關于某辦公樓空調方式的選擇對比一、前言廈門某多層辦公樓在空調設計之初,鑒于廈門峰谷電價的優惠政策，一些蓄冷設備廠家向業主推薦蓄冰空調系統，設計院向業主提供的方案中也指出：如果合理地進行蓄冰空調系統的設計，可以帶來運行上的經濟實惠。二、蓄冰空調的意義在常規空調設計中，冷水主機及輔助設備均按尖峰負荷來選配，這不僅使空調系統的電力容量增大，而且使得主機等空調設備在絕大部分情況下均處于部分負荷狀態運行，顯得很不經濟。相對而言，蓄冰空調可以減少冷水機組、水泵、冷卻塔等的數量與裝機容量，同時可以轉移用電高峰，均衡電網峰谷負荷，充分利用電網谷荷廉價力，并通過電腦控制大大節約運行費用。三、系統的一次投資及運行費用比較由于蓄冰空調和常規空調在一次投資和運行費用方面存在差別，蓄冰空調是否適合本工程，本文就此對兩種空調系統從初投資、運行費用、回收年限方面進行比較加以說明。本工程夏季空調最大冷負荷是2518kw，冬季無采暖要求。設計使用空調時間為9.5小時（8:00~17:30），設計日逐時負荷計算如圖1所示：方案1：選用雙工況水冷螺桿機組、蓄冰鋼盤管中央空調系統；方案2：常規電制冷中央空調系統；1廈門市分時電價政策（2002年）單位：元/kwh時段電價高峰時段（8:00~11:30,14:30~17:30,19:00~21:00）0.994平峰時段(7:00~8:00,11:30~14:30,17:30~19:00,21:00~23:00)0.68低谷時段(23:00~7:00)0.3032一次投資的比較2.1方案1：蓄冰空調2.1.1方案分析蓄冰空調有兩種運行策略，即主機優先和融冰優先。所謂主機優先就是在空調系統運行時，主機滿負荷運行，冷量不足部分由融冰補足，其優點是：所需主機及蓄冰設備容量最小；但運行費用較融冰優先高。所謂融冰優先就是在空調系統運行時，蓄冰設備滿負荷運行，冷量不足部分由主機補足，其優點是：更能利用低谷電價，運行費用最?。坏柚鳈C及蓄冰設備容量較大?？紤]到主機優先的初投資更低，所以本方案在設計之初采用主機優先的運行策略；但在實際運行過程中，由于多數時間內建筑物冷負荷都小于最大設計冷負荷，因此可根據實際所需冷負荷逐步減少主機開機臺數，直至全量融冰運行策略。2.1.2機組選型根據工程實際情況，本方案采用水冷雙工況螺桿式機組配蓄冰鋼盤管的形式，因為螺桿式冷水機組穩定性好，效率高；蓄冰鋼盤管可用于低溫送風，降低空調房間的相對濕度，提高了熱舒適，空調品質好，同時也可以減少末端系統投資。2.1.3大樓采用主機上游串聯形式的蓄冰空調系統，設計運行模式為主機優先（見圖2）。2.1.4蓄冰空調方案配置及投資估價經技術分析，本工程的蓄冰模式采用分量蓄冰模式，選用2臺制冷量為880/610kw的雙工況制冷機組用于供冷與制冰，制冰時間23：00~7：00，蓄冰量9140kwh，滿足大樓的空調要求。該方案機房的設備配置與技術參數詳見表1。表1蓄冰空調方案主要設備配置與概算表序號名稱型號規格數量功率(kw)總功率(kw)單價(萬元)總價(萬元)備注1雙工況制冷機組880/610kw2195/199390/39863126約克2冷卻塔200m3/h25.5113.77.4菱電3冷卻水泵200m3/h，20m218.5370.91.8山東博山4乙二醇泵163m3/h，22m215302.44.8丹麥格蘭富5冷凍水泵200m3/h，32m330901.283.84山東博山6板式換熱器1167kw31133阿法拉伐7蓄冰鋼盤管9140kwh138.2106.68乙二醇(含防腐劑)25%21噸0.7515.79控制系統PLC1套4343西門子10工程費用50合計5963922.2方案2：常規空調表2常規空調方案主要設備配置及概算表序號名稱型號規格數量功率(kw)總功率(kw)單價(萬元)總價(萬元)備注1水冷螺桿機組1320kw2246492106212約克2冷卻塔300m3/h211221122菱電3冷卻水泵300m3/h，20m237741.83.6山東博山4冷凍水泵300m3/h，32m245901.923.84山東博山5控制系統13030西門子6工程費用45合計6783163年運行費用計算3.1計算說明：本大廈空調使用季節設計為四月下旬至十一月上旬之間，每月按22/23天計算。經逐日冷負荷計算統計,最大冷負荷（設計日）集中在七月下旬至九月上旬之間，按38天計算；六月至七月中旬、九月中旬至十月上旬，逐日冷負荷約為最大負荷的75%，按60天計算；四月下旬到五月末、十月中旬至十一月上旬逐日冷負荷約為最大冷負荷的40%，按52天計算。3.2蓄冰空調年運行費計算3.2.1運行策略本工程的蓄冰系統按主機優先模式設計,在空調的大部分使用時間內按優化控制或全融冰供冷模式運行。⑴設計日結合空調逐時冷負荷分布及廈門市的電價政策，設計日白天蓄冰空調按兩臺主機和蓄冰盤管聯合運行，運行方式及逐時冷負荷分布如圖3所示，具體按以下4種工作模式運行：a.雙工況主機制冰模式（23:00~7:00）這期間兩臺雙工況主機全力制冰，至7:00時系統總制冰量達到9180kwh，制得的冰量儲存在蓄冰裝置中。b.兩臺主機與蓄冰裝置聯合供冷模式（11:00~17:30）這期間兩臺主機在空調制冷工況下運行，滿足大樓一部分冷負荷的需求，其它的冷負荷由融冰滿足。c.一臺主機與蓄冰裝置聯合供冷模式（8:00~9:0010:00~11:00）這期間大樓所有的空調冷負荷由一臺主機和融冰提供，不需開啟另一臺主機。d.單融冰供冷模式（9:00~10:00）這期間大樓所有的空調冷負荷由融冰提供，不需開啟主機。⑵75%設計日冷負荷蓄冰空調運行方式如圖4所示，具體按以下4種工作模式運行：a.雙工況主機制冰模式（23:00~7:00）這期間兩臺雙工況主機全力制冰，至7:00時系統總制冰量達到9180kwh，制得的冰量儲存在蓄冰裝置中。b.兩臺主機與蓄冰裝置聯合供冷模式（11:00~14:00）這期間兩臺主機滿足大樓一部分冷負荷的需求，其它的冷負荷由融冰滿足。c.一臺主機與蓄冰裝置聯合供冷模式（14:00~15:0016:00~17:30）這期間大樓所有的空調冷負荷由一臺主機和融冰提供，不需開啟另一臺主機。d.單融冰供冷模式（8:00~11:00）這期間大樓所有的空調冷負荷由融冰提供，不需開啟主機。⑶40%設計日冷負荷蓄冰空調運行方式如圖5所示，具體按以下2種工作模式運行：

