【正文】 **文化中心冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)方案（一期空調(diào)總負(fù)荷17658kW合5022冷噸，使用系數(shù)不同，尖鋒負(fù)荷13154 kW 合3741冷噸， 一期方案配置——1臺(tái)1400kW、及1臺(tái)2800kW主機(jī)作為基載，2臺(tái)2800kW雙工況三級(jí)離心主機(jī)蓄冰，總裝機(jī)容量9800kW，蓄冷量8500冷噸時(shí)，采用埋地槽6只，二期增加1臺(tái)2800kW主機(jī)）目 錄第一章 冰蓄冷原理及設(shè)計(jì)原則————————————————— 2一、 冰蓄冷原理———————————————————————— 2二、 冰蓄冷設(shè)計(jì)原則—————————————————————— 3三、 蓄冰模式選擇——————————————————————— 4四、 蓄冰方式選擇——————————————————————— 5 第二章 工程概況及設(shè)計(jì)選型—————————————————— 7一、 工程概況————————————————————————— 7二、 設(shè)計(jì)依據(jù)————————————————————————— 7三、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案、流程與運(yùn)行控制策略說明——————————— 13四、 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備選型———————————————— 18五、 蓄冰系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)設(shè)備配置表——————————————— 22第三章 系統(tǒng)運(yùn)行方式及運(yùn)行費(fèi)用———————————————— 24（一）、冰蓄冷中央空調(diào)負(fù)荷運(yùn)行方式及日運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 ——————— 24（二）、常規(guī)中央空調(diào)負(fù)荷運(yùn)行方式及日運(yùn)行費(fèi)用 —————————— 26（三）、冰蓄冷中央空調(diào)與常規(guī)中央空調(diào)年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算 ——————— 27第四章 經(jīng)濟(jì)性分析比較表—————————————————— 28第五章 自動(dòng)控制系統(tǒng)功能說明及設(shè)備清單———————————— 29一、 冰蓄冷自動(dòng)控制系統(tǒng)綜述—————————————————— 29二、 冰蓄冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式———————————————————— 30三、 現(xiàn)場(chǎng)控制PLC操作功能——————————————————— 32第一章 冰蓄冷原理及設(shè)計(jì)原則一、冰蓄冷原理冰蓄冷中央空調(diào)的原理：冰蓄冷中央空調(diào)是指建筑物空調(diào)時(shí)間所需要冷量的部分或全部在非空調(diào)時(shí)間利用蓄冰介質(zhì)的顯熱及其相變過程的潛熱遷移等特性，將能量以冰的形式蓄存起來，然后根據(jù)空調(diào)負(fù)荷要求釋放這些冷量，這樣在用電高峰時(shí)期就可以少開甚至不開主機(jī)。當(dāng)空調(diào)使用時(shí)間與非空調(diào)時(shí)間和電網(wǎng)高峰和低谷同步時(shí)，就可以將電網(wǎng)高峰時(shí)間的空調(diào)用電量轉(zhuǎn)移至電網(wǎng)低谷時(shí)使用，達(dá)到節(jié)約電費(fèi)的目的。在一般大樓中,空調(diào)系統(tǒng)用電量占總耗電量的35%65%,而制冷主機(jī)的電耗在空調(diào)系統(tǒng)中又占65%75% 。在常規(guī)空調(diào)設(shè)計(jì)中，冷水主機(jī)及輔助設(shè)備容量均按尖峰負(fù)荷來選配，這不僅使空調(diào)系統(tǒng)的電力容量增大，而且使得主機(jī)等空調(diào)設(shè)備在絕大部分情況下均處于低效率的部分負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，顯得很不經(jīng)濟(jì)?？