商务楼空调水蓄冷运用

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[摘要]：通过对盐城市国投商务楼空调水蓄冷设计原理及特点的介绍，在不改变正常空调运行的情况下，充分利用峰谷电价优势，夏天制冷季将夜间低价电能转换成低温空调冷冻水能存储，白天通过空调热交换器进行有效释放，减少主机白天运行时间，有效避开白天用电高峰时段，减少夜间能源的浪费达到充分合理利用有限的电资源，节约空调运行成本。

[关键词]：水蓄冷峰谷电价能量转换

中图分类号： Q493.8文献标识码：A 文章编号：

1．概述

盐城市国投商务楼地上十六层，地下一层，总建筑面积7.5万平方米，主要为政府行政办公及大会堂、会议室及附属餐厅等功能，项目设计空调采用中央空调系统，夏季设计冷负荷为7400kw，选用两台825USRT（2900kw）离心制冷主机、一台340USRT（1194kw）螺杆式制冷主机和2个总1000m3蓄冷水池供冷，夜间由螺杆式主机给蓄能水池供冷，蓄能水池兼消防水池。冬季采暖采用市政蒸汽管网通过三台容积式汽水热交换器给本空调提供60℃采暖热水。夏天采用蓄冷空调系统，既可以按照原来的空调系统运行，也可以按照蓄冷空调系统运行，还可以按照上述的混和模式运行，在白天的高峰用电时段以水蓄冷池为冷源，减少了白天主机的运行时间，节约空调系统的运行费用。

2．空调水蓄冷原理

2.1 空调水蓄冷工作原理

空调水蓄冷即通过制冷主机将夜晚富裕的电量转换成冷量储藏在水蓄冷水池中，白天再将储存的水冷量转换成空调制冷的冷源进行再利用的过程。具体的工作原理如下图：

水蓄冷系统主要设备包含蓄能螺杆主机、蓄冷水循环泵、板式换热器、板换一次/二次循环水泵、1000 m3蓄冷水池及控制系统，总蓄冷量约14880KWH。

2.2 水蓄冷系统主要设备参数介绍

(1)水蓄冷制冷主机：选用开利产螺杆机组1台，制冷量为1164kW，出、回水温度4/11℃；

(2)板式换热器：选用2台维克斯板换；

(3)循环水泵：选用爱福士水泵，蓄冷水泵1台，一次/二次换热水泵各2台，其余正常使用的制冷循环泵4台，冷却水泵4台；

(4)蓄冷水池：共2个，1个520 m3，1个480 m3，共计1000 m3，与消防水池合用。采用混凝土结构，内保温设计，水池内上下设布水系统和稳流装置，总蓄冷量约14880KWH，采用蓄冷主机一次性蓄满冷量约12小时左右，白天满负荷提供整个大楼制冷达2小时以上。通过板式换热器，蓄冷侧供回水温：4/17℃，系统侧供回水温：13/18℃，蓄冷水池设计最底温度为4℃。

(5)蓄冷水池控制系统：设计通过电动阀门及温度感应装置等，直接进入本中央空调楼宇自控系统进行智能化操作控制。

水蓄冷系统同时也可以进行冬季蓄热使用，本工程冬季采暖主要通过市政管网的蒸汽系统，蓄热没有可利用的价值。

3．水蓄冷系统的运行

3.1夜晚蓄冷操作流程

打开V1、V2阀门关闭V3、V4、V5阀门运行蓄冷水泵运行冷却水水泵及冷却塔（运行冷却塔时间可根据主机需要）运行蓄冷主机系统开始蓄冷温度感应器工作蓄冷水池温度缓慢降低蓄冷池温度降至4℃温度指示仪报警蓄冷主机关闭关闭蓄冷循环泵关闭V1、V2阀门15min后关闭冷却水水泵及冷却塔蓄冷完成

3.2白天水蓄能系统工作操作流程

打开V5、V6运行一次冷水泵运行二次冷水泵启动空调末端水蓄冷空调工作

3.3制冷主机与水蓄冷系统同时工作操作流程

打开V3、V4运行冷却水水泵、冷冻水水泵运行冷却塔（可根据主机需要后运行）运行制冷主机系统正常工作

同时按3.2步骤启动水蓄冷系统

系统运行关闭：关闭主机15min后关闭冷冻、冷却水泵关闭冷却塔关闭V3、V4系统停止工作

4．水蓄冷的特点：

4.1经济：充分利用国家的分时电价政策，可以很好地节省运行费用。削峰填谷，平衡电网压力，同时减少制冷设备的容量和电力配套设施的投入，降低了建设成本。

4.2节能：夜间气温低，冷却效果好，系统满负荷运转时间较多，从而提高冷机的工作效率，也可节省维护保养费用，同时充分利用夜间富余电荷，达到总体节能的要求。

4.3科学合理：水蓄冷可减少制冷设备的装机容量和用电负荷，从而减少了空调电力配套投资成本（包括电力补贴费和变压器、配电柜等电力设施一次性投入）。另外作为备用冷源，增加了空调系统运行的可靠性，减少制冷设备的装机总容量，降低设备的运行噪音。

4.4适用：蓄冷水池与建筑消防水池合用，不占用有商业价值的地方，减少机房占用面积，降低了建设投资成本。

4.5实用：蓄冷冷水机组，白天可进行正常使用，适用于常规供冷系统的扩容和改造，并且通过系统改造能够实现蓄冷和蓄热的双重用途。

4.6环保：白天减少了主机运行时间，降低了噪音，水蓄能系统清洁无污染，操作可并入楼宇自控系统，进行智能化控制，运行方便。

5．水蓄冷系统发展空间

水蓄冷技术就是在电力负荷低的夜间，用制冷机将电能以冷水的形式储存起来。在电力高峰期的白天，不开或少开冷机，充分利用夜间储存的冷量进行供冷，从而达到电力移峰填谷的目的，实现能量转换。由于国家实施分时电价，蓄冷空调技术的运行费用比常规空调系统运行费用低，同时一次性投资建设成本也底，分时电价差值越大，用户得益越多。采用蓄冷空调技术，并不一定节电，但能节省运行费用，面对目前严峻的电网供电压力，更重要的是有利于国家电网的安全运行，因此，国家把它作为一种节能环保的技术来大力推广，随着科学技术的不断进步，能量转换的利用效率不断提高，水蓄冷技术将有着广阔的发展空间。

参考文献

[1] 赵莹华 主编水暖通风空调工艺指标，水暖通风空调技术规范化学工业出版社出版 2001

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局及建设部联合通风与空调工程施工质量验收规范 GB50243-2002中国计划出版社 2002

作者简介：

姓名：杨正忠，性别：男，民族：汉族，出生年月：1970年4月3日，单位：江苏扬安集团有限公司，学历：本科职称：地方高级工程师研究方向：暖通