某文化中心冰蓄冷中央空调系统方案

**文化中心冰蓄冷中央空调系统方案（一期空调总负荷17658kW合5022冷吨，使用系数不同，尖锋负荷13154kW合3741冷吨，一期方案配置——1台1400kW、及1台2800kW主机作为基载，2台2800kW双工况三级离心主机蓄冰，总装机容量9800kW，蓄冷量8500冷吨时，采用埋地槽6只，二期增加1台2800kW主机）目录冰蓄冷原理及设计原则—————————————————2冰蓄冷原理————————————————————————2冰蓄冷设计原则——————————————————————3蓄冰模式选择———————————————————————4蓄冰方式选择———————————————————————5工程概况及设计选型——————————————————7工程概况—————————————————————————7设计依据—————————————————————————7系统设计方案、流程与运行控制策略说明———————————13冰蓄冷空调系统主要设备选型————————————————18蓄冰系统与常规系统设备配置表———————————————22系统运行方式及运行费用————————————————24（一）、冰蓄冷中央空调负荷运行方式及日运行费用计算———————24（二）、常规中央空调负荷运行方式及日运行费用——————————26（三）、冰蓄冷中央空调与常规中央空调年运行费用计算———————27经济性分析比较表——————————————————28自动控制系统功能说明及设备清单————————————29冰蓄冷自动控制系统综述——————————————————29冰蓄冷系统运转模式————————————————————30现场控制PLC操作功能———————————————————32第一章冰蓄冷原理及设计原则一、冰蓄冷原理1、冰蓄冷中央空调的原理：冰蓄冷中央空调是指建筑物空调时间所需要冷量的部分或全部在非空调时间利用蓄冰介质的显热及其相变过程的潜热迁移等特性，将能量以冰的形式蓄存起来，然后根据空调负荷要求释放这些冷量，这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。当空调使用时间与非空调时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。在一般大楼中,空调系统用电量占总耗电量的35%--65%,而制冷主机的电耗在空调系统中又占65%--75%。在常规空调设计中，冷水主机及辅助设备容量均按尖峰负荷来选配，这不仅使空调系统的电力容量增大，而且使得主机等空调设备在绝大部分情况下均处于低效率的部分负荷状态运行，显得很不经济。空调负荷的分布在一年之内极不均衡，尖峰负荷约占总运行时间的6％－8％，如果设计中能选择与实际冷负荷相匹配的制冷机,而且让其在绝大多数情况下高效运行,这对空调系统节能是十分有利的。冰蓄冷从系统构成上来说只是在常规空调系统的基础上增加了一套蓄冷装置，其它各部分在结构上与常规空调并无不同，它在使用范围方面也与常规空调基本一致。2、冰蓄冷中央空调的意义：随着社会的发展，中央空调在大中城市的普及率日渐增高。据统计，空调高峰时用电量达到城市用电负荷的25%-30%，加大了电网的峰谷用电差。冰蓄冷中央空调之所以得到各国政府和工程技术界的重视，正因为它对电网有卓越的移峰填谷功能，是电力需求侧最有效的电能蓄存方法，全中国如果有300家3万平米商场采用空调，则相当于建设了一座30万千瓦的调峰电厂。冰蓄冷对于用户还有以下的一些突出优点：1、空调的出水温度低、制冷效果好，降温速度快。2、空调环境相对湿度较低，空调品质提高，有利于防止中央空调综合症。3、空调系统智能化程度高，可根据外界温度的变化自动调整冷量输出，冷量的利用率高，节能效果明显。4、空调系统全自动运行，空调自控系统与大楼的楼宇自控系统通过BA接口连接。可实现大楼空调系统的远程维护，为业主解决后顾之忧。5、利用峰谷荷电价差，平衡电网负荷。减少空调年运行费。6、减少冷水机组容量，降低一次性投资。7、在主机出现故障或系统断电的情况下，冰蓄冷相当于应急冷源，增强了系统的可靠性。8、当因为建筑功能变化或面积增加引起冷负荷增加时，只要增加冰槽内的冰球，即可满足大楼新增冷量需要。9、冷冻水温度可降低至1-4度，可以实现低温送风，节省水、风输送系统的投资和能耗。二、冰蓄冷设计原则1、经济蓄冰系统设计须依据影响初期投资及运行成本的各种因素综合考虑而确定，蓄冰空调系统中的蓄冰容量越大，初期投资越高，但可节约更多的运行成本，因而在方案设计时，须详尽研究系统的电力增容投资、峰谷电价结构及设备初投资等资料，以期达到最佳的经济效益，在降低初期投资的同时节约更多的运行成本，转移更多的高峰用电量。