【導(dǎo)讀】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求也迅速增大。雖然在過去2O年內(nèi)每年均有10000. ()的大中型發(fā)電機(jī)組投運(yùn)，電力供需之間仍存在著很大的缺口。上海市早在2021時(shí)最大用電峰值1050萬，最大峰谷差已經(jīng)達(dá)到500. 能耗40%～60%的空調(diào)設(shè)備責(zé)無旁貸。城市電力電網(wǎng)不僅要滿足平時(shí)正常的用電，還需要滿足。高溫時(shí)候，制冷機(jī)組的耗電。特別是在夏季，外界溫度越高，冷負(fù)荷越大，制冷量越大，必。然要消耗更多的電能。這項(xiàng)措施已逐步展開，也取得了一些成果，但不能根本解決晝夜峰谷電力差的問題，氣電廠，這三項(xiàng)技術(shù)還是希望在能源供應(yīng)側(cè)解決矛盾，但投資也是巨大的，工藝的冷負(fù)荷需要，我們稱之為“削峰填谷”。這已成為政府和電力管理部門。臺(tái)政策：每轉(zhuǎn)移1KW高峰電力，給予500元的補(bǔ)貼。社會(huì)節(jié)約約1億人民幣，不僅為用戶節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，還帶來可觀的社會(huì)效益。另外由于冰漿優(yōu)異的傳熱性能和6倍于常規(guī)。從而降低了其初投資與運(yùn)行費(fèi)用。

　　

【正文】 ━━━ 每日電度電費(fèi) 元 Wg、 Wd ━━━ 每日高峰、低谷時(shí)段電度電費(fèi) 元 g、 d ━━━ 電力高峰時(shí)段與電力低谷時(shí)段 Dg、 Dd ━━━ 電力高峰、低谷時(shí)段的耗電量 X、 Y ━━━ 電力高峰時(shí)段電價(jià)與電力低谷時(shí)段電價(jià) 元 / （ WxWn） N ━━━ 全年供冷天數(shù) ─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 28 頁，共 36 頁 常規(guī)空調(diào)每日電度電費(fèi) Wn 高峰電價(jià)期及 低谷電價(jià)期空調(diào)平均負(fù)荷分別為 Wn 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)每日電度電費(fèi) Wx 高峰電價(jià)期 及低谷電價(jià)期空調(diào)平均負(fù)荷分別為 所以蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)每日電度電費(fèi)為 Wx=+ 每年電度電費(fèi) G2 以深圳為例，深圳的供冷天數(shù)為 200天左右， 峰段電度電價(jià) X（深圳普通商業(yè)用電）為 /() ─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 29 頁，共 36 頁 谷段電度電價(jià) Y（深圳）為 元 /() a,純理論制冷機(jī)組容積變化率 k= G2=200 f Q/4200 0. f Q/ = b,實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率傳統(tǒng)靜態(tài)制冰 k= G2=200 f Q/4200 f Q/ = c,實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 美國(guó) PALL Muller片冰機(jī) ” k= G2=200 f Q/4200 f Q/2 = d,實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 “ islurry” k= G2=200 f Q/4200 f Q/ = E總結(jié) 所以，綜合上述公式 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 每年電費(fèi)收益 E的數(shù)學(xué)模型 E=G1+G2，詳細(xì)年電費(fèi)收益 E見表 12 制冰方式 G1 G2 E 純理論制冷機(jī)組容積變化率 k= 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率傳統(tǒng)靜態(tài)制冰 k= 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 PALL Muller k= 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 “ islurry” k= 注：Ｑ為需冷系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)）最大負(fù)荷日的總負(fù)荷 表 12 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)每年電費(fèi)收益 E 不同蓄冰儲(chǔ)能方式的 動(dòng)態(tài)回收期 以折現(xiàn)率 5%計(jì)算，傳統(tǒng)靜態(tài)盤管（國(guó)產(chǎn)、進(jìn)口 BAC）和 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)分別在純理論制冷機(jī)組容積變化率 k= 和實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率情況下的 動(dòng)態(tài)回收期 。 