湖北曙光软件园研发楼空调方案的比较

2016年10月23 09:51:33 来源:艾肯空调制冷网

赖学江、樊卜源、李锐

(湛江海洋大学工程学院热能动力系 广东 湛江 524025)

一、前言

为了有效地、经济地使用现有能源,改善电力供需矛盾,目前采用的主要技术措施是电力负荷的“移峰填谷”,即用电高峰段付多钱。武汉市电力部门实施分时计费和峰谷电价制度,分时计费标准见表1

表1 武汉市分时计费标准 (元/kWh)

电价段 分段时间 计费标准
低谷段 0:00~7:00 0.22
高峰段 7:00~11:00 19:00~22:00 0.88
平段 11:00~19:00 0.55

湖北曙光软件园研发楼空调面积19600m2。空调冷负荷峰值3000kW,日冷负荷:25740kWh,空调热负荷峰值2600kW。典型设计日(最大负荷日)冷负荷如图1所示。

为降低空调运行费对该办公楼空调系统进行改造选用水源热泵。简要介绍了空调系统设计,包括机房设计水源水系统、水泵、水管、水井口装置等设计。改造后系统冬夏运行费降低一半以。

二、空调方案技术经济分析

2.1 方案A:冰蓄冷空调方案

由典型设计日负荷图可知,本项目无夜间冷负荷,白天冷负荷较大,负荷具有明显的峰谷特性,且由于建筑物自身功能决定了其白天负荷和具有波动性和瞬时性,因此我们推荐采用冰蓄冷中央空调方式,既符合国家相关电力政策,可直接享受峰谷电价的优惠,又能确保整个空调系统的舒适性、可靠性。从最经济的角度出发,我们选用双蓄双供的蓄冰中央空调系统,即两台主机在夜间蓄冰,在白天则根据负荷要求进行供冷。

该系统的优点是:(1)可以最大限度地减少主机容量,而获取大的蓄冷量,从而达到经济运行的目的。(2)夜间由两台主机同时蓄冷,白天则尽可以使用蓄冰罐供冷,100%负荷时,由两台主机和蓄冰罐同时供冷,75%负荷时,由一台主机和蓄冰罐同时供冷,40%负荷时,由蓄冰罐供冷。蓄冰时间:共计10小时(典型设计日),装机容量降低了48%,蓄冷量10012kWh。(3)另外本方案采用人工湖水为夏季制冷、蓄冰的冷却水源,冬季作为热泵运行的低位热源,即省去了冷却塔,又达到比风冷热泵更佳的制热效果。

冰蓄冷空调冷冻站设备及功率见表2。

表2 蓄冷站设备及功率

项目 设备容量 数量 总功率(kW)
1 主机 808 2 346
2 冷冻水泵 260m3/h 2 90
3 冷却水泵 190m3/h 2 60
4 冷却塔 250m3/h 2 15
5 乙二醇溶液泵 160m3/h 2 30
6 乙二醇溶液泵 290m3/h 2 110
7 板式换热器 3000kW 1
8 蓄冰设备 94m3 2
9 乙二醇 23吨
10 自控系统
11 中央热水机组 1396kW 2 7
12 储油罐 10m3 1
13 供油系统
合计 636

2.2 方案B:水源热泵方案

水源热泵冷冻站设备及功率见表3。

表3 水源热泵设备及功率

项目 设备容量 数量 总功率(kW)
1 主机 1550 2 622
2 冷冻水泵 260m3/h 2 90
3 冷却水泵 260m3/h 2 90
4 备用电锅炉 90万kcal/h 1 1035
5 自控系统
合计 1837

说明:由于冬季的低位热源为人工湖水,当湖水温度低于8℃时需启用锅炉辅助加热。据统计武汉市湖水最低温度为5℃的湖水加热到8℃

2.3 方案C:风冷热泵方案(设备及功率见表4)

表4 风冷热泵方案(设备及功率见表4)

项目 设备容量 数量 总功率(kW)
1 主面 560.5 6 960
2 冷冻水泵 100m3/h 6 90
3 自控系统
合计 1050
4 备用电锅炉 90万kcal/h 6 2070

