房间送风，一般是送311的低温风，其有显著的节能效果2。低温送风系统与常规送风系统各方面参数的比较见表2。表2 低温送风系统与常规送风系统参数比较项目低温送风系统常规送风系统送风温差（）1020810送风温度（）3111015空调机组尺寸减少比例（%）20300风管尺寸减少比例（%）300风机功率减少比例（%）305001、降低了机械系统费用较低的送风温度减少了所要求的送风量，相应减少了风机装机容量与风管的尺寸，降低机械系统费用。在某些情况下，由于采用冷风分布装置造成的费用节省可以补偿添加的蓄冰槽所增加的费用。在支付和非蓄冷系统一样或更少一点的费用条件下，还可实现冰蓄冷运行费用大幅节省。2、减少了风机与风管的尺寸，降低楼层高度要求由于送风量的减少，我们可以采用较小的风管尺寸，同时较小的风管尺寸还可以降低楼层高度与建筑成本。在某些情况下，风管尺寸被减少到使它们可以穿过桁架或梁，而不是在梁下通过。冷风分布还有助于使设计者在管网受到严格限制的工程中(如在一此古建筑改造)，有更多的选择方案。3、用较低的房间相对湿度提高了热舒适通过冷风分布系统所维持的较低相对湿度提高了人体热舒适，改善了室内空气品质。实验研究表明在较低的相对湿度下，受试者感觉更为凉快和舒适，认为空气比较新鲜，空气品质更可接受。同时较低的相对湿度下可以使室内温度相应地提高，室内人员外出时可以很快适应外部环境，避免“空调病”的产生。4、因为送风量的减少，风机的电耗与容量同比降低。5、提高了现有空气分布系统的供冷能力。四、综合经济性能评价是否采用冰蓄冷加低温送风系统，要根据经济比较做出决定。通过相对于其他空调系统的经济好处的预测来推动采用此系统。这些好处可以降低一次投资或运行费用，或者两者都减少，或者改善该系统所要保持的空气品质环境。冰蓄冷加低温送风系统的一次费用主要包括风管、末端装置、机组、蓄冰装置、水泵等。其虽然增加了蓄冰装置，相应地增加了一次投资，但是机组、水泵、管道等尺寸的相应减少在很大程度上完全可以弥补增加的费用3。在运行费用方面，由于减少了送风量，风机、水泵和机组功率能得到显著地减少（在空调系统中，风机的能耗占总能耗的三分之一左右）。表3是某综合办公楼所采用的冰蓄冷加低温送风空调系统与常规空调系统在初投资与运行费用方面的各项指标比较。表3 冰蓄冷加低温送风空调系统与常规空调系统性能比较分类项目常规空调系统冰蓄冷加低温送风系统参数比较送风量100%68%空气处理机组功率100%70%冷水水泵水量100%50%冷水水泵功率100%40%一次投资空气处理机组100%40%风系统100%71%水系统100%78%主机100%100%运行费用空气处理机组100%74%水泵100%40%主机100%100%从上面可以看出：冰蓄冷加低温送风方式无论是在初投资与运行费用方面还是在均有着显著的节能效果，所以只要条件允许，我们就要大力提倡冰蓄冷加低温送风系统的推广应用。五、结论现阶段我国电力需求增长非常迅速，同时用电峰低谷差在不断拉大，电网运行的不均匀情况日趋严重，因此选择冰蓄冷加低温送风空调系统不失为一种解决方法，它无论是在初投资还是在运行费用方面均有着显著的节能效果，并能使人有舒适