【正文】 研究院大樓空調(diào)改成蓄冰節(jié)能項目可行性研究報告研究院大樓空調(diào)改成蓄冰節(jié)能項目可行性研究報告第一部分動態(tài)流體冰漿蓄冰儲能“移峰填谷”的作用對平衡電網(wǎng)和節(jié)能減排的重大意義1，電網(wǎng)的晝夜峰谷電差雖然我國已經(jīng)連續(xù)十幾年每年新增發(fā)電機組裝機容量均在1000 萬千瓦以上。但遠遠沒有解決電力的供需矛盾：在夏季高峰時間不得不進行大范圍，多次數(shù)的拉閘限電，嚴重影響生產(chǎn)和生活。不僅如此，裝機容量的劇增反而使得電廠的運行受到嚴重影響：交流電無法儲存，夜間發(fā)電卻沒人用，大大增加了電廠的成本，導(dǎo)致晝夜峰谷電差的不斷增大。在我國電力結(jié)構(gòu)中，火力發(fā)電約占75％、水電約占20％、其它（核電、風(fēng)力等）約占5％。但火力和水力發(fā)電機組都不能起到很好的調(diào)峰作用，原因主要是這兩類發(fā)電機組起停一次消耗的能源太大：，需消耗20T標準煤，6萬度電，相當于研究院2月份整個月的用電。而調(diào)峰的時候，特別是夏季幾乎是每天都需要起停一次，大大增加了電廠的發(fā)電成本；第二調(diào)節(jié)容量有限，而且起停和調(diào)節(jié)都嚴重影響機組的壽命！圖1，峰谷電差圖1是2004年和2005年全國峰谷差的情況：2004年，最大峰谷電差就達到6894萬千瓦； 2005年，達到8031萬千瓦。%。我們深圳2006年電力峰值也達到820萬千萬時，而夜間(凌晨4電)，電力需求才480萬千萬時，峰谷差達到350萬千萬時。白天用電高峰為夜間谷用電量的 。2，空調(diào)耗電產(chǎn)生峰谷電差與蓄冰儲能平衡城市電網(wǎng) 圖2，深圳一棟普通辦公樓全年的能耗分布%。，空調(diào)機房(制冷主機、水泵和冷卻塔)共用電101萬千瓦時，占到47%，而且不包含送風(fēng)機組的風(fēng)機用電。像研究院這樣的傳統(tǒng)中央空調(diào)，對電網(wǎng)的影響，并不是用電量大，而是用的每一度電基本都是在電網(wǎng)負荷高峰時刻，天氣越熱，發(fā)電機組效率越低，電網(wǎng)供應(yīng)最為緊張，而恰巧在這時刻，空調(diào)用電最大。從能源角度而言，空調(diào)提供的是最低品位的熱能。而讓最低品位的熱能在高峰時刻，最緊張時刻占據(jù)寶貴高品位的電能！這是能源利用的失敗！所以，導(dǎo)致電網(wǎng)峰谷電差的最主要原因之一是建筑空調(diào)用電！根據(jù)供電部門統(tǒng)計，夏季電力高峰時，用于空調(diào)的電力占到電網(wǎng)的30%！就深圳而言，如果采用動態(tài)流體冰漿技術(shù)將白天使用的空調(diào)全部轉(zhuǎn)移到夜間預(yù)先存儲起來，將減少白天電網(wǎng)高峰負荷82030%=246萬千瓦時。電網(wǎng)的峰谷電差就完全解決：白天用電820246=574萬千瓦時，而夜間380+246=626萬千瓦時。也就是說深圳現(xiàn)階段的電力供應(yīng)已完全滿足！而且有必要說明一點的是：夜間由于大氣溫度有所降低(5℃)，每噸標準煤發(fā)電效率提高近10%。（， T標準煤。）