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，然后在空調(diào)期將這些負(fù)荷釋放出來，這樣在用電高峰時(shí)期就可以少開甚至不開主機(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)合盤管蓄冰盤管。

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)。空調(diào)冷凍水的冷量是通過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，夜間無任何冷負(fù)荷。白天部分時(shí)段只需開啟基載主機(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，夜間無任何冷負(fù)荷。白天時(shí)段無需開啟離心式制冷機(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；

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

見表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)過上表計(jì)算結(jié)果可以看出，回收年限只有3.5a，也就是說空調(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，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 俊（1983-），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。