【正文】 ....................53 蓄冷空調(diào)工程的年能耗 ........................................53 7 方案的比較和經(jīng)濟(jì)分析 ..............................................54 .....................................54 ：螺桿水冷式冷水機(jī)組 ...................................54 7. 方案二：螺桿水冷式雙工況冷水機(jī)組 +蓄冰設(shè)備 ...................55 方案三：風(fēng)冷式螺桿冷水機(jī)組 +蓄冰設(shè)備 ..........................57 三種方案的壽命周期成本分析 ......................................58 年經(jīng)營費(fèi)的計(jì)算和比較 .........................................58 各方案的功能項(xiàng)目評(píng)分與功能評(píng)價(jià)指數(shù)匯總 .......................58 各方案的壽命成本指數(shù) Gi.......................................59 各方案的壽命周期價(jià)值指數(shù) Vi的計(jì) 算 .............................60 . 冰蓄冷設(shè)計(jì)方案下的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) ...................................60 采用峰谷比為 3:1的回收周期 ...................................61 4:1的回收周期 ...................................61 結(jié) 論 ..............................................................63 致 謝 ..............................................................64 參考文獻(xiàn) ..............................................................65 附 錄 ..............................................................66 共 78 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1 緒 論 冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的社會(huì)背景 環(huán)境污染和能源危機(jī)已成為當(dāng)今社會(huì)的兩大難題，如何合理的利用能源為人類創(chuàng)造現(xiàn)代生活已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的共識(shí)。 為平衡電網(wǎng)負(fù)荷、削峰填谷結(jié)合長沙市實(shí)行的谷峰電價(jià)政策，對(duì)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析比較從而確定了此建筑適合應(yīng)用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。通過對(duì)該建筑的冷負(fù)荷計(jì)算和冷負(fù)荷的分布情況的分析，從而確定了冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)宜采用的運(yùn)行策略，工作模式和運(yùn)行控制方案進(jìn)而確定了其機(jī)組容量和蓄冰槽的容量。在人類共同警視的時(shí)期，蓄能空調(diào)應(yīng)運(yùn)而生。電網(wǎng)的峰谷差占高峰負(fù)荷的比例已高達(dá) 25%—— 30%。為鼓勵(lì)用戶削峰填谷，電力部門同地方制訂了峰谷電價(jià)政策，將高峰電價(jià)與低谷電價(jià)拉開，使低谷電價(jià)只相當(dāng)與高峰電價(jià)的 1/2—— 1/5，鼓勵(lì)用戶使用低谷電，這項(xiàng)政策目前已在部分地區(qū)實(shí)施，并將推廣至全國。隨著設(shè)備制造業(yè)的不斷發(fā)展，制冷機(jī)的成本大幅度降低，節(jié)省購置費(fèi)用漸漸的失去了吸引力。