浅谈冰蓄冷工程项目建设实施

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【摘要】随着国家建设节能型社会理念的贯彻落实，在建筑领域各项节能技术得到了广泛运用。其中，冰蓄冷供冷技术在大型公共建筑中得到了应用，对于医院，制冷系统是其耗能大户。本着合理控制工程投资规模、降低运行成本的原则。本文总结鼓楼医院冰蓄冷系统的建设经验的基础上，浅谈建设中的心得体会。

关键词

【关键词】冰蓄冷技术；移峰填谷；应用

引言

世界性的能源危机、环境危机，使得清洁能源及节能的概念逐渐深入人心，医院作为政府投资建设公益性建筑，在使用清洁能源以及节能环保方面应起到其示范作用。医院项目的节能环保主要从两个方面人手，首先是建筑及机电系统建造过程：如在设计时更多考虑环保理念，采用环保材料，采取节能降耗措施，如外墙保温，少用玻璃幕墙等等以求降低整个建筑对能源的要求。第二是建筑物的日常运行，包括内部照明、电梯、空调等等机电系统，都应考虑节能措施。据统计，一个现代建筑夏季空调的能耗大约占整个建筑能耗的70%，因此该项能耗是整个项目运行的重中之重。本文通过总结南京鼓楼医院南扩工程冰蓄冷工程的建设，浅谈心得体会。

1、冰蓄冷空调技术的原理及优点

冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力时段将建筑物所需空调冷量部分或全部制备好，以冰的形式储备起来，在电力高峰时段融冰供冷的一种空调系统。该空调系统在常规电制冷的基础上减小制冷主机容量，增加一套蓄冰装置，利用制冷主机在低谷低价用电时段不使用空调的特点，开启主机制冷将蓄冰槽内的水制成冰，冷量以冰的形式储存起来，而在电力高峰高价时段将冰融化释冷供冷，减少制冷主机运行时间，降低高峰电力负荷。冰蓄冷技术具有电力移峰填谷作用，同时使用低价低谷电，运行费用也相应节约。

优良的移峰填谷功能，使冰蓄冷中央空调得到各国政府和工程技术界的重视，成为电力需求侧管理较为有效的电能储存方法。其突出优点如下：①利用蓄能空调技术移峰填谷，平衡电网用电负荷；②减缓电厂和电网建设，提高电厂发电设备和电网输配电设施的利用率，降低电厂、电网运行成本，节约电厂、电网的基础建设投入；③用户制冷主机及其配套用电设备容量减少，空调系统电力容量、电力工程贴费和供配电设施费降低；④用户采用蓄冰空调技术后，利用电网峰谷电力差价，降低运行费用。

2、项目简介

鼓楼医院南扩工程综合楼设地下室二层，为车库和设备用层。地面以上按建筑功能分医技部、住院部、及门，急诊部，其中医技部地面以上六层，建筑高度为26m门、急诊部地面以上为五层，建筑高度约23m；住院部14层，高度约57m。三大功能区之间地面以上部分通过设置防震缝，分为三个独立的结构单体。根据设计院提供的建筑负荷；医技部（含手术室）建筑面积18130平方米，门诊楼建筑面积63250平方米，急诊楼建筑面积9975平方米，住院部建筑面积68214平方米，另其他建筑等建筑面积共有3000平方米。总建筑面积l62569平方米。

3、项目报建阶段

工程项目能否使用冰蓄冷技术首先要根据当地的电价政策进行经济分析，在确定使用冰蓄冷技术有效益后，还需进行详细的论证、技术讨论。由于不同蓄冰方案对站房占地面积、设备投资影响很大，在项目报建时就需对各技术环节一一敲定。确定这些技术环节的重要性已远远超过项目可行性研究，需要建设方、可行性研究报告编制方进行多次论证，形成可靠的技术依据。一旦立项，就不宜进行大的方案调整。在项目初期就由建设指挥部、设计院进行了多次项目考察，邀请国内有关行业的专家进行了技术方案讨论，对不同的蓄冷技术进行深入了解，使整体技术方案在立项初期就有了较为具体的实施措施，为立项提供了较为准确的技术依据和工程投资指标，使项目可行性研究报告、初步设计评审得到顺利批复。

