大连保佳大厦冰蓄冷空调设计
1引言
近年来，随着经济的高速发展，人们对生存环境的要求不断提高，中央空调的迅猛发展对电网平衡提出了严峻的挑战。为推动蓄冷空调技术在我国的广泛推广并保证其正确实施，国家经贸委办公厅已颁文件国经贸厅技[1997]298号，其中将冰蓄冷空调作为今后的重点发展项目。1998年底颁布的国务院文件国发[1998]32号文及华北电管局华北电集营[1998]30号文中更强调了“为缓解高峰用电对电网安全稳定运行的压力，保证经济发展和人民生活水平提高对电网的需要，要加大推行拉开峰谷电价的力度，鼓励用户采用节电技术措施，鼓励用户多用低谷电，加快推广蓄冷空调等削峰填谷的技术措施”[1]。在国家多项政策的支持下，加上蓄冷空调又能给用户带来极大的好处，近年来冰蓄冷空调已经得到了广泛的运用。归纳起来，冰蓄冷空调有如下优点：
（1）平衡电网峰谷荷，可减缓电厂和输变电设施的建设；
（2）制冷主机容量减少，可减少空调系统电力增容费和供配电设施费；
（3）利用电网峰谷荷电力差价，降低空调运行费用；
（4）冷冻水温度可降到1～4℃，可实现大温差、低温送风，节省水、风输送系统的投资和能耗。
（5）相对湿度较低，空调品质提高，可防止中央空调综合症；
（6）具有应急冷源，空调可靠性提高。
2工程概况
大连保佳大厦位于大连市中山广场金融办公区，是一座现代化高档写字楼。地上17层，地下2层，建筑高度58m，总建筑面积为24000m2，设计日尖峰负荷为2200kW，全日累计负荷14100kWh。本工程于1998年由大连市建筑设计研究院设计，由于某种原因，主体施工完成后，停建二年。2001年工程重新起动时，将原设计的常规空调形式改为蓄冰空调方式。于2001年8月完成设计。2002年2月竣工。
2.1原常规空调主要设备和参数
2.2冰蓄冷空调主要设备和参数
在保留原有的设备的基础上，增加了乙二醇溶液循环泵、乙二醇溶液-水换热器、蓄冰盘管，原有的冷水机组、冷却水泵均改为1用1备，提高了系统的可靠性。
蓄冰装置是冰蓄冷空调的一个重要组成部分，蓄冰装置的好坏直接影响到空调系统的性能，通过对各种蓄冰装置的对比，选择了杭州华电华源公司生产的导热塑料盘管蓄冰装置。它具有以下特点：
（1）槽体为长方形，布置紧凑，节约空间；
（2）采用导热塑料，导热性能好、重量轻、不腐蚀；
（3）传热面积大，结冰、融冰速率稳定，能提供稳定的低温融冰出口温度（2℃）；
（4）载冷剂管内循环，用量少；
（5）结冰厚度薄，制冷主机效率高；
（6）采用不完全冻结，载冷剂出口温度稳定，能实现大温差低温送风空调；
（7）储冰盘管优化组合，流量分配较均匀；
（8）储冰装置由基本储冰盘管单元拼装连接组成，结构尺寸可以调节，空间适应性强，外结冰型式，无内应力，使用寿命长，设计使用寿命30年。
2.3冰蓄冷机房流程
本系统采用了制冷机上游串联流程（见图1），可提高乙二醇溶液的温差，减小乙二醇溶液的流量，即能减小管路的投资以及水泵的能耗。采用制冷机上游，使其在制冷过程中保持较高的效率。为使各蓄冰槽流量分配均匀，乙二醇溶液管路采用了同程连接。
3运行费用对比分析
3.1蓄冷空调运行费用
由于空调尚未运行，运行费用只能根据设计参数进行估算。因常规系统与冰蓄冷系统在末端耗电基本一致，因此在对比分析中不考虑冷冻水泵与末端系统的电耗。按照设计要求，冰蓄冷系统在22:00～5:30期间制冰，其中22:00～5:00为低谷电价，5:00～5:30为平峰电价；在8:00～11:00高峰电价时段全融冰运行；在11:00～17:00平峰电价时段，开一台冷水机组。各时段制冷量如下表3所示，大连市电费结构见表4。
时段I，22:00～5:00开启设备为1台冷水机组、1台乙二醇泵、1台冷却水泵、1台冷却水塔。运行费为：（262＋45＋37＋5.5×2）×7×0.365＝907.025元
时段II，5:00～5:30开启设备与22:00～5:00时段I一样。运行费为：（262＋45＋37＋5.5×2）×0.5×0.73＝129.575元
时段III，8:00～11:00开启设备为1台乙二醇泵。运行费为：45×3× ;1.09＝147.15元
时段IV，11:00～17:00开启设备为1台冷水机组、1台乙二醇泵、1台冷却水泵，1台冷却水塔。运行费为：（262＋45＋37＋5.5×2）×6×0.73＝1554.9元
冰蓄冷空调全日运行费用为907.025＋129.575＋147.15＋1554.09＝2738.65元
3.2常规空调运行费用
常规空调夜间停机，在8:00～11:00高峰电价时段，开1台冷水机组；11:00～17:00平峰电价时段，开2台冷水机组。各时段耗电量与电费如下。
时段I，8:00～11:00开启设备为1台冷水机组、1台冷却水泵，冷却水塔1个风机。运行费为：（262＋37＋5.5×2）×3×1.09＝1013.7元
时段II，11:00～17:00开启设备为2台冷水机组、2台冷却水泵，2台冷却水塔。运行费为：（262＋37＋5.5×2）×6×0.73×2＝2715.6元
常规空调全日运行费用为1013.7＋2715.6＝3729.3元
由此可得，冰蓄冷空调设计日节省运行费用为3729.3－2738.65＝990.65元元。
4结语
由常规空调改为蓄冷空调后，提高了空调运行的可靠性，其一，冷水机组与水泵都变成了1用1备，在1台设备损坏后仍能保证提供空调负荷；其二，如果遇到临时停电，只要自备发电能提供水泵运行即可用融冰来提供冷量，不需开冷水机组。
通过计算，将常规空调改为蓄冷空调后，设计日节省运行费用约1000元，全年约节约10万元。
参考文献
[1]张永铨.国内外冰蓄冷技术的发展与应用[A].中国制冷学会.新世纪中国蓄冷空调技术研讨会论文集[C].1999.