在日本近年來積極引 進(jìn)蓄冷技術(shù)，大力開展冰蓄冷技術(shù)的研究與開發(fā)應(yīng)用，到 1989 年美國、日本、加拿大等國從事冰蓄冷系統(tǒng)開發(fā)和冰蓄冷專用制冷機(jī)生產(chǎn)的公司多達(dá) 49 家；美國提出將在 1997 年將空調(diào)蓄冷技術(shù)普及應(yīng)用到 99%的宏偉目標(biāo)； 共 78 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì) 1990年北美冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的投資占當(dāng)年新增暖通空調(diào)系統(tǒng)總投資的%； 我國臺(tái)灣省自 1984 年建成第一個(gè)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)以來，蓄冷空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展很快，由 1992 年 33 個(gè)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，到 1993 年為 142 個(gè)，到 1994 年就已建成 225個(gè)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，總冷量高達(dá) 2021000Kwh；移稼高峰用電 超過 52021Kw，用戶每年節(jié)省臺(tái)幣達(dá) 105 萬元； 九十年代，我國大陸地區(qū)蓄冷技術(shù)也得到了發(fā)展，首先中電深圳工貿(mào)公司在辦公樓中應(yīng)用了法國的冰球式蓄冷系統(tǒng)，使裝機(jī)容量降低 45%以上；北京西冷工程公司開發(fā)研制的有壓式齒球蓄冷器已獲國家專利并用在北京日?qǐng)?bào)社綜合樓和廣州市面上某辦公樓的空調(diào)系統(tǒng)中，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)浙江國祥制冷工業(yè)公司推出了完全結(jié)凍式冰蓄冷系統(tǒng)在浙江諸暨百貨大樓實(shí)行了國產(chǎn)大型冰儲(chǔ)冷首例中央空調(diào)系統(tǒng)，僅用一年時(shí)間就完成了設(shè)計(jì)施工任務(wù)，并于 1995 年 8 月 10 日調(diào)試成功投入運(yùn)行 。 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)介紹 冰蓄冷空調(diào)的基本概念 空 調(diào)系統(tǒng)不需要能量或用能量小的時(shí)間內(nèi)將 能量儲(chǔ)存起來，在空調(diào)系統(tǒng)需求大量的 冷量時(shí) ，就是利用蓄冰設(shè)備在 這 時(shí)間 內(nèi) 將這部分能量釋放出來。很明顯，同一物質(zhì)的潛熱 蓄能量 (相變溫度 )大大高于顯熱蓄能量 (1℃ 溫差 )，因此采用潛熱蓄能方 式 共 78 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 將大大減少介質(zhì)的用量和設(shè)備的體積。但在寒帶國家 除 了 [蓄冷 ]外，還要 [蓄熱 ]，因此，廣義的用語為 [THERMAL （ ENERGY） STORAGE AIR CONDITIONING SYSTEM （縮寫為 TES） ]，可譯為 [蓄能式空調(diào)系統(tǒng) ]。目前各種蓄冰設(shè)備，其 IPF 約在 2070%范圍內(nèi)。 表 冰蓄冷設(shè)備的蓄冰率 類型 冷媒盤管式 完全凍結(jié)式 制水滑落式 冰晶 或冰泥 冰球式 蓄冰率 2050% 5070% 4050% 45%左右 5060% 共 78 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ IPF1 蓄冰率IPF2 3060% 7090% 90%以上 美國多以 Void(Space)Ratio[無效（空間）比 ]來表示，故蓄冰率 IPF=1Void Ratio. 融冰能力 DISCHARGE CAPACITY 蓄冰槽中之冰，實(shí)際可溶解而用于空調(diào)的蓄冷量。 過冷現(xiàn)象 SUPER COOLING 指超過流體的凍結(jié)點(diǎn)而仍不凍結(jié)的現(xiàn)象。有些單位在研究和試驗(yàn)?？照{(diào)期間，制冰機(jī)冷媒送入空調(diào)器一個(gè)盤管直接蒸發(fā)，而蓄冰器中的冰水則送入另一個(gè)盤管，蓄冰器與空調(diào)器中的冷媒回路是并聯(lián)的； ○ 3 壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)，這種系統(tǒng)全部冷媒均進(jìn)入蓄 冰器，這種系統(tǒng)不僅夜間制冰，在空調(diào)高峰期間也是一邊融冰，一邊繼續(xù)制冰，這種系統(tǒng)初投資省，但因晝夜制冰，始終維持較低的蒸發(fā)溫度，故耗電量較大，與以上兩種方法相比，因其系統(tǒng)簡(jiǎn)單，初投資省而得到最普遍的青睞與應(yīng)用。此種工作模式的示意圖如圖 12所示。 共 78 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 13 制冰同時(shí)供冷模式示意圖 （ 3） 單制冷機(jī)供冷模式： 在此種工作模式下，制冷機(jī)滿足空調(diào)全部冷負(fù)荷需求。回流的乙二醇溶液通過融化儲(chǔ)存在蓄冷裝置內(nèi)的冰，被冷卻至所需要的溫度。按部分蓄冷運(yùn)行策略在較熱季節(jié)需要采用該種工作模式，才能滿足供冷要求。該種工作模式示意圖如圖 17所示。 