a.雙工況主機制冰模式（23:00~7:00）這期間兩臺雙工況主機全力制冰，至7:00時系統總制冰量達到9180kwh，制得的冰量儲存在蓄冰裝置中。b.融冰供冷模式（8:00~17:30）這期間大樓所有的空調冷負荷由融冰提供，不需開啟主機。3.2.2蓄冰空調系統運行費⑴設計日蓄冰空調系統運行費（見表3）表3設計日負荷系統運行能耗表100%負荷能耗雙工況機組(kw)乙二醇泵(kw)冷凍水泵(kw)冷卻水泵(kw)冷卻塔(kw)小時能耗(kw)小時電費(元)23:00~0:00398300371147614423:00~1:0039830037114761441:00~2:0039830037114761442:00~3:0039830037114761443:00~4:0039830037114761444:00~5:0039830037114761445:00~6:0039830037114761446:00~7:0039830037114761447:00~8:0000000008:00~9:00195156018.55.52942929:00~10:000306000908910:00~11:00195309018.55.529429211:00~12:003903090371155837912:00~13:003903090371155837913:00~14:003903090371155837914:00~15:003903090371155855515:00~16:003903090371155855516:00~17:003903090371155855517:00~17:3039030903711279277合計81134904⑵75%設計日蓄冰空調系統運行費（見表4）表475%設計日負荷系統運行能耗表75%負荷能耗雙工況機組(kw)乙二醇泵(kw)冷凍水泵(kw)冷卻水泵(kw)冷卻塔(kw)小時能耗(kw)小時電費(元)23:00~0:00398300371147614423:00~1:0039830037114761441:00~2:0039830037114761442:00~3:0039830037114761443:00~4:0039830037114761444:00~5:0039830037114761445:00~6:0039830037114761446:00~7:0039830037114761447:00~8:0000000008:00~9:00030600090899:00~10:000306000908910:00~11:000306000908911:00~12:003903060371152735812:00~13:003903060371152735813:00~14:003903060371152735814:00~15:00195306018.55.530930715:00~16:000306000908916:00~17:00195306018.55.530930717:00~17:30195306018.55.5162161合計65293357⑶40%設計日蓄冰空調系統運行費（見表5）表540%設計日負荷系統運行能耗表40%負荷能耗雙工況機組(kw)乙二醇泵(kw)冷凍水泵(kw)冷卻水泵(kw)冷卻塔(kw)小時能耗(kw)小時電費(元)23:00~0:00398300371147614423:00~1:0039830037114761441:00~2:0039830037114761442:00~3:0039830037114761443:00~4:0039830037114761444:00~5:0039830037114761445:00~6:0039830037114761446:00~7:0039830037114761447:00~8:0000000008:00~9:00015300045459:00~10:000153000454510:00~11:000153000454511:00~12:000153000453112:00~13:000153000453113:00~14:000153000453114:00~15:000153000454515:00~16:000153000454516:00~17:000153000454517:00~17:30015300022.522合計423615373.3小結：?蓄冰空調系統年運行費用為：4904×38+3357×60+1537×52=46.8萬元/年?常規空調系統年運行費用運行說明：由于常規電制冷空調主機為多機頭，其控制范圍在0-40%-75%-100%之間，故此系統可按如下公式計算常規電制冷空調系統運行費用：(492×1.00+22+74+90)×（6×0.994+3.5×0.68）×38+(492×0.75+22+74+90)×（6×0.994+3.5×0.68）×60+(246×1.00+11+37+45)×（6×0.994+3.5×0.68）×52=64萬元/年3.4回收期計算內容a常規空調b蓄冰空調偏差尖峰冷負荷kw251825180空調主機容量kw26371760-30%空調機房設備用電功率kw678596-12%空調機房設備配電容量kVA810710-12%一次投資1.空調主機（萬元）3163922.空調末端費用（萬元）1901903.空調主機增容費（萬元）18.204.空調主機配電設施費（萬元）52.746.2-