照{(diào)負(fù)荷的分布在一年之內(nèi)極不均衡，尖峰負(fù)荷約占總運(yùn)行時(shí)間的6％－8％，如果設(shè)計(jì)中能選擇與實(shí)際冷負(fù)荷相匹配的制冷機(jī),而且讓其在絕大多數(shù)情況下高效運(yùn)行,這對(duì)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是十分有利的。冰蓄冷從系統(tǒng)構(gòu)成上來說只是在常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一套蓄冷裝置，其它各部分在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)空調(diào)并無不同，它在使用范圍方面也與常規(guī)空調(diào)基本一致。冰蓄冷中央空調(diào)的意義：隨著社會(huì)的發(fā)展，中央空調(diào)在大中城市的普及率日漸增高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)高峰時(shí)用電量達(dá)到城市用電負(fù)荷的25%30%，加大了電網(wǎng)的峰谷用電差。冰蓄冷中央空調(diào)之所以得到各國政府和工程技術(shù)界的重視，正因?yàn)樗鼘?duì)電網(wǎng)有卓越的移峰填谷功能，是電力需求側(cè)最有效的電能蓄存方法，全中國如果有300家3萬平米商場(chǎng)采用空調(diào)，則相當(dāng)于建設(shè)了一座30萬千瓦的調(diào)峰電廠。冰蓄冷對(duì)于用戶還有以下的一些突出優(yōu)點(diǎn)：空調(diào)的出水溫度低、制冷效果好，降溫速度快。空調(diào)環(huán)境相對(duì)濕度較低，空調(diào)品質(zhì)提高，有利于防止中央空調(diào)綜合癥?？照{(diào)系統(tǒng)智能化程度高，可根據(jù)外界溫度的變化自動(dòng)調(diào)整冷量輸出，冷量的利用率高，節(jié)能效果明顯?？照{(diào)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，空調(diào)自控系統(tǒng)與大樓的樓宇自控系統(tǒng)通過BA接口連接?？蓪?shí)現(xiàn)大樓空調(diào)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程維護(hù)，為業(yè)主解決后顧之憂。利用峰谷荷電價(jià)差，平衡電網(wǎng)負(fù)荷。減少空調(diào)年運(yùn)行費(fèi)。減少冷水機(jī)組容量，降低一次性投資。在主機(jī)出現(xiàn)故障或系統(tǒng)斷電的情況下，冰蓄冷相當(dāng)于應(yīng)急冷源，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)因?yàn)榻ㄖδ茏兓蛎娣e增加引起冷負(fù)荷增加時(shí)，只要增加冰槽內(nèi)的冰球，即可滿足大樓新增冷量需要。冷凍水溫度可降低至14度，可以實(shí)現(xiàn)低溫送風(fēng)，節(jié)省水、風(fēng)輸送系統(tǒng)的投資和能耗。二、冰蓄冷設(shè)計(jì)原則經(jīng)濟(jì)蓄冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)須依據(jù)影響初期投資及運(yùn)行成本的各種因素綜合考慮而確定，蓄冰空調(diào)系統(tǒng)中的蓄冰容量越大，初期投資越高，但可節(jié)約更多的運(yùn)行成本，因而在方案設(shè)計(jì)時(shí)，須詳盡研究系統(tǒng)的電力增容投資、峰谷電價(jià)結(jié)構(gòu)及設(shè)備初投資等資料，以期達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，在降低初期投資的同時(shí)節(jié)約更多的運(yùn)行成本，轉(zhuǎn)移更多的高峰用電量。完整可靠評(píng)價(jià)蓄冰系統(tǒng)品質(zhì)的最重要的依據(jù)是系統(tǒng)的整體效能及運(yùn)行穩(wěn)定性。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，須結(jié)合蓄冰系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，優(yōu)選各種設(shè)備，以使系統(tǒng)配合完美，符合整體運(yùn)行要求。同時(shí)各種配套設(shè)備也要求能經(jīng)受長期穩(wěn)定工作的考驗(yàn)，減少對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)，滿足壽命要求。