3，動態(tài)流體冰漿蓄冰儲能對節(jié)能減排的意義 根據(jù)歐美和日本等發(fā)達國家儲能節(jié)能的經(jīng)驗，蓄冰儲能節(jié)能20%～40%，減少20%～40%的CO2，40%～50%的氮氧化物排放主要是：①采用儲能技術(shù)以后，可以保證不論是空調(diào)工況還是蓄冰工況，消除了傳統(tǒng)中央空調(diào)制冷主機對空調(diào)負荷直接響應(yīng)關(guān)系，制冷主機運行都處在最佳工作點高效率穩(wěn)定運行；圖3，制冷主機與空調(diào)負荷關(guān)系圖②蓄冷工況夜間運行，冷凝溫度低，冷凝溫度每下降1℃，%；以及夜間發(fā)電機組發(fā)電效率高10%；③日常的運行控制和維護管理都由專業(yè)人員進行，最科學(xué)、合理。4，傳統(tǒng)靜態(tài)制冰方式的不足 由于傳統(tǒng)的儲能技術(shù)采用的都是靜態(tài)制冰，如盤管、冰球、片冰等。靜態(tài)制冰最大的不足是，水或者相變材料的相變(結(jié)冰)必須發(fā)生在傳熱面上。首先就要求冷卻介質(zhì)(載冷劑，制冷劑)等溫度低，一般在5℃以下。盤管和冰球在整個制冰過程載冷劑的平均溫度在10℃，制冷劑蒸發(fā)溫度15℃；片冰制冷劑蒸發(fā)溫度在22℃。而動態(tài)流體冰漿技術(shù)在換熱器內(nèi)是液液交換，載冷劑溫度為3℃，制冷劑蒸發(fā)溫度6℃，而且整個8小時制冰時間不會波動。按照制冷常識：制冷劑蒸發(fā)溫度每下降1℃，制冷量減少3%。所以就制冷效率而言，動態(tài)流體冰漿技術(shù)比傳統(tǒng)靜態(tài)制冰技術(shù)至少高30%。圖4，上海某大樓BAC盤管制冰過程主機制冷效率測試第44頁，共44頁第二部分：研究院大樓的動態(tài)流體冰漿蓄冰儲能節(jié)能改造工程一， 大樓基本情況1， 制冷主機為兩臺約克的300RT螺桿機組，可改成蓄冰/制冷雙工況。2， 大樓空調(diào)面積約為2萬㎡。改造只限空調(diào)機房，其他暫不考慮。3， 現(xiàn)行研究院大樓電價為深圳市特殊的優(yōu)惠價格：城鄉(xiāng)居民生活電價：/KW，而深圳市商業(yè)電價：。4， ，其中空調(diào)機房耗電102萬千瓦。5， 現(xiàn)有主機機房已無可用的地方，須將現(xiàn)有機房內(nèi)兩間電工的辦公室規(guī)劃出來，以作制冰系統(tǒng)設(shè)備的布置(制冰板式換熱器、冷凍水板式換熱器、水泵和水過濾器)。經(jīng)過實地測算，使用面積較為緊湊，根據(jù)機房周邊空間情況利用現(xiàn)電工辦公室外側(cè)的兩個停車位最為合適。6， 儲冰罐完全可利用咖啡廳后面的空地?？盏鼐鸵粋?cè)是機房的走廊，另一側(cè)是連通大樓內(nèi)大天井，后側(cè)為墻體，前面是咖啡廳。需要協(xié)商咖啡廳的采光問題。7， 機房管道改造，只需關(guān)斷1主機主管道上的兩個手動閥門即可。施工期間，另一臺機組正常運行；改造完成后，不論制冰系統(tǒng)發(fā)生任何設(shè)備故障，兩臺制冷主機可以和往常一樣運行！8， 大樓7，8月份的設(shè)計日空調(diào)逐時冷負荷(圖5)圖5，研究院大樓設(shè)計日逐時空調(diào)冷負荷最大小時空調(diào)冷負荷2200KW(625RT)，空調(diào)單位面積負荷為110W/㎡二， 動態(tài)流體冰漿蓄冰儲能節(jié)能改造工程的幾項原則1， 不論發(fā)生任何改造系統(tǒng)故障，都必須保證大樓和往年一樣的正常供冷；2， 改造的目的是為了體現(xiàn)動態(tài)流體冰漿技術(shù)的優(yōu)越性，所以保證機組在全年任何時候運行，都必須保證最佳工況，最高效率；3， 大樓屬于典型的寫字樓負荷類型，每周有雙休日，所以在儲冰槽容量設(shè)計時，要考慮到周五、周六和周日三個晚上的蓄冰量，在下一周的周一、周二甚至周三實現(xiàn)全蓄冷；4， 深圳市的電力高峰時段與空調(diào)供冷有關(guān)的時間為上午的9:00～11:30和下午的14:00～16:30。