蘇州某辦公樓冰蓄冷空調(diào)方案探討

張俊

（華東建筑設(shè)計(jì)研究總院，上海200002）

空調(diào)技術(shù)

蘇州某辦公樓冰蓄冷空調(diào)方案探討

張俊

（華東建筑設(shè)計(jì)研究總院，上海200002）

介紹了蘇州某辦公樓由于負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間集中在白天（8：00～19：00），夜間沒(méi)有負(fù)荷，且當(dāng)?shù)鼐哂蟹骞入妰r(jià)的政策，因此設(shè)計(jì)上采用冰蓄冷作為空調(diào)冷源，顯著降低了運(yùn)行成本。

冰蓄冷； 運(yùn)行策略； 運(yùn)行成本

0 引言

冰蓄冷空調(diào)是指建筑物空調(diào)期所需要的冷量在非空調(diào)期利用蓄冰介質(zhì)的顯熱及潛熱轉(zhuǎn)移等特性，將能量以冰的形式蓄存起來(lái)，然后在空調(diào)期將這些負(fù)荷釋放出來(lái)，這樣在用電高峰時(shí)期就可以少開(kāi)甚至不開(kāi)主機(jī)。當(dāng)空調(diào)使用時(shí)間與非空調(diào)使用時(shí)間和電網(wǎng)的峰谷正好匹配時(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。在一般項(xiàng)目中，空調(diào)系統(tǒng)的用電量占總用電量的35%～65%，而制冷主機(jī)的耗電量在空調(diào)系統(tǒng)中又占65%～75%。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目（或稱蘇州湖西CBD雙子塔項(xiàng)目）位于蘇州中心商務(wù)區(qū)，北臨蘇華路，南臨相門(mén)塘運(yùn)河，東側(cè)稍遠(yuǎn)處為金雞湖。基地面積約為13050m2。

該項(xiàng)目是集辦公、銀行大廳和餐飲為一體的綜合性項(xiàng)目，面積約為156000m2。包含兩座塔樓和一座裙房，屋面高度為200m（塔頂高度達(dá)230m），中間以中庭連接，訪客可以從蘇華路穿過(guò)中庭到達(dá)南側(cè)的運(yùn)河和花園。

2 主機(jī)配置

（1）該工程夏季計(jì)算冷負(fù)荷為20992kW，單位建筑面積冷負(fù)荷指標(biāo)107W/m2。

（2）該系統(tǒng)采用3臺(tái)空調(diào)工況制冷量為4200kW雙工況離心式冷水機(jī)組，制冰工況制冷量約為2800kW。配一臺(tái)基載主機(jī)，制冷量為1400kW。夜間24：00～次日8：00電力低谷期內(nèi)主機(jī)在制冰工況下運(yùn)行制冰，制取的

冷量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)冰裝置中，蓄冰裝置采用不完全凍結(jié)式納米導(dǎo)熱復(fù)合盤(pán)管蓄冰盤(pán)管。

3 系統(tǒng)流程

該工程中采用了主機(jī)上游、蓄冰裝置下游串聯(lián)循環(huán)回路設(shè)計(jì)?？照{(diào)冷凍水的冷量是通過(guò)板式換熱器將冰蓄冷系統(tǒng)中循環(huán)的低溫乙二醇溶液進(jìn)行換熱而獲得的，板式換熱器一次側(cè)乙二醇溶液的進(jìn)水溫度為3.3℃，二次側(cè)的出水溫度為5.3℃，同時(shí)為了保證主機(jī)的制冷效率，要求主機(jī)的入口處的溫度越高越好（本系統(tǒng)取10.5℃），但主機(jī)的運(yùn)行溫差約為5℃，這就要求冰蓄冷系統(tǒng)必須采用主機(jī)上游的串聯(lián)系統(tǒng)，同時(shí)要求在冰蓄冷系統(tǒng)下游的蓄冰裝置必須在全天融冰供冷過(guò)程中一直保持恒定的低溫供水功能（3.3℃）。

4 運(yùn)行模式

冰蓄冷系統(tǒng)一般有4種工作模式進(jìn)行：雙工況主機(jī)單獨(dú)制冰模式、雙工況主機(jī)制冰模式+基載主機(jī)+蓄冰裝置供冷模式、基載主機(jī)+蓄冰裝置供冷模式、蓄冰裝置單獨(dú)供冷模式。該工程的冰蓄冷系統(tǒng)按主機(jī)優(yōu)先模式設(shè)計(jì)，空調(diào)期的大部分使用時(shí)間根據(jù)電價(jià)政策按優(yōu)化控制或全融冰供冷模式運(yùn)行。

