合肥国际创新展示馆水蓄冷空调可行性分析

摘要：介绍了合肥国际创新展示馆水蓄冷空调系统设计方案，分析了各负荷工况下的热工性能，并与常规空调系统进行了比较，结果表明，该系统在技术上和经济上都是可行的。

关键词：水蓄冷；中央空调能耗；逐时冷负荷；移峰填谷

Abstract: Introduces Chiller water storage system for the building·Analyses its thermal properties in different work conditions with the data measured on site. Holds that the fire storage tank can also serve as a chilled water pool so to reduce operation costs·

Key words: Chiller water storage; Energy consumption of the Central air-conditioner; Hour by hour cold load; Remover floodtide fills in vale

中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：

一 工程概况

本工程位于合肥市，国际创新展示馆内设办公、多功能厅，展示中心等。其总用地面积约97378.64 m2,总建筑面积约 13982.87m2，空调面积9500 m2。建筑设有负1层及地上1层，负1层周边设有4个多功能厅，中部设有1个多功能厅，北部设有设备用房和办公用房；1层室外为广场，室内为中央多功能厅的入口平台。建筑物总高度15.095米，为二类公共文化建筑,系新建工程。

二 水蓄冷的设计概况

2.1 基本情况

空调用冷主要是空调用冷，全天24小时供冷，全年供冷天数约为240天。空调系统尖峰负荷580RT，全天空调总负荷为7894RTH，因为晚上不开机，适合建设水蓄冷系统。晚上开1台292RT主机6小时蓄冷，设计日冷负荷表如下：

图2-1 设计日逐时冷负荷图

2.2 建设蓄冷系统的可行性

根据合肥国际展馆实际的供冷能力和负荷分布的情况，以及建设布局和其管理理念，我们可以得出如下结论：

a、利用展馆的消防水池和旁边的库房空地改建为一座蓄冷消防两用水池；

b、其低谷时段的制冷能力处于闲置状态,有充分的能力实施低谷蓄冷；

c、严格的运行成本控制措施和管理制度,使展馆管理者本身具备降低中央空调系统运行成本和提高设备运行效率的内在动力。

因此,本项目完全具备建设蓄冷系统的基本条件。

2.3 蓄冷水池

中央空调水蓄冷的蓄冷水池有效容积为664m3。蓄冷水池的容积按下式（1-1）计算：

Q×K＝V ×η×Tz×C＝1752RTH （1-1）

式中：V为蓄冷水池实际容积，本项目为699m3；Q 为蓄冷量，(万kcal)；Tz为蓄冷水池进、出水温差，本项目为8℃（4—12℃）；η为水池的容积效率，%， 本项目为95%；K为冷损失附加率；一般取1.01～1.05（本项目K取1.04）C为水的热容量，万kcal /m3.℃（C=0.1）。

三 水蓄冷设计计算依据

3.1 全日负荷计算

全日负荷计算的数值与逐时负荷系数根据各建筑物的使用功能进行综合分析得到，再结合空调逐时冷负荷分布图及合肥市水蓄冷空调分时电价政策制定出设计日的水蓄冷空调的运行策略。

3.2 各负荷条件下的各时段的负荷及蓄冷、放冷和供冷的运行模式

3.2.1 100%负荷（典型日负荷）

100%负荷时最大负荷为580RT，此时，采用1台292RT主机蓄冷6小时,可以补充空调系统的电力高峰负荷6小时。

3.2.2 75%负荷（非典型日负荷）

75%负荷时最大负荷为435RT，此时采用1台292RT主机蓄冷6小时，可以移除空调系统的电价高峰时段负荷2小时,补充电价高峰时段负荷6小时。

3.2.3 50%负荷（非典型日负荷）

50%负荷时最大负荷为290RT，此时采用1台292RT主机蓄冷6小时，可以移除空调系统的电价高峰时段负荷6.4小时。

3.3 经济性分析

由于在执行分时电价的条件下,建设水蓄冷空调系统，运行中本着节约成本的目的，以下分析是基于保证良好的供冷温度出发给出的理论分析值。

其中负荷状态年分布天数按以下计算：100%负荷运行状态，60天/年；75% 负荷运行状态，120天/年；50%负荷运行状态，60天/年。

表3-1运行费用比较

从上表可以看出机房部分预计每年电量约114万度，建设水蓄冷系统，每年可以减少28.6万KWh的高峰用电量,增加29.0万KWh低谷用电量。节省率=(13.63/67.18)×100%≈20.29%。

四 结论

通过我们对合肥市的用电调查和对电力公司的了解，在合肥市实施用电需求侧移峰填谷的工作是十分迫切的，政府及电力部门都是十分支持的。我们认为，在实施中央空调附加蓄冷系统后合肥国际展馆有如下收益：

1. 空调蓄冷后,水蓄冷技术改造的投资额度：84万元。

2. 采用蓄冷消防两用水池，空调蓄冷后，还可满足一定的扩容供冷需求。

3. 由于蓄冷后，其运行方式符合电力政策导向，其实际使用的综合电价将下降；同时，由于夜间气温低、主机大部分时间在满负荷运行等因素,每年亦可节省一定的运行电量。年节省运行电费额度为：13.63万元，30年节能效益为：408.89万元，节省率达20.29%。

4. 中央空调在采用水蓄冷系统后，其系统制冷安全性将得到极大的提高，蓄冷水池可作为备用冷源应急使用，制冷机组的操作频率和维修费用将下降，机组满负荷制冷的运行状态比率将大幅度提高。制冷系统由于运行效率的提高和维护费用的下降，可降低维护成本。多投资部分7.9年就可回收。总增加投资的回收期：84/13.63=6.16年。

综上所述，建设中央空调水蓄冷系统效益明显，实施水蓄冷改造在技术上和经济上都是切实可行的。建议展馆实施该项目。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。