冰蓄冷空调系统在某项目中的可行性分析

冰蓄冷空调系统在某项目中的可行性分析
摘要：济南某大型商业综合体项目在空调系统冷源选择上就常规水冷机组和冰蓄冷系统进行了经济技术比较，通过此文以期为后来者的设计工作能够提供一些帮助。

1空调系统冷热源
本项目中公寓业态和办公业态为单户出租出售，所以在空调系统选择上更加注重独立性和后期运行管理、分层分户热计量等方面，经与业主方充分沟通后公寓业态空调系统形式采用分户式热泵多联机空调，每户一套系统；办公业态采用分层热泵多联机空调，各层间系统相互独立，每户设分户计量系统。

大型商业业态采用中央空调水系统，大型离心式冷水机组作为其冷源，市政供热管网作为其热源。

如此大规模的商业项目夏季冷源采用常规水冷机组还是冰蓄冷系统是一个值得深入研究探讨的问题，本文以项目为例通过经济技术分析作为选择何种系统形式的最终依据。

2冰蓄冷空调系统介绍
冰蓄冷空调系统是一种通过储能来节约空调系统运行费用的技术，其基本的工作原理是利用供电系统峰谷电价的差异，在夜间电价低谷时段，开启制冰机，将建筑空调所需的冷量，全部或部分储存起来。

在白天用电和使用空调的高峰时段，将夜间储存的能量释放出来，为空调系统提供冷源。

这样在用电高峰时段就可以节省中央制冷系统制冷主机的耗电量，以达到节省系统运行费用的目的。

但由于系统需附加配置相应的制冰机和蓄能设备，系统的初投资及占地面积亦较传统的制冷系统高。

采用蓄冷系统有可能带来以下的效益：1、移峰填谷，平衡电网压力，提供发电机组的效率；2、减少电力电站建设压力和投资；3、充分利用峰谷电价差，节省系统运行费用；4、提供空调系统运行效率及稳定性。

按以上所述，蓄冰空调设备系统较一般传统空调系统复杂，它涉及电价政策、基载主机、制冰主机和蓄冰设备的造价及运行费用。

故其实施的可行性取决于峰谷电价差异所节省的运行费用和系统设备初投资增加额的比较。

3济南市电价收费及蓄冰系统的控制策略
按照济南市10KV商业用电所公布的资料显示，其电价于峰谷时段如下表所示：
基本电价：济南市商业项目不设此收费。

由上表可见，济南市的电价是有峰谷电价差别，电价差为3.46：1，但未有对蓄冷空调系统提供任何优惠。

一般而言，电价由基本电价和电量电价及优惠政策组成，按济南市的电价政策所示，不设基本电价。

故此，冰蓄冷系统的控制策略，或者说运行费用的节省应以移峰填谷为控制目标，也就是说，系统的控制运行策略为在电价的低谷时段制冰，在日间保证各时段冷负荷的前提下将在夜间所产生的冰量，在电价的尖峰时段工况融冰，以达致节省系统运行费用的目的。

4项目的冷负荷及其日变化曲线
本项目经冷负荷设计计算，总冷负荷为8500TR。

5冰蓄冷系统的技术经济分析
本项目的最大冷负荷发生在七月下午三时至四时，负荷值为8500TR。

冷负荷在日间和夜间的差距为8500TR，因而若采用蓄冰系统以达到移峰填谷，达致节省运行费用似乎有一定的可行性。

从理论上说，蓄冰系统的确可以节省运行费用。

但如前所述，系统因配设相应的制冰机，蓄冰盘管和板式换热器而使系统的初投资有所增加。

为此，我们采用技术经济比较方法对蓄冰系统作进一步的比较分析。

为了对冰蓄冷系统进行技术经济分析比较，下面将对常规制冷系统和若干蓄冷系统方案的初投资和运行费用作为对比分析，以求达致最佳的蓄冰量。

常规制冷系统的系统方案选用7台单台制冷量1000TR加2台单台制冷量750TR共9台离心式制冷机；各种冰蓄冷系统构成如下：
方案一：基载主机5台单台制冷量1000TR加2台单台制冷量800TR，制冰主机2台单台制冷量600TR
方案二：基载主机4台单台制冷量1000TR加2台单台制冷量550TR，制冰主机3台单台制冷量800TR
方案三：基载主机4台单台制冷量1000TR，制冰主机4台单台制冷量1000TR
方案四：基载主机2台单台制冷量1000TR加2台单台制冷量400TR，制冰主机4台单台制冷量1000TR
经分析计算，各方案的初投资、运行费用级简单投资回收期，相比较传统方案，方案一回收期为8.6年，方案二回收期为8.1年，方案三回收期为8.7年，方案四回收期为10.9年。

6分析及总结
由上图可见，蓄冰系统方案的投资回收期从蓄冰量5%开始逐步下降的，但
当蓄冰量达致11%时，系统的投资回收期出现了上升的转折点，即随着蓄冰量的增加，系统的投资回报亦随之增加。

11%蓄冰系统方案为最短回报期，投资回报期约为8年。

以上计算只以简单投资回报期的计算方法，如考虑到利息因素，设置冰蓄冷系统会增加机房面积，影响可租空間，回报期将再回稍有延长，及以上数据分析均为初期階段计算机模拟数据
按照本项目的冷负荷一日间和夜间的冷负荷差超过8500冷吨，现时济南市的电价尖峰谷及高峰谷差价低（约27%及29%），并没有对冰蓄冷系统的优惠电价政策优惠。

济南位于寒冷地区，冬季的时间相对南方较长，中央制冷系统可采用谁侧自然冷却节能措施，故此全年采用冰蓄冷系统的时间相对较少，从以上的分析结果，采用冰蓄冷系统的回收期较长（约8年），故我设计方不建议采用此系统。