说明:由于气温低于-5℃时主面不能工作,备用电锅炉根据用户意见安装。

表5 夏季100%、75%、40%负荷的日运行费用

时段 主机功率(kW) 冷却泵功率(kW) 冷冻泵功率(kW) 乙二醇初级泵功率(kW) 乙二醇次级泵功率(kW) 总功率(kW) 电价(元/kWh) 电费(元)
100%负荷
0~7 320 60 0 30 0 410 0.22 631.4
7~8 0 0 0 0 0 0 0.88 0
8~11 334 60 90 30 110 624 0.88 1647.36
11~18 334 60 90 30 110 624 0.55 2402.4
18~19 320 60 0 30 0 410 0.55 225.5
19~22 0 0 0 0 0 0 0.88 0
22~24 320 60 0 30 0 410 0.55 451
合计: 5357.66
70%负荷
0~7 320 60 0 30 0 410 0.22 631.4
7~8 0 0 0 0 0 0 0.88 0
8~11 167 30 90 15 55 357 0.88 942.48
11~18 167 30 90 15 55 357 0.55 1374.45
18~19 320 60 0 30 0 410 0.55 225.5
19~22 0 0 0 0 0 0 0.88 0
22~24 320 60 0 30 0 410 0.55 451
合计: 3624.83
40%负荷
0~7 320 60 0 30 0 410 0.22 631.4
7~8 0 0 0 0 0 0 0.88 0
8~11 0 0 45 0 55 100 0.88 264
11~18 0 0 45 0 55 100 0.55 385
18~19 320 60 0 30 0 410 0.55 225.5
19~22 0 0 0 0 0 0 0.88 0
22~24 320 60 0 30 0 410 0.55 451
合计: 1956.9

表6 冬季100%负荷的日运行费用(油价按2.8元/升)

时段 锅炉功率(kW) 耗油量(升) 冷冻泵(kW) 总功率(kW) 油费(元) 电价(元/kWh) 电费(元) 运行费(元)
8~11 15 162.5 90 105 455 0.88 92.4 547.4
13~18 15 162.5 90 105 455 0.55 57.75 512.75
14~15 15 162.5 90 105 455 0.55 57.75 512.75
15~16 15 162.5 90 105 455 0.55 57.75 512.75
16~17 15 162.5 90 105 455 0.55 57.75 512.75
17~18 15 162.5 90 105 455 0.55 57.75 512.75
合计: 3111.15

表7 各制冷系统经济比较

项目 蓄冷水源热泵 水源热泵 风冷热泵
夏季100%负荷日运行费用(元) 5357.66 7057.6 8958.4
夏季75%负荷日运行费用(元) 3624.83 6351.84 6344.8
夏季40%负荷日运行费用(元) 1956.9 3528.8 3810.4
冬季100%负荷日运行费用(元) 3111.15 7057.6 9240
设备初投资(元) X 92.5%X X
电力贴费、建设费(万元) 15.9 91 51.2
年运行费用(万元) 夏季 38.6 64.6 68.7
冬季 32.4 43.8 57.2

说明:水源热泵空调、风冷热泵空调无电价优惠,按0.88元kWh(参考省电力局政策)

2.4 冰蓄冷方案日运行费用

夏季100%、75%、40%负荷的日运行费用,见表5。冬季100%负荷的日运行费用(油价按2.8元/升),见表6。

三、各制冷系统经济比较

夏季制冷:夏季空调使用时间120天,100%负荷15天,75%负荷60天,40%负荷45天。

冬季制热:冬季空调使用时间100天,100%负荷10天,75%负荷45天,40%负荷45天。

各制冷系统经济比较见表7。

由表7看出,三种方案的初投资相差不大,但年运行费用相差甚远,方案A远低于方案B、C。方案A的冷冻机、蓄冰球、板式换热器由CIAT公司提供,系统匹配性能好,保证了系统运行的可靠性。与盘管蓄冷器相比,STL系统流通面积大,不易阻塞、腐蚀及结垢;即使有个别蓄冰球破裂也不影响系统性能,而盘管蓄冷器若管路一处破裂将导致蓄冰失败;由于蓄冷球换热表面积大和独特的蓄冷液配方,STL蓄冷系统具有很大的换热能力,可在短时间大量放冷,使系统更具弹性。所以,方案A为曙光软件园研发楼的最佳方案。


手机版查看本网页

微信公众号

个人微信

手机:13007606916
13223029089
电话:0371-60957609
联系人:赵经理
QQ:9797618


友情链接

地址:中国·郑州金水区 热线:13007606916,13223029089/ 0371-60957609 E-Mail:mqlbh2016@126.com, QQ:9797618
在线客服:QQ:9797618
Sitemap 网站地图