冰蓄冷在制冷空調(diào)中的發(fā)展趨勢(shì) 建立與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng) 冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)特性：推行蓄冰空調(diào)系統(tǒng)并配合 4~6℃的超低溫送風(fēng)，大大地降低能耗，有效地提高 COP 值，使一次投資比常規(guī)系統(tǒng)更省，具備了特有的競(jìng)爭(zhēng)力，如采用半蓄冷式空氣 水 VAV 系 統(tǒng)的用電量和初投資最小，顯示出了低溫送風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性，如果一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)按使用 20 年計(jì)算，所取得社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是非常巨大的，這就是冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)能迅速發(fā)展起來的根本原因，由此證明空調(diào)蓄冷技術(shù)特別適用于冷負(fù)荷要求變化大的場(chǎng)所：如辦公寫字樓、體育館、音樂廳、影劇院、商業(yè)中心、文化館建身康樂城、國防、科研、教學(xué)試驗(yàn)樓和白班制的工業(yè)廠房等等全方位的廣泛應(yīng)用。這類方式的供冷，不需使用 CFC 冷媒，保護(hù)環(huán)境、占地較小，使用靈活、安裝及運(yùn)行費(fèi)和低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，無論是從省錢節(jié)地或保護(hù)環(huán)境等方面來看，就蓄冷區(qū)域供冷是當(dāng)代空調(diào)發(fā)展的趨勢(shì)。蓄冷空調(diào)系統(tǒng)全部或部分地將制冷主機(jī)的負(fù)荷自白天轉(zhuǎn)移至夜間的特性，稱為蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的“負(fù)荷平移”效應(yīng)。 ○ 4 改善制冷機(jī)組的運(yùn)行效率。亦即蓄冷空調(diào)系統(tǒng)適合于改擴(kuò)建空調(diào)工程。另外，政府部門應(yīng)大力提倡、宣傳蓄冷空調(diào)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，制定合理的分時(shí)電價(jià)政策，鼓勵(lì)廣大用戶采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。 （ 2） 國家規(guī)范。 （ 3） 設(shè)計(jì)任務(wù)書。 ： 樓面選用《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的表 — 4 中的 33 號(hào)，其中 20mm 面層、 80mm厚的鋼筋混凝土樓板、 400mm厚的吊頂空間、 25mm厚的鋼板網(wǎng)抹灰、油漆。℃ ，厚度為δ =15mm。 ： 辦公建筑要求采光性好環(huán)境舒適 ,所以選用玻璃制的門，其 傳熱系數(shù) K=(m2?k)。 2180。 ②要綜合考慮地區(qū)、經(jīng)濟(jì)條件和節(jié)能要求等因素。 此設(shè)計(jì)建筑的空調(diào)冷負(fù)荷概略分布情況可見參見附錄中附表 1到 8。因此，用蓄冷模式對(duì)大樓的冷負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)比較合適。 （ 2）部分蓄冷策略 : 部分蓄冷策略是在夜間非用電高峰時(shí)制冷設(shè)備運(yùn)行 .儲(chǔ)存部分冷量 .白天空調(diào)期間一部分空調(diào)負(fù)荷由蓄冷設(shè)備承擔(dān) .在設(shè)計(jì)計(jì)算日 (空調(diào)負(fù)荷高峰期 )制冷機(jī)晝夜運(yùn)行 .部分蓄冷制冷機(jī)利用率高 .蓄冷設(shè)備容量小 ,制冷機(jī)比常規(guī)的空調(diào)制冷機(jī)容量小30%— 40%，是一種更經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行模式。 部分蓄冷策略有制冷機(jī)優(yōu)先供冷和蓄冰優(yōu)先供冷控制策略。 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的流程配置 制冷機(jī)組與蓄冷裝置并聯(lián)，常用于供回液溫差約為 5℃，并適用于低溫送風(fēng)系統(tǒng)，也適用于溫差大于 6℃的系統(tǒng)。 由于本空調(diào)系統(tǒng)采用的是 7℃ /12℃的冷凍水供、回水溫差的常規(guī)空調(diào)系統(tǒng) ，所以采用并聯(lián)流程。 則其主機(jī)制冷工況的容量為： R2=*RH QDNh++= 8 1 8 4 .5 * 1 0 .0 81 0 1 0 * 0 .7++ （ ）= 蓄冷設(shè)備容量確定 由《蓄冷空調(diào)實(shí)用技術(shù)》一書中可知部分蓄冷策略主機(jī)優(yōu)先模式下其蓄冷 設(shè)備容量可按下式確定： Qi =N*R1=N*R2*η 32 式中： Qi —— 蓄冷設(shè)備蓄冷量（ KWh）； N—— 夜間蓄冰時(shí)間（ h）； R1—— 制冷機(jī)組在夜間制冷工況下制冷量（ KW）； R2—— 制冷機(jī)組在白天空調(diào)工況下制冷量（ KW）； η —