冰蓄冷项目制冷站的建设思路与常规制冷站工程有所不同。目前，不同蓄冷设备生产商采用不同的蓄冷技术，同时控制方案也有所差异。在这种情况下，蓄冷工程的施工图设计一般按两种方式进行。一是由设计院针对某种具体的蓄冷方案进行施工图设计，由建设方按施工图进行施工招标。这种方法的优点是设计采用的设备材料与功能需求相符合，工程投资规模易于控制，施工图中的常规部分设计规范，同时由于设计单位对用冷负荷特点及工程全局较为了解，可以避免选取的技术方案与实际运行工况偏离较大的情况出现，也不易与区域总体规划、建筑结构设计产生矛盾，同时建设方可根据有法律效力的施工图开展标段划分，设备采购、工程招标工作可操作性强，易于在招投标阶段对工程投资有较为准确的把握。缺点是部分设计院对冰蓄冷的集中控制系统、各类自控器件的选配、布置方案了解不足，自控系统的设计深度及对应的调试、优化手段不专业，易于造成自控系统出现数据采集不合理、控制环路出现重叠、相互矛盾的现象，同时在调试阶段易出现责任不清、推诿扯皮，中控软件的功能实现、软硬件的信息互动也不能做到最佳。二是由设计院根据项目需求给出制冷工艺流程、自控原理及其他设计条件和需求，由专业公司按照要求进行施工图深化设计。这种方法优点是整个蓄冷工艺流程具有良好的系统性，设备控制部件及中控系统整合度高，自控系统的设计深度有保障，系统的控制流畅、精确度高，设备信息流和中控软件易于实现无缝连接。其缺点是：

1）专业公司的选定一般要通过设计施工总承包的模式实现，在选择时存在出现截然不同的实施方案的可能性，工程投资也会出现较大的离散性。

2）在现有建筑市场竞争尚不规范的情况下易 出现专业公司在深化设计阶段就有意增加设备设施配置的情况，造成工程造价增加，或对一些技术细节要求不清，在实施阶段造成追加费用。

3）一些冰蓄冷系统设计公司往往与一些设备制造企业有固定的业务关系，在深化设计时设备的技术条件约束指向性较强，使建设方在进行设备选购时无法适用市场竞争机制降低采购成本。

4）由于大部分冰蓄冷系统安装公司在通用安装施工方面企业资质较低，施工技术、力量不稳定，项目施工阶段工程安装质量不易保障。

在鼓楼医院南扩工程的项目实施过程中，采用由设计院设计的施工图，选取具有较高安装资质的安装公司投标，使投标单位选择面较广，也解决了蓄冰自控系统复杂、调试责任不清晰的问题，取得了良好的建设效果。

4、施工阶段

建立有效的项目管理体系是保障工程顺利建设、施工质量良好的关键。在蓄冰工程中这一点尤为突出。在项目施工阶段建立现场管理体系可以切实落实施工质量目标、明确施工责任、提高施工效率。在本工程建设中，安装单位进场后，建设方引入先进的工程项目总承包管理方法，依据制冷站的建设特点确定工艺安装施工单位为项目总承包管理单位，将先期进场的土建单位及随后进场的变配电、自控、消防施工单位，各类设备材料供应商均纳入到总承包管理体系中，由总承包单位整体协调控制工期进度、环境管理以及工作界限、工序交接，使现场有条不紊、忙而不乱，各分包单位责任明确，以往工程中最头痛的系统联合调试中责任不清的问题得到有效解决。基于蓄冰工程的特点，在施工期间，还需要对一些细节加以重视。