動(dòng)態(tài)回收期 公式： 純理論制冷機(jī)組容積變化率 k= 動(dòng)態(tài)回收期 ─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 30 頁，共 36 頁 不同制冰方式或材料 初投資增加 I（元） 年電費(fèi)收益 E（元） 動(dòng)態(tài)回收期 T(年 ) 盤管制冰（國(guó)產(chǎn)） 盤管制冰（ BAC） PALL Muller 30 2 “ islurry” 注：Ｑ為需冷系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)）最大負(fù)荷日的總負(fù)荷 表 13 理論制冷機(jī)組容積變化率 k= 時(shí)不同蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 k時(shí)不同蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期 不同制冰方式或 材料 初投資增加 I（元） 年電費(fèi)收益 E（元） 動(dòng)態(tài)回收期 T(年 ) 盤管制冰（國(guó)產(chǎn)） k= 盤管制冰（ BAC） k= 82Q 14 PALL Muller 57Q “ islurry” k= 注：Ｑ為需冷系統(tǒng)（空調(diào)系統(tǒng)）最大負(fù)荷日的總負(fù)荷 表 14 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 k 時(shí)不同蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的 動(dòng)態(tài)回收期 導(dǎo)致 不同蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期 差別巨大的原因 我們從 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 k時(shí)不同蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)回收期 可以看出傳統(tǒng)的靜態(tài)盤管制冰與我們的 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 差距大，導(dǎo)致這種結(jié)果的根本原因有兩條： 1，傳統(tǒng)的靜態(tài)盤管的制冷機(jī)組在制冰工況隨著制冰時(shí)間的進(jìn)行，結(jié)冰厚度的增加，會(huì)形成很大的熱阻，導(dǎo)致主機(jī) COP（制冷效率）下降。我們從第二篇的技術(shù)案例分析中（案例一、案例二，這兩篇案例是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的、有詳細(xì)數(shù)據(jù)的、也是有國(guó)內(nèi) 蓄冰儲(chǔ)能 應(yīng)用領(lǐng)域頗有研究的 同濟(jì)大學(xué) 和 上海海事大學(xué) 的學(xué)者和教授）可以看到，不管是外融冰還是內(nèi)融冰，制冷主機(jī)在制冰工況總 的制冷系數(shù)都只有空調(diào)工況的 45%。制冷主機(jī)在制冰工況制冷系數(shù)低，不僅是影響機(jī)組的選型，同樣影響到運(yùn)行費(fèi)用比純理論的大幅增加。而幾乎國(guó)內(nèi)的靜態(tài)盤管蓄冰儲(chǔ)能 的設(shè)計(jì)幾乎都沒有考慮過這個(gè)因素，導(dǎo)致了靜態(tài)盤管 蓄冰儲(chǔ)能 系統(tǒng)應(yīng)用不理想（ 50%的用戶對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行不滿意，與做方案時(shí)有天壤之別）的原因之一； 而我們的 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)在制冰工況沒有冰層的影響，也不存在其他不必要─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 31 頁，共 36 頁 的冷量損失，所以我們的“ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 能在制冰的 8個(gè)小時(shí)內(nèi)高速穩(wěn)定的運(yùn)行（暫還不考慮冷凝溫度下降的積極效應(yīng)，因?yàn)殪o態(tài)盤管 蓄冰 儲(chǔ)能 系統(tǒng)機(jī)組本身性能下降，即使冷凝效果好也體現(xiàn)不出來，但在少數(shù)案例制冰的第 第 3 個(gè)小時(shí)可以看出來，如案例二中 22： 30～ 23： 30之間的制冷量為 1343KW，甚至超過了額定 功率 的 1293KW）； 2，傳統(tǒng)的靜態(tài)盤管 蓄冰儲(chǔ)能 系統(tǒng)的冰是結(jié)在傳熱管上 ，所以蓄冷量越大，必然要求盤管數(shù)量越多，再加之單位蓄冷量所需的盤管價(jià)格本身很高。而我們“ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)：相對(duì)靜態(tài)盤管蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)龐大的換熱管，同樣需要使用載冷劑、同樣需要使水溫降低至零下以發(fā)生相變前提下，就換熱面積而言，我們只需他們換熱管的 1/8就可以完成同樣 8小時(shí)的蓄冷量。