有效地利用空間與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，蓄冰裝置需占用較大的空間，由于美國CRYOGEL用于開式與閉式系統(tǒng)，故可以放置于冰槽、冰罐或地坑、閥基等其它各種可能的空間里，而冰槽、冰罐可放置于地面、屋頂或汽車道綠化帶下面，從而不占用有效空間。臺(tái)灣進(jìn)口GEMINI盤管可以根據(jù)地下室的空間形狀定制蓄冰槽，適應(yīng)不同用戶的需求。三、蓄冰模式選擇全量蓄冰模式主機(jī)在電力低谷期全負(fù)荷運(yùn)行,制得所需要的全部冷量。在電力高峰與平峰期,主機(jī)不需要運(yùn)行，所需冷負(fù)荷全部由融冰來滿足。優(yōu)點(diǎn)：，白天系統(tǒng)的用電容量小。，運(yùn)行成本低。缺點(diǎn)：、制冷主機(jī)及及相應(yīng)設(shè)備容量較大。負(fù)荷均衡的分量蓄冰模式主機(jī)在設(shè)計(jì)日均以滿負(fù)荷運(yùn)行,在設(shè)計(jì)負(fù)荷日,當(dāng)主機(jī)制冷量小于冷負(fù)荷量時(shí),不足部分由融冰補(bǔ)充；主機(jī)在電力低谷期全負(fù)荷運(yùn)行，制得所需要的全部冷量。優(yōu)點(diǎn)：、制冷主機(jī)及相應(yīng)設(shè)備容量較小。，回收周期短。缺點(diǎn)：，白天系統(tǒng)還需較大的配電容量。冰蓄冷相對(duì)于其它空調(diào)方式，各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體某一建筑物來說，是否適宜采用蓄冰空調(diào)，要根據(jù)實(shí)際情況來決定。一般我們可按實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)出一天甚至一年的空調(diào)冷負(fù)荷，并按常規(guī)空調(diào)及蓄冰空調(diào)的設(shè)計(jì)要求確定不同的設(shè)備容量，而后根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏Σ块T頒布的峰谷差價(jià)與實(shí)際運(yùn)行能耗，計(jì)算這兩種系統(tǒng)一次性綜合投資值與各自的運(yùn)行費(fèi)用，只要冰蓄冷系統(tǒng)多發(fā)生的一次投資在35年能予以回收，采用冰蓄冷系統(tǒng)就是適宜的。而對(duì)于一些超大型的建筑物，由于制冷設(shè)備綜合投資的減少要大于蓄冰裝置設(shè)備費(fèi)，冰蓄冷就更能顯示其優(yōu)越性了。本工程因場(chǎng)地原因推薦采用分量蓄冰模式。四、蓄冰方式選擇冰球冰球式蓄冰為內(nèi)融冰，冰球材料為單一材料，不存在熱脹冷縮引起的縫隙，不容易破損，即便單個(gè)冰球破損，也不影響整個(gè)系統(tǒng)的使用效果，蓄冰系統(tǒng)維護(hù)簡單。冰球式系統(tǒng)融冰速度快，尤其在融冰后期，冰球內(nèi)部水的對(duì)流可加速融冰。冰球式系統(tǒng)蓄冰槽壓降小，乙二醇溶液循環(huán)泵的功率很小，從而減少耗電。乙二醇用量較大，通常是盤管系統(tǒng)的35倍，投資較高。美國CRYOGEL蓄冰球由于采用獨(dú)特的凹坑設(shè)計(jì)，冰球中幾乎沒有空氣，冰球可以懸浮在蓄冰槽的乙二醇溶液中，因而在整個(gè)結(jié)冰和融冰過程中，冰球球殼均可以自由運(yùn)動(dòng)，冰晶體在球內(nèi)壁結(jié)冰后，由于球殼的運(yùn)動(dòng)冰晶不會(huì)附著在球殼內(nèi)壁，而是脫離球殼懸浮在冰球上部，新的冰晶產(chǎn)生時(shí)不會(huì)有熱阻，整個(gè)結(jié)冰和融冰過程大部分時(shí)間是動(dòng)態(tài)過程，冰球內(nèi)的冰不是一個(gè)整塊冰，而是很多微小冰晶的動(dòng)態(tài)堆積體，如同冰激凌，融化過程更快。*詳見融冰性能曲線冰盤管(Iceoncoil) ——有內(nèi)循環(huán)的蓄冰盤管技術(shù)（Dynamic Ice）特點(diǎn)：冰盤管為外融冰，乙二醇溶液從管內(nèi)流，冰在管外生成，融化時(shí)，乙二醇溶液從管內(nèi)流動(dòng)，將管外的冰融化，融冰速度穩(wěn)定。在蓄冰過程中，通過專利設(shè)計(jì)的內(nèi)循環(huán)泵，使盤管外的水循環(huán)流動(dòng)，提高了傳熱效率，也使得盤管外的冰結(jié)得更均勻；GEMINI盤管為工廠制作，100%試壓，試壓175Psi（），可現(xiàn)場(chǎng)制作蓄冰槽，尤其適合改造項(xiàng)目；GEMINI盤管與主鋼管為彈性連接，無硬性接頭，接頭部位不會(huì)老化，確保使用壽命長，故障率低，目前已經(jīng)在臺(tái)灣使用時(shí)間超過16年，在臺(tái)灣有超過100家用戶，在大陸已經(jīng)有10個(gè)用戶，目前所有用戶均正常使用。