在融冰時須考慮盡可能減少電力高峰時用電；5， 在考慮融冰策略時，還需考慮減少主機的起停頻率，以避免啟動電流對電網(wǎng)的沖擊(主機最大電流的3陪)和保證壓縮機使用壽命；6， 蓄冰罐完全可以利用咖啡廳后面的中庭院，庭院的長、空地一側(cè)是走廊，另一側(cè)聯(lián)通大樓大天井，后側(cè)為墻體，前面是咖啡廳。我們計劃的蓄冰罐體積為400立方米，這樣可以把周六、周日夜間的低谷電充分利用，實現(xiàn)更充分地節(jié)能。采用水泥池建設(shè)蓄冰罐，長14米寬分別為10米，這樣高度約為3米，地面以上2米，地面以下1米。這個蓄冰罐位置隱蔽，完全不影響研究院大樓的任何辦公室的采光和建筑美觀；7， 施工期間應(yīng)盡可能避免噪音、交通等影響到大樓內(nèi)及周邊人員的工作和休息。三， 動態(tài)流體冰漿蓄冰儲能節(jié)能改造工程的系統(tǒng)設(shè)計1， 兩臺300RT螺桿主機，但由于現(xiàn)場條件的限制和全年負荷的綜合考慮，只需改造其中一臺，即225RT。一周蓄冰時間為78=56小時，融冰和供冷時間為周一到周五的上午8點到下午6點共105=50小時。所以在蓄冰量和融冰量的考慮上，我們每小時的蓄冰冷量=78225/(58)=315RT，即1113KW；2， 動態(tài)流體冰漿改造系統(tǒng)圖(見圖5)3， 動態(tài)流體冰漿改造系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格參數(shù)及費用一覽表(見表1)圖5，動態(tài)流體冰漿改造系統(tǒng)圖研究院動態(tài)流體冰漿蓄冰儲能機房設(shè)備及費用一覽表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量綜合單價(萬元)單項總價(萬元)備注1空調(diào)主機制冷量：1056KW(300RT)，軸功率208KW，輸入功率：242KW，冷凍水流量：182m3/h，壓降：60KPa,冷卻水流量：220m3/h，壓降：77KPa,200　2冷卻塔已有200　3冷卻泵已有200　4制冰換熱器換熱量：792KW，水側(cè)流量：136m3/h，壓降50KPa，乙二醇側(cè)：，壓降55KPa，換熱面積：320㎡13535　5融冰換熱器換熱量：1056KW，水側(cè)流量：136m3/h，壓降50KPa，乙二醇側(cè)：，壓降55KPa，換熱面積：80㎡11010　6乙二醇泵BYGD125250(1)A，流量：158m3/h，揚程17m,輸入功率11KW313兩用一備7制冰冷水泵BYGD150200A，流量：136m3/h，揚程10m,326兩用一備8冰漿蓄冰槽400m3/h，混凝土13535　9islurry過濾裝置流量136m3/h，236　10管道及輔材閥門，法蘭等配件1 　11控制系統(tǒng)流量控制閥、傳感器等12020　合計表1，動態(tài)流體冰漿改造系統(tǒng)設(shè)備規(guī)格參數(shù)及費用一覽表4，各個月份空調(diào)負荷平衡表起始時間逐時負荷(KW)制冰工況(KW)空調(diào)工況(KW)蓄冰槽(KW)取冷率(%)制冷量數(shù)量主機負載率主機供冷量儲冰量融冰量23:000 1113 1 　0 1113 0 %0:000 1113 1 　0 2226 0 %1:000