2、完整可靠评价蓄冰系统品质的最重要的依据是系统的整体效能及运行稳定性。进行系统设计时，须结合蓄冰系统的运行特点，优选各种设备，以使系统配合完美，符合整体运行要求。同时各种配套设备也要求能经受长期稳定工作的考验，减少对系统的维护，满足寿命要求。3、有效地利用空间与常规空调系统相比，蓄冰装置需占用较大的空间，由于美国CRYOGEL用于开式与闭式系统，故可以放置于冰槽、冰罐或地坑、阀基等其它各种可能的空间里，而冰槽、冰罐可放置于地面、屋顶或汽车道绿化带下面，从而不占用有效空间。台湾进口GEMINI盘管可以根据地下室的空间形状定制蓄冰槽，适应不同用户的需求。三、蓄冰模式选择1、全量蓄冰模式主机在电力低谷期全负荷运行,制得所需要的全部冷量。在电力高峰与平峰期,主机不需要运行，所需冷负荷全部由融冰来满足。优点：a.最大限度的转移了电力高峰期的用电量，白天系统的用电容量小。b.白天全天通过融冰供冷，运行成本低。缺点：a.系统的蓄冰容量、制冷主机及及相应设备容量较大。b.系统的占地面积较大。c.系统的初期投资较高。2、负荷均衡的分量蓄冰模式主机在设计日均以满负荷运行,在设计负荷日,当主机制冷量小于冷负荷量时,不足部分由融冰补充；主机在电力低谷期全负荷运行，制得所需要的全部冷量。优点：a.系统的蓄冰容量、制冷主机及相应设备容量较小。b.系统的占地面积较小。c.初期投资最小，回收周期短。缺点：a.仅转移了电力高峰期的部分用电量，白天系统还需较大的配电容量。b.运行费用较全量蓄冰高。冰蓄冷相对于其它空调方式，各有优缺点，具体某一建筑物来说，是否适宜采用蓄冰空调，要根据实际情况来决定。一般我们可按实际情况统计出一天甚至一年的空调冷负荷，并按常规空调及蓄冰空调的设计要求确定不同的设备容量，而后根据当地电力部门颁布的峰谷差价与实际运行能耗，计算这两种系统一次性综合投资值与各自的运行费用，只要冰蓄冷系统多发生的一次投资在3-5年能予以回收，采用冰蓄冷系统就是适宜的。而对于一些超大型的建筑物，由于制冷设备综合投资的减少要大于蓄冰装置设备费，冰蓄冷就更能显示其优越性了。本工程因场地原因推荐采用分量蓄冰模式。四、蓄冰方式选择冰球1、冰球式蓄冰为内融冰，冰球材料为单一材料，不存在热胀冷缩引起的缝隙，不容易破损，即便单个冰球破损，也不影响整个系统的使用效果，蓄冰系统维护简单。2、冰球式系统融冰速度快，尤其在融冰后期，冰球内部水的对流可加速融冰。3、冰球式系统蓄冰槽压降小，乙二醇溶液循环泵的功率很小，从而减少耗电。4、乙二醇用量较大，通常是盘管系统的3-5倍，投资较高。美国CRYOGEL蓄冰球美国CRYOGEL蓄冰球由于采用独特的凹坑设计，冰球中几乎没有空气，冰球可以悬浮在蓄冰槽的乙二醇溶液中，因而在整个结冰和融冰过程中，冰球球壳均可以自由运动，冰晶体在球内壁结冰后，由于球壳的运动冰晶不会附着在球壳内壁，而是脱离球壳悬浮在冰球上部，新的冰晶产生时不会有热阻，整个结冰和融冰过程大部分时间是动态过程，冰球内的冰不是一个整块冰，而是很多微小冰晶的动态堆积体，如同冰激凌，融化过程更快。*详见融冰性能曲线冰盘管(Ice-on-coil)——有内循环的蓄冰盘管技术（DynamicIce）特点：1、冰盘管为外融冰，乙二醇溶液从管内流，冰在管外生成，融化时，乙二醇溶液从管内流动，将管外的冰融化，融冰速度稳定。2、在蓄冰过程中，通过专利设计的内循环泵，使盘管外的水循环流动，提高了传热效率，也使得盘管外的冰结得更均匀；3、GEMINI盘管为工厂制作，100%试压，试压175Psi（12.2kg/cm2），可现场制作蓄冰槽，尤其适合改造项目；4、GEMINI盘管与主钢管为弹性连接，无硬性接头，接头部位不会老化，确保使用寿命长，故障率低，目前已经在台湾使用时间超过16年，在台湾有超过100家用户，在大陆已经有10个用户，目前所有用户均正常使用。第二章工程概况及设计选型一、工程概况（1）、工程名称：**文化中心冰蓄冷中央空调系统；（2）、地理位置：*****；（3）、建筑物类型：综合楼（餐厅、商场、写字楼、音乐厅等）综合楼群；（4）、需要空调的总建筑面积：一期：152855m2；其中地上部分146587平方米，地下部分（商场）面积6268平方米，地上部分包括：音乐厅面积21090平方米，开放时间19:00～23:00，商场面积38823平方米，营业时间9:00～21:30，餐厅3823平方米，营业时间为正常就餐时间，写字楼总面积82851平方米，开放时间9:00～17:30。（5）、空调运行情况：2006年气象记录33℃以上天数为15天（设计日负荷），30℃～33℃为56天（70%负荷日，按55天计算），25℃～30℃为50天（按过渡季节50%负荷日计算）；空调运行时间按照全年120天计算费用。