蓄冷量越大，我們“ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 的成本優(yōu)勢(shì)越明顯。 第四篇：動(dòng)態(tài)冰漿蓄冰儲(chǔ)能技術(shù) “ islurry” 革新大型空調(diào)應(yīng)用概念 “ islurry”革新大型空調(diào)應(yīng)用概念提出的背景 我國(guó)這幾年蓄冰儲(chǔ)能事業(yè)蓬勃發(fā)展，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。但目前國(guó)內(nèi)還是有學(xué)者對(duì)蓄冰儲(chǔ)能有系統(tǒng)不同的聲音： 1，他們認(rèn)為蓄冰儲(chǔ)能只是靜態(tài)盤管蓄冰或者片冰；對(duì)新技術(shù)不夠了解。 2，他們認(rèn)為蓄冰儲(chǔ)能是“節(jié)錢不節(jié)電”，理由就是制冰工況主機(jī)容量減少 20%～ 30%；─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 32 頁，共 36 頁 但這種 看法太過狹隘，具體可見 蓄冰儲(chǔ)能技術(shù)與常規(guī)空調(diào)技術(shù)相比是節(jié)能的 。 3，對(duì)靜態(tài)盤管蓄冰儲(chǔ)能技術(shù)有深入了解的學(xué)者，就得出如 ：真正 靜態(tài)盤管蓄冰儲(chǔ)能相對(duì)常規(guī)空調(diào)初投資增加量的動(dòng)態(tài)回收期起碼在 7年以上，質(zhì)量好點(diǎn)的進(jìn)口產(chǎn)品如 BAC則需十幾年，加之一般主機(jī)壽命也就十幾年，令很多業(yè)主望而卻步；但我們 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn)可以完全消除他們的疑慮，見表 14。面對(duì)第三篇中動(dòng)態(tài)回收期的結(jié)果，筆者認(rèn)為已經(jīng)到了 革新大型空調(diào)應(yīng)用概念 的時(shí)候了。姑且不論日本在 2021年已有 21329個(gè)案例，經(jīng)轉(zhuǎn)移高峰 電力 145(萬 KW)；韓國(guó)也規(guī)定 3000㎡以上建筑需做蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)。 空調(diào)不再是純消費(fèi)，也可以是一種投資行為 投資，在大家的眼中，是能直接產(chǎn)生效益的才是劃算的投資行為，不錯(cuò)，但這是一種顯性投資。投資，可以從另外一個(gè)角度去理解：我們?cè)谛惺挂环N消費(fèi)行為時(shí)，有一定的目的性，如用空調(diào)，是為了改善生活工作質(zhì)量或者達(dá)到生產(chǎn)工藝要求。所以在達(dá)到消費(fèi)行為的目的前提下，減少消費(fèi)的投入量，經(jīng)濟(jì)學(xué)上稱之為隱性投資。當(dāng)我們采用蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，雖然開始投資要比常規(guī)的空調(diào)大點(diǎn)，但此后每年運(yùn)行電費(fèi)可以節(jié)省很多，幾年內(nèi)節(jié)省的 電費(fèi)不僅可以彌補(bǔ)之前初投資的增加量。而且在制冷機(jī)組的十幾年壽命里，還有大部分時(shí)間，每年節(jié)省下來的電費(fèi)可以拿去做別的顯性投資，這就是隱性投資的價(jià)值。 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)讓空調(diào)成為一種收益性的消費(fèi)行為 “ islurry” 實(shí)際運(yùn)行時(shí)制冷機(jī)組容積變化率 k（ k=）時(shí)，比常規(guī)空調(diào)初投資增加量I=（ Q為 設(shè)計(jì)日的總負(fù)荷 ），每年實(shí)際運(yùn)行電費(fèi)比空調(diào)運(yùn)行節(jié)省 ，按一般取制冷主機(jī)的壽命為 15年，則 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)生的隱性投資 收益現(xiàn)值 （折現(xiàn)率 s=5%）為 15年 運(yùn)行電費(fèi)的效益的現(xiàn)值 E與初投資增加量 I之差。 15年 運(yùn)行電費(fèi)的收益凈現(xiàn)值 E總 = =154Q(元 ) （ Q為 設(shè)計(jì)日的總負(fù)荷 ） 初投資增加量 I=(元 ) （ Q為 設(shè)計(jì)日的總負(fù)荷 ） 所以 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)生的隱性投資 收益現(xiàn)值 =E總 I=135 Q(元 ) （ Q為 設(shè)計(jì)日的總負(fù)荷 ）。 在制冷主機(jī)壽命的 15年里， “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)為用戶帶來巨大的隱性投資 收益：年收益凈現(xiàn)率為初投資增加量 I的 50%（ 9Q） 。 