1）乙二醇管路的清洗

在常规水管路中由于流体介质的稳定性，在管路清洗未达到应有洁净度的情况下不会对循环系统产生大的影响，污物也可以在循环流动过程中被收集到过滤除污装置中，一般施工、监理单位将管道清洗工作只作为例行工序进行，清洗效果控制力度不足。但对于冰蓄冷系统的乙二醇管路，管内洁净度会直接影响到乙二醇溶液的使用寿命和冰槽蓄冷效果。在管道清洗环节需要严格把关。

2）乙二醇溶液的混合与充注

为保证乙二醇溶液浓度符合要求，应尽可能排尽管道内清洗、试压的余水。由于乙二醇接触空气后易氧化，一般需要现场充注。一般冰蓄冷系统中乙二醇水溶液的质量分数为25%～28%，在现场勾兑与充注过程中，需要注意以下问题：

①在乙二醇补液箱中粗略勾兑出40%～50%的水溶液，并将其充入系统中，待系统存液量达到启动乙二醇循环泵需要的容量后，开泵运行对溶液进行充分搅拌及排气，在此过程中逐渐补充乙二醇及水至溶液浓度略高于设计浓度。

②在初次灌注乙二醇溶液后溶液泵运行初期，溶液会产生大量啤酒沫状气泡，对系统循环及浓度测定产生不良影响，此时需通过乙二醇过滤排气器或冰槽进行排气，此过程需要进行72～120h，待排气完成溶液基本稳定后，方可对乙二醇溶液浓度进行精确调节，直至在循环状态下连续测定溶液浓度达到设计浓度并不发生变化。

③乙二醇浓度的测定与监测需要采用专门的乙二醇溶液浓度测试仪，溶液取样应遵循多测点、随机、多时段的原则，以确保系统内浓度均匀。至少应在冷水机组出口处、板式换热器乙二醇侧出水口、蓄冰槽的泄水口、水泵的进水口布置溶液采样点：在各处的采样溶液浓度一致后方可判定混合过程完成。

5、系统的调试

冰蓄冷系统与常规制冷系统相比还有一个显著的不同特点就是自控系统复杂，设备之间的联动关系、各控制执行机构在不同运行模式下有显著不同。这就使冰蓄冷的整体运行流程对自控系统有很大的依赖性，若自控功能在系统联合调试中未达到全模式调试，就可能引起整体工程达不到设计功能要求，进而引起工程的失败。这就要求冰蓄冷工程在施工完成后要进行全面的系统联合调试，对各子系统、制/融冰各个运行模式均要进行模拟一空载一带负荷运行的调试。

在本项目中，根据项目管理体系，由总承包单位会同相关专业公司、工程设计单位编制详细的调试大纲，制定调试方法、步骤、内容和目的，设计调试记录内容和格式。依据调试大纲对各分包单位、设备供应商下达调试任务和责任界限，在单机、分系统调试结果达到要求后，由总承包单位与冰蓄冷专业公司进行联合调试，相关单位予以配合。由于各调试单位责任明确，由总承包单位统一协调，按调试大纲开展工作，整体调试工作实顺利。

6、结语

随着国内经济的发展，原有粗放式的能源利用方式的弊端日益尖锐的显现出来，在经济增长的同时，我们付出了过高的能源以及环境代价。近几年来，节能环保已经成为热门话题，人们各尽所能在不同领域内积极推进节能环保工作，建设资源节约型、环境友好型社会已经成为全体国人的共识。落实到医疗卫生系统，一个重要方面就是新建医院的节能环保工作的工作。通常三级甲等医院为政府投资的大型公共建筑，其中含有大量的机电设备，而能源系统（夏季供冷，冬季采暖、全年卫生热水、蒸汽消毒等等）是医院建筑的能源消耗大户，自然也成为节能环保的重点对象。相信在国内冰蓄冷技术被广泛应用于民用制冷项目的今天，还会涌现出更好的项目建设思路，更优的技术方案，为我国节能减排政策的落实作出更大的贡献。