二、设计依据（1）、同济大学吴喜平教授等所编著的《蓄冷技术和蓄热电锅炉在空调中的应用》；（2）、空调逐时冷负荷计算如下：空调区域建筑面积m2空调负荷指标W//m2空调负荷kW商场部分地上38823地下62681205410.92音乐厅部分210902004218写字楼部分82851907456.59餐厅部分3823150573.45二期（为写字楼，商场、公寓，按按面积各1//3取值）写字楼200000901800商场300001203600公寓1000060600则一期、二期各空调区域的冷负荷计算如下：（总累计计算冷负荷6758冷吨时）空调区域一期空调负荷kWW空调区域二期空调负荷kWW商场部分5410.92商场部分5410.92++3600音乐厅部分4218音乐厅部分3163.5写字楼部分7456.59写字楼部分7456.59++1800餐厅部分573.45餐厅部分573.45公寓部分公寓部分600一期合计17658.966二期合计23658.966（合6758冷吨）参考吴喜平教授著作中的逐时负荷系数，结合业主使用情况，取负荷系数如下：时段时间办公/物业公寓（上班日）商场音乐厅餐厅0：00-1：00000.350001：00-2：00100.350002：00-3：00200.350003：00-4：00300.350004：00-5：00400.450005：00-6：00500.450006：00-7：00600.50007：00-8：00700.30008：00-9：00800.30009：00-10：00090.70.30.50010：00-111：00100.890.30.760011：00-122：00110.910.30.800.712：00-133：00120.860.30.8800.8613：00-144：00130.860.30.9400.9714：00-155：00140.890.30.9600.515：00-166：00151.00.3100.516：00-177：00161.00.30.9600.517：00-188：00170.30.30.850.60.8718：00-199：001800.70.80.80.8119：00-200：001900.70.640.90.7520：00-211：002000.50.50.90.6521：00-222：002100.50.20.80.4822：00-233：002200.3500.6023：00-244：002300.35000其中写字楼空调使用时间：9:00～17:30公寓楼空调使用时间：全天（按上班日情况计算，假日与写字楼负荷平衡）商场空调使用时间：9:00～21:30音乐厅空调使用时间：19:00～23:00餐厅空调使用时间：11:00～22:000则空调逐时冷负荷计算如下：全日逐时冷负荷计算表（不含二期60000平米部分）单位:kW时段办公/物业公寓（上班日）商场音乐厅餐厅合计/kW0：00-1：000000001：00-2：000000002：00-3：000000003：00-4：000000004：00-5：000000005：00-6：000000006：00-7：000000007：00-8：000000008：00-9：000000009：00-10：00052200270500792510：00-111：00663604112001074911：00-122：0067850432904011151612：00-133：0064130476204931166713：00-144：0064130508605561205514：00-155：0066360519402871211815：00-16：00074570541102871315416：00-177：0074570519402871293817：00-188：002237045992531499986618：00-199：000043293374464816819：00-200：000034633796430768920：00-211：000027053796373687421：00-222：000010823374275473222：00-233：0000025310253123：00-244：00000000由于商场、办公楼、餐厅、音乐厅使用系数不同，尖峰冷负荷出现的时间不同，导致尖锋负荷由总冷负荷的17658kW（约5022冷吨）成为13154kW（约3741冷吨）。