第二章 工程概況及設(shè)計(jì)選型一、工程概況（1）、工程名稱：**文化中心冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)；（2）、地理位置：*****；（3）、建筑物類型：綜合樓（餐廳、商場(chǎng)、寫字樓、音樂廳等）綜合樓群；（4）、需要空調(diào)的總建筑面積：一期：152855m2；其中地上部分146587平方米，地下部分（商場(chǎng)）面積6268平方米， 地上部分包括：音樂廳面積21090平方米，開放時(shí)間19:00～23:00，商場(chǎng)面積38823平方米，營業(yè)時(shí)間9:00～21:30，餐廳3823平方米，營業(yè)時(shí)間為正常就餐時(shí)間，寫字樓總面積82851平方米，開放時(shí)間9:00～17:30。（5）、空調(diào)運(yùn)行情況：2006年氣象記錄33℃以上天數(shù)為15天（設(shè)計(jì)日負(fù)荷），30℃～33℃為56天（70%負(fù)荷日，按55天計(jì)算），25℃～30℃為50天（按過渡季節(jié)50%負(fù)荷日計(jì)算）；空調(diào)運(yùn)行時(shí)間按照全年120天計(jì)算費(fèi)用。二、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）、同濟(jì)大學(xué)吳喜平教授等所編著的《蓄冷技術(shù)和蓄熱電鍋爐在空調(diào)中的應(yīng)用》； （2）、空調(diào)逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算如下：空調(diào)區(qū)域建筑面積 m2空調(diào)負(fù)荷指標(biāo)W/m2空調(diào)負(fù)荷 kW商場(chǎng)部分地上38823地下6268120音樂廳部分210902004218寫字樓部分8285190餐廳部分3823150二期（為寫字樓，商場(chǎng)、公寓，按面積各1/3取值）寫字樓20000901800商場(chǎng)300001203600公寓1000060600則一期、二期各空調(diào)區(qū)域的冷負(fù)荷計(jì)算如下：（總累計(jì)計(jì)算冷負(fù)荷6758冷噸時(shí)）空調(diào)區(qū)域一期空調(diào)負(fù)荷kW空調(diào)區(qū)域二期空調(diào)負(fù)荷kW商場(chǎng)部分商場(chǎng)部分+3600音樂廳部分4218音樂廳部分寫字樓部分寫字樓部分+1800餐廳部分餐廳部分公寓部分公寓部分600一期合計(jì)二期合計(jì)（合6758冷噸）參考吳喜平教授著作中的逐時(shí)負(fù)荷系數(shù)，結(jié)合業(yè)主使用情況，取負(fù)荷系數(shù)如下：時(shí)段時(shí)間辦公/物業(yè)公寓（上班日）商場(chǎng)音樂廳餐廳0：001：00000001：002：00100002：003：00200003：004：00300004：005：00400005：006：00500006：007：00600007：008：00700008：009：00800009：0010：0090010：0011：00100011：0012：0011012：0013：0012013：0014：0013014：0015：0014015：0016：00151016：0017：0016017：0018：001718：0019：0018019：0020：0019020：0021：0020021：0022：0021022：0023：002200023：0024：00230000其中寫字樓空調(diào)使用時(shí)間：9:00～17:30公寓樓空調(diào)使用時(shí)間：全天（按上班日情況計(jì)算，假日與寫字樓負(fù)荷平衡）商場(chǎng)空調(diào)使用時(shí)間：9:00～21:30音樂廳空調(diào)使用時(shí)間：19:00～23:00餐廳空調(diào)使用時(shí)間：11:00～22:000則空調(diào)逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算如下： 全日逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算表（不含二期60000平米部分） 單位:kW時(shí)段