我們以常規(guī)空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行估算 (面積≥ 1000㎡ ,設(shè)計(jì)日的總負(fù)荷 為 600(w/㎡ )（空調(diào)時(shí)間─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 33 頁，共 36 頁 為 10小時(shí)的總負(fù)荷，估算 ) ， “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)所帶來的年收益值如 表 15 “i s l u r r y ” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的年收益凈現(xiàn)值與建筑物空調(diào)面積的關(guān)系27051015202530354010 20 30 40 50 60 70建筑物空調(diào)面積( 1 03㎡)年收益凈現(xiàn)值E(萬元) 表 15“ islurryM” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)的年收益凈現(xiàn)值與建筑物空調(diào)面積的關(guān)系 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)革新大型空調(diào)應(yīng)用概念總結(jié) 正如上面提到誘人的結(jié)論： “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng)為用戶帶來巨大的隱性投資 收益：年收益凈現(xiàn)率為初投資增加量 I的 50%（ 9Q）。使我們相信 “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能 系統(tǒng)必將革新常規(guī)空調(diào)技術(shù)的應(yīng)、城市集中供冷供熱站（ DHC）得以實(shí)現(xiàn)。詳見（ ，冰漿應(yīng)用廣泛、靈活，使得聯(lián)合區(qū)域供冷站可以成為現(xiàn)實(shí)） DHC 不僅減少機(jī)組設(shè)備的容量、提供系統(tǒng)效率、減輕城市污染（煙塵、噪音）、減少機(jī)房的占地面積等體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。使得城市的區(qū)域供冷供熱供電聯(lián)合集中，成為城市的必要基礎(chǔ)設(shè)施。 總結(jié)篇 1， 常規(guī)的空調(diào)技術(shù) 導(dǎo)致： a，機(jī)組容量過大，全年 85%時(shí)間機(jī)組處于 50%左右的運(yùn)行工況，不僅造成機(jī)組本身，還包括水泵，冷卻塔等設(shè)備在容量上很大的浪費(fèi)； b，機(jī)組在部分負(fù)荷 下運(yùn)行工況不佳，且運(yùn)行工況不穩(wěn)定（沒有均衡的負(fù)荷，即使是在最高設(shè)計(jì)日的負(fù)荷，也有 20%時(shí)間為最低負(fù)荷且只有最高負(fù)荷的 40%～ 60%），直接影響機(jī)組的性能，再加上機(jī)組容量過大，無謂地消耗了大量電力資源； ─── “ islurry” 蓄冰儲(chǔ)能系統(tǒng) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告書 第 34 頁，共 36 頁 c，供回水溫差小，不僅造成輸送管道單位熱容量很小，輸送能力低；還造成負(fù)荷末端設(shè)備過大的浪費(fèi)； d，不管是風(fēng)冷還是水冷，最終冷負(fù)荷都是轉(zhuǎn)移給大氣環(huán)境。白天制冷時(shí)，機(jī)組冷凝溫度高（比夜間 22:00~6:00高 10℃左右），未能充分發(fā)揮主機(jī)的制冷性能； e，空調(diào)時(shí)間（特別是高溫的夏季）占據(jù)白天電力高峰時(shí)段的有限的、 寶貴電力資源（從能源需求側(cè)而言，暫時(shí)還沒有很好的儲(chǔ)存電力技術(shù)，而空調(diào)的冷量是可以進(jìn)行儲(chǔ)存的）； 2， “ islurry”蓄冰儲(chǔ)能 系統(tǒng) 是革新常規(guī)空調(diào)（大型公共建筑和工業(yè)過程等高負(fù)荷 ）應(yīng)用的技術(shù) 從能源需求側(cè)而言，是儲(chǔ)存冷量完美的技術(shù)： a，促使水 (不含添加劑 )發(fā)生相變的溫度至少低于零下，而我們的 “ islurry” 蒸發(fā)器出口的載冷劑溫度為 3℃； b，相變過程不發(fā)生在傳熱面上，而是傳熱效率很高的液液傳熱；而靜態(tài)盤管和 PALL Muller的片冰均是在換熱面上結(jié)冰，這是導(dǎo)致 他們效率不高的本質(zhì)所在； c，相變過程（整個(gè)蓄冰儲(chǔ)能過程）幾乎沒有能量損失。只有不可避免的損失：如泵的溫升，管道及蓄冰罐的冷損；靜態(tài)盤管有厚厚的冰層，而 PALL Muller雖然冰層沒那么厚，但大型片冰機(jī)需要進(jìn)行冷媒切換進(jìn)行脫冰，也大大損耗了機(jī)組的冷量； d，系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠，成本低：只有 “ islurry” 獨(dú)特的 冰核去除裝置和換熱器。沒有像靜態(tài)盤管蓄冰一樣大量的盤管；片冰的大型平板換熱器以及冰球蓄冰的大量冰球，避免了如盤管內(nèi)載冷劑的泄漏、片冰的冷媒和載冷劑的腐蝕、冰球的腐蝕； e，沒有復(fù)雜的控制系統(tǒng)。設(shè)備簡(jiǎn)單和可靠的換熱就避免了復(fù)雜的控制系統(tǒng)，只有簡(jiǎn)單的設(shè)備起?？刂?； f，增量投資回收期短：如表 14所示，傳統(tǒng)靜態(tài)盤管國(guó)產(chǎn)的也要 10年左右 ，進(jìn)口的 BAC更是長(zhǎng)達(dá) 14年， MULLER的片冰也 需要