蘇州某辦公樓冰蓄冷空調方案探討

張俊

（華東建筑設計研究總院，上海200002）

空調技術

蘇州某辦公樓冰蓄冷空調方案探討

張俊

（華東建筑設計研究總院，上海200002）

介紹了蘇州某辦公樓由于負荷出現時間集中在白天（8：00～19：00），夜間沒有負荷，且當地具有峰谷電價的政策，因此設計上采用冰蓄冷作為空調冷源，顯著降低了運行成本。

冰蓄冷； 運行策略； 運行成本

0 引言

冰蓄冷空調是指建筑物空調期所需要的冷量在非空調期利用蓄冰介質的顯熱及潛熱轉移等特性，將能量以冰的形式蓄存起來，然后在空調期將這些負荷釋放出來，這樣在用電高峰時期就可以少開甚至不開主機。當空調使用時間與非空調使用時間和電網的峰谷正好匹配時，就可以將電網高峰時間的空調用電量轉移至電網低谷時使用，達到節約電費的目的。在一般項目中，空調系統的用電量占總用電量的35%～65%，而制冷主機的耗電量在空調系統中又占65%～75%。

1 項目概況

該項目（或稱蘇州湖西CBD雙子塔項目）位于蘇州中心商務區，北臨蘇華路，南臨相門塘運河，東側稍遠處為金雞湖?；孛娣e約為13050m2。

該項目是集辦公、銀行大廳和餐飲為一體的綜合性項目，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230m），中間以中庭連接，訪客可以從蘇華路穿過中庭到達南側的運河和花園。

2 主機配置

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

（2）該系統采用3臺空調工況制冷量為4200kW雙工況離心式冷水機組，制冰工況制冷量約為2800kW。配一臺基載主機，制冷量為1400kW。夜間24：00～次日8：00電力低谷期內主機在制冰工況下運行制冰，制取的

冷量儲存在儲冰裝置中，蓄冰裝置采用不完全凍結式納米導熱復合盤管蓄冰盤管。

3 系統流程

該工程中采用了主機上游、蓄冰裝置下游串聯循環回路設計。空調冷凍水的冷量是通過板式換熱器將冰蓄冷系統中循環的低溫乙二醇溶液進行換熱而獲得的，板式換熱器一次側乙二醇溶液的進水溫度為3.3℃，二次側的出水溫度為5.3℃，同時為了保證主機的制冷效率，要求主機的入口處的溫度越高越好（本系統取10.5℃），但主機的運行溫差約為5℃，這就要求冰蓄冷系統必須采用主機上游的串聯系統，同時要求在冰蓄冷系統下游的蓄冰裝置必須在全天融冰供冷過程中一直保持恒定的低溫供水功能（3.3℃）。

4 運行模式

冰蓄冷系統一般有4種工作模式進行：雙工況主機單獨制冰模式、雙工況主機制冰模式+基載主機+蓄冰裝置供冷模式、基載主機+蓄冰裝置供冷模式、蓄冰裝置單獨供冷模式。該工程的冰蓄冷系統按主機優先模式設計，空調期的大部分使用時間根據電價政策按優化控制或全融冰供冷模式運行。

4.1 該工程在100%冷負荷時的運行策略

夜間0：00～8：00為蘇州市電力低谷時段，此時段自動運行3臺雙工況制冷主機制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜間無任何冷負荷。白天冷負荷主要由基載主機和三臺1200RT離心式制冷機組滿足，不足部分使用融冰供冷。見表1。

4.2 該工程在75%冷負荷時的運行策略

在75%冷負荷下，夜間0：00～8：00為蘇州市電力低谷時段，此時段自動運行3臺雙工況制冷主機制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜間無任何冷負荷。白天冷負荷主要由兩臺1200RT離心式制冷機和基載機組組滿足，不足部分使用融冰供冷。見表2。

4.3 該工程在50%冷負荷時的運行策略

在50%冷負荷下，夜間0：00～8：00為蘇州市電力低

谷時段，此時段自動運行3臺雙工況制冷主機制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜間無任何冷負荷。白天部分時段只需開啟基載主機和一臺到二臺1200RT離心式制冷機組，其余部分使用融冰供冷即可滿足系統末端負荷要求。見表3。

表1 100%負荷冰蓄冷運行策略

表2 75%負荷冰蓄冷運行策略

4.4 該工程在25%冷負荷時的運行策略

在25%冷負荷下，夜間0：00～8：00為蘇州市電力低谷時段，此時段自動運行3臺雙工況制冷主機制冰模式，蓄得冷量14133RTh，以供白天使用，夜間無任何冷負荷。白天時段無需開啟離心式制冷機組和基載主機，空調所有冷負荷采用融冰供冷即可滿足系統末端負荷要求。見表4。

表3 50%負荷冰蓄冷運行策略

表4 25%負荷冰蓄冷運行策略

5 經濟性分析

5.1 運行費用計算依據

見表5、表6。

5.2 運行費用計算、分析

按照一年空調運行150d，100%負荷25d，75%負荷55d，55%負荷45d，25%負荷25d計算得出結果如下：

表5 采用“冰蓄冷”系統的蘇州電價

表6 采用“常規”系統的蘇州電價

冰蓄冷系統年運行費用=25×38407+55× 33863+45×18483+25×8147=386萬；

常規系統年運行費用=25×43644+55× 38573+45×27440+25×15341=483萬

見表7、表8。

表7 各負荷下冰蓄冷系統和常規系統運行費用比較 元

表8 回收年限計算

6 結語

冰蓄冷與常規系統相比，冰蓄冷在夜間低谷電蓄冷期間主機效率較低，且初投資較大，但是冰蓄冷的運行費用相對常規系統少了很多，且用電功率也少很多。經過上表計算結果可以看出，回收年限只有3.5a，也就是說空調運行3.3a之后就處于“盈利”階段，每年可節省運行費用將近100萬，因此該項目選用冰蓄冷空調系統是合理的。

[1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]JGJ158-2008，蓄冷空調工程技術規程[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，工學學士，中級工程師，從事暖通空調設計工作。