4.1 該工程在100%冷負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行策略

夜間0：00～8：00為蘇州市電力低谷時(shí)段，此時(shí)段自動(dòng)運(yùn)行3臺(tái)雙工況制冷主機(jī)制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜間無(wú)任何冷負(fù)荷。白天冷負(fù)荷主要由基載主機(jī)和三臺(tái)1200RT離心式制冷機(jī)組滿足，不足部分使用融冰供冷。見(jiàn)表1。

4.2 該工程在75%冷負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行策略

在75%冷負(fù)荷下，夜間0：00～8：00為蘇州市電力低谷時(shí)段，此時(shí)段自動(dòng)運(yùn)行3臺(tái)雙工況制冷主機(jī)制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜間無(wú)任何冷負(fù)荷。白天冷負(fù)荷主要由兩臺(tái)1200RT離心式制冷機(jī)和基載機(jī)組組滿足，不足部分使用融冰供冷。見(jiàn)表2。

4.3 該工程在50%冷負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行策略

在50%冷負(fù)荷下，夜間0：00～8：00為蘇州市電力低

谷時(shí)段，此時(shí)段自動(dòng)運(yùn)行3臺(tái)雙工況制冷主機(jī)制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜間無(wú)任何冷負(fù)荷。白天部分時(shí)段只需開(kāi)啟基載主機(jī)和一臺(tái)到二臺(tái)1200RT離心式制冷機(jī)組，其余部分使用融冰供冷即可滿足系統(tǒng)末端負(fù)荷要求。見(jiàn)表3。

表1 100%負(fù)荷冰蓄冷運(yùn)行策略

表2 75%負(fù)荷冰蓄冷運(yùn)行策略

4.4 該工程在25%冷負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行策略

在25%冷負(fù)荷下，夜間0：00～8：00為蘇州市電力低谷時(shí)段，此時(shí)段自動(dòng)運(yùn)行3臺(tái)雙工況制冷主機(jī)制冰模式，蓄得冷量14133RTh，以供白天使用，夜間無(wú)任何冷負(fù)荷。白天時(shí)段無(wú)需開(kāi)啟離心式制冷機(jī)組和基載主機(jī)，空調(diào)所有冷負(fù)荷采用融冰供冷即可滿足系統(tǒng)末端負(fù)荷要求。見(jiàn)表4。

表3 50%負(fù)荷冰蓄冷運(yùn)行策略

表4 25%負(fù)荷冰蓄冷運(yùn)行策略

5 經(jīng)濟(jì)性分析

5.1 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算依據(jù)

見(jiàn)表5、表6。

5.2 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算、分析

按照一年空調(diào)運(yùn)行150d，100%負(fù)荷25d，75%負(fù)荷55d，55%負(fù)荷45d，25%負(fù)荷25d計(jì)算得出結(jié)果如下：

表5 采用“冰蓄冷”系統(tǒng)的蘇州電價(jià)

表6 采用“常規(guī)”系統(tǒng)的蘇州電價(jià)

冰蓄冷系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用=25×38407+55× 33863+45×18483+25×8147=386萬(wàn)；

常規(guī)系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用=25×43644+55× 38573+45×27440+25×15341=483萬(wàn)

見(jiàn)表7、表8。

表7 各負(fù)荷下冰蓄冷系統(tǒng)和常規(guī)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較 元

表8 回收年限計(jì)算

6 結(jié)語(yǔ)

冰蓄冷與常規(guī)系統(tǒng)相比，冰蓄冷在夜間低谷電蓄冷期間主機(jī)效率較低，且初投資較大，但是冰蓄冷的運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)常規(guī)系統(tǒng)少了很多，且用電功率也少很多。經(jīng)過(guò)上表計(jì)算結(jié)果可以看出，回收年限只有3.5a，也就是說(shuō)空調(diào)運(yùn)行3.3a之后就處于“盈利”階段，每年可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用將近100萬(wàn)，因此該項(xiàng)目選用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)是合理的。

[1]陸耀慶.實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]JGJ158-2008，蓄冷空調(diào)工程技術(shù)規(guī)程[S].

Discuss with the Ice Storage Air Conditioning System in an Office Building of Suzhou

ZHANG Jun

（East China Architectural Design&Research Institute，Shanghai 200002，China）

Icestoragesystemis onedirectionof thedevelopment of theair conditioning.This passagedescribes that thefeatureofpeak andvaleelectricpriceinSuzhou，itisusedthattheicestoragesystemistobethecoldsource，anditsignificantlyreducestheoperatingcost.

Icestoragesystem； operational Strategy； operatingcost

TU831.3

B

2095-3429（2016）03-0088-04

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.021

2016-05-08

修回日期：2016-06-03

張 ?。?983-），男，上海人，工學(xué)學(xué)士，中級(jí)工程師，從事暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作。