鋼盤管內(nèi)融冰系統(tǒng)與外融冰系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟分析摘要：本文介紹了鋼盤管內(nèi)融冰與外融冰蓄冷系統(tǒng)的技術(shù)特點，通過具體工程實例的分析來說明內(nèi)融冰和外融冰方案的經(jīng)濟技術(shù)對比分析和方案確定過程。對內(nèi)、外融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資進行估算，根據(jù)負荷計算結(jié)果推算出各設(shè)備的逐時耗電量，乘以相對應(yīng)的分時電價后，計算出不同負荷率下的逐時電力成本，匯總后得出全年電力成本。采用比較現(xiàn)金流量法，從項目的存續(xù)壽命全過程分析兩個方案的在經(jīng)濟上的優(yōu)劣。計算結(jié)果說明：雖然采用外融冰比采用內(nèi)融冰方案在運行費上有所節(jié)省，但是所節(jié)省的運行費仍不能夠在項目整個壽命期間內(nèi)將多投資的部分回收，在這種情況下選擇內(nèi)融冰的方式在經(jīng)濟上更加合理。關(guān)鍵詞：內(nèi)融冰 外融冰 NPLV 經(jīng)濟性 61. 前言冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)㈦娏π枨髲姆宥无D(zhuǎn)移到谷段，均衡電網(wǎng)用電負荷, 同時為用戶節(jié)省運行費用，是夏季電力調(diào)峰的一種有效方式，具有重大的社會效益和經(jīng)濟利益，近年來在國內(nèi)逐漸得到推廣。冰蓄冷系統(tǒng)有多種形式，不同形式的冰蓄冷系統(tǒng)初投資和運行管理費用各不相同。鋼盤管內(nèi)融冰和外融冰蓄冷系統(tǒng)是由沉浸在充滿水的貯槽中的鋼盤管構(gòu)成結(jié)冰載體的一種蓄冰系統(tǒng)。充冷時，低溫載冷劑乙二醇溶液在盤管內(nèi)循環(huán)，將盤管外表面的水逐漸冷卻至結(jié)冰。由于乙二醇溶液在管內(nèi)循環(huán)，容量小，流速高，傳熱好，不易滲漏，系統(tǒng)安全可靠性高，在蓄冰空調(diào)工程中得到廣泛的應(yīng)用。2. 外融冰方式的技術(shù)特點外融冰方式釋冷時，由溫度較高的空調(diào)回水，直接進入蓄冰槽內(nèi)循環(huán)流動，使盤管外表面的冰層自外向內(nèi)逐漸融化。貯槽一般為開式，為了使融冰均勻，在貯槽底部設(shè)置壓縮空氣攪拌管道，用清潔的壓縮空氣氣泡增加水流擾動，提高換熱效率。外融冰方式，由于溫度較高的冷凍水回水與冰直接接觸, 融冰釋冷速度快，可以在較短的時間內(nèi)制出大量的低溫冷凍水，可以更靈活地安排運行策略，最大限度地節(jié)省運行費用。特別適合于短時間內(nèi)要求冷量大、溫度低的場所。3. 內(nèi)融冰方式的技術(shù)特點內(nèi)融冰方式釋冷時，經(jīng)空調(diào)負荷加熱的高溫載冷劑在盤管內(nèi)循環(huán)，將盤管外表面的冰逐漸融化，使載冷劑降溫，以供用戶需要。與外融冰方式相比，內(nèi)融冰方式可以避免外融冰方式由于上一周期蓄冷循環(huán)時，在盤管外表面可能產(chǎn)生剩余冰，引起傳熱效率下降，以及表面結(jié)冰厚度不均勻等不利因素，另外內(nèi)融冰系統(tǒng)為閉式流程，對系統(tǒng)的防腐及靜壓問題的處理都較為簡便、經(jīng)濟。但由于換熱面積僅為盤管表面，內(nèi)融冰的融冰釋冷速度較慢，在運行策略安排方面不如外融冰系統(tǒng)靈活，往往運行費用要高于外融冰系統(tǒng)。4. 內(nèi)、外融冰方式的方案比選內(nèi)融冰系統(tǒng)和外融冰系統(tǒng)各有自己的技術(shù)特點，對于具體的工程項目，是采用內(nèi)融冰還是外融冰蓄冷系統(tǒng)要通過技術(shù)經(jīng)濟比較來決策。下面以一個具體的工程，說明內(nèi)融冰和外融冰方案的對比分析和方案確定過程。4.1工程簡介北京某寫字樓，建筑面積約57500m2，地下3層，地上16層，建筑總高度65米。空調(diào)的使用時間4月15日至10月15日，每天的用冷時段為7:00-19:00。經(jīng)計算夏天空調(diào)的設(shè)計尖峰冷負荷為5109 kW（1453RT）。4.2北京電價政策簡介表4.1 北京市現(xiàn)行峰谷電價分時名稱價格時段分配峰段價格1.1045元/KWH8：0011：0018：0023：00平段價格0.7175元/KWH7：008：0011：0018：00谷段價格0.3525元/KWH23：007：004.3內(nèi)融冰系統(tǒng)4.3.1系統(tǒng)流程圖4.1 內(nèi)融冰主機上游串聯(lián)系統(tǒng)4.3.2內(nèi)融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表4.2 內(nèi)融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表序號設(shè)備名稱主要參數(shù)數(shù)量投資(萬元)1單蒸發(fā)器雙工況機組490RT/345RT21802蓄冰盤管TSC-380M162313乙二醇泵流量374m/h, 揚程28m26.984冷卻水泵流量400m/h295板換900RT；289.26冷卻塔400m/h，2357乙二醇補水設(shè)備流量3m/h，揚程15m148配電設(shè)備67.4合計622.6上述設(shè)備中水泵、冷卻塔設(shè)備的使用壽命按12.5年計算，重置設(shè)備價格合計：50.98萬元。其余設(shè)備在項目壽命周期25年內(nèi)不需要重新購置。4.3.3年運行電費 圖4.2 100負荷設(shè)計日逐時負荷分布圖根據(jù)制冷時全年的逐日、逐時負荷率以及工藝設(shè)計所要求的運行策略進行逐時負荷計算，并根據(jù)負荷計算結(jié)果推算出各設(shè)備的逐時耗電量，乘以相對應(yīng)的分時電價后可計算出不同負荷率下的逐時電力成本，匯總后可得出全年電力成本。全年電費為83.4萬元。4.4外融冰系統(tǒng)4.4.1系統(tǒng)流程圖4.3 外融冰主機上游串聯(lián)系統(tǒng)4.4.2外融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表4.3 外融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表序號設(shè)備名稱主要參數(shù)數(shù)量投資(萬元)1單蒸發(fā)器雙工況機組490RT/345RT21802蓄冰盤管TSC-380M16274.03乙二醇/水板換900RT2104.44乙二醇泵流量374m/h, 揚程28m27.05水/水板換900RT251.26冷卻水泵流量400m/h, 揚程28m29.07冷卻塔400m/h235.08冷凍水分配泵流量420m/h, 揚程24m27.09乙二醇補水設(shè)備流量3m/h，揚程15m14.010配電設(shè)備67.4合計738.0上述設(shè)備中水泵、冷卻塔設(shè)備的使用壽命按12.5年計算，重置價格合計：58萬元。其余設(shè)備在項目壽命周期25年內(nèi)不需要重新購置。4.4.3年運行電費 圖4.4 100負荷設(shè)計日逐時負荷分布圖根據(jù)制冷時全年的逐日、逐時負荷率以及工藝設(shè)計所要求的運行策略進行逐時負荷計算，并根據(jù)負荷計算結(jié)果推算出各設(shè)備的逐時耗電量，乘以相對應(yīng)的分時電價后可計算出不同負荷率下的逐時電力成本，匯總后可得出全年電力成本。全年電費為78.2萬元。5. 經(jīng)濟性對比分析對外融冰方案和內(nèi)融冰方案進行經(jīng)濟比較的目的是從項目的存續(xù)壽命全過程分析兩個方案的在經(jīng)濟上的優(yōu)劣，進而判斷兩個方案的內(nèi)在的價值以便最終確定方案選擇。對上述兩個方案的經(jīng)濟比較采用比較現(xiàn)金流量法。以外融冰方案與內(nèi)融冰方案的初投資差額和項目壽命25年內(nèi)所發(fā)生的重置成本差額作為現(xiàn)金流出值；以外融冰方案與內(nèi)融冰方案在年運行費用上的差額作為項目壽命期25年內(nèi)所產(chǎn)生的收益現(xiàn)金流入值；通過采用動態(tài)現(xiàn)金流量計算方式計算出25年內(nèi)的累計凈現(xiàn)金流量NPV。計算結(jié)果：NPV-84.01萬元。 圖5.1 內(nèi)、外融冰方案經(jīng)濟比較計算結(jié)果說明：雖然采用外融冰比采用內(nèi)融冰方案在運行費上有所節(jié)省，但是所節(jié)省的運行費仍不能夠在項目整個壽命期間內(nèi)將多投資的部分回收，從而形成84.01萬元的虧損，即NPV-84.01萬元0。在這種情況下選擇內(nèi)融冰的方式在經(jīng)濟上更加合理。6、結(jié)論由于國內(nèi)生產(chǎn)廠家不具備雙工況雙蒸發(fā)器制冷機組的生產(chǎn)能力，在設(shè)計外融冰蓄冷系統(tǒng)時，只能選用雙工況單蒸發(fā)器的制冷機組與乙二醇/水板換集成的技術(shù)方案，增加了系統(tǒng)的初投資，此外，外融冰蓄冷系統(tǒng)為開式流程，與內(nèi)融冰蓄冷系統(tǒng)相比設(shè)計、操作、控制和運行維護較復(fù)雜。因此，對冷凍水溫沒有嚴格要求的單棟建筑的空調(diào)冷源，外融冰蓄冷系統(tǒng)不是很適合。外融冰蓄冷系統(tǒng)最大的優(yōu)點是能提供較低溫度的空調(diào)冷凍水，另一大優(yōu)點是取冷速度快。因此，外融冰蓄冷技術(shù)一般是區(qū)域供冷的首選技術(shù)。例如，北京中關(guān)村