全日逐时冷负荷计算表（含二期60000平米部分）单位:kW时段办公/物业公寓（上班日）商场音乐厅餐厅合计/kW0：00-1：0002100002101：00-2：0002100002102：00-3：0002100002103：00-4：0002100002104：00-5：0002700002705：00-6：0002700002706：00-7：0003000003007：00-8：0001800001808：00-9：0001800001809：00-10：00064801804505001116510：00-111：0082381806848001526711：00-122：008423180720904011621412：00-133：007961180793004931656313：00-144：007961180847005561716714：00-155：008238180865002871735615：00-16：0009257180901102871873416：00-177：009257180865002871837417：00-188：002777180765925314991364618：00-199：000420720933744641146819：00-200：000420576737964301041320：00-211：00030045053796373897421：00-222：00030018023374275575222：00-233：000210025310274123：00-244：000210000210可见，由于商场、办公楼、餐厅、音乐厅的同时使用系数不同，尖峰冷负荷出现的时间不一样，导致尖锋负荷由总冷负荷的23658.96kW（合6758冷吨）成为18734kW（约5328冷吨）。则一期部分的空调逐时冷负荷如下：建筑物设计日逐时冷负荷分布表单位：RT时段逐时冷负荷时段逐时冷负荷0：00-1：00012：00-133：0033181：00-2：00013：00-144：0034292：00-3：00014：00-155：0034463：00-4：00015：00-166：0037414：00-5：00016：00-177：0036805：00-6：00017：00-188：0028066：00-7：00018：00-199：0023237：00-8：00019：00-200：0021878：00-9：00020：00-211：0019559：00-10：000225421：00-222：00134610：00-111：00305722：00-233：0072011：00-122：00327523：00-244：000合计37537全日总冷负荷37537冷吨时，其中高峰时间段总冷负荷13842冷吨时（RT-h）。空调负荷柱状图如下：包含二期部分的空调逐时冷负荷如下：建筑物设计日逐时冷负荷分布表单位：RT时段逐时冷负荷时段逐时冷负荷0：00-1：006012：00-13：00047111：00-2：006013：00-14：00048832：00-3：006014：00-15：00049363：00-4：006015：00-16：00053284：00-5：007716：00-17：00052265：00-6：007717：00-18：00038816：00-7：008518：00-19：00032627：00-8：005119：00-20：00029628：00-9：005120：00-21：00025529：00-10：000317621：00-22：000163610：00-11：000434222：00-23：00078011：00-12：000461123：00-24：00060合计52927全日总冷负荷52927冷吨时，其中高峰时间段总冷负荷18761冷吨时（RT-h）。空调负荷柱状图如下：（3）、优惠分时工业电价政策为：时段时间电价/kW.h备注谷时段23:00~次日日7:000.27元常规空调按1.11元平时段7:00—8:000；11:00—18:000.498元常规空调按1.11元峰时段8:00—11:000；18:00—23:000.72元常规空调按1.11元（4）、方案优化的依据采用蓄冰转移峰电节约运行费用的比例确定：在确定选用冰蓄冷系统后，采用蓄冰转移峰电节约运行费用的量取决于峰谷电价本身的价格差，由于空调主机制冰工况下运行时蒸发器冷冻水出口温度一般为-5.5℃，使得机组冷媒R-22蒸发温度下降，导致制冷主机制冷能力和制冷能效比COP值下降。如下R-22冷媒压缩制冷特性曲线示意图所示：常规工况单位冷媒气体的制冷能力为1-4，而蓄冰工况制冷量为1＇-4＇。等温蒸发过程蒸发温度344＇等温蒸发过程蒸发温度344＇焓值等温线22℃1s2压力液气饱和线过冷冷媒液体区气液混合区过热气体区13a1＇1s＇由于这是冷媒气体的压缩特性，各大主机生产厂家的制冷主机蓄冰工况下制冷能力下降的幅度基本相同，以特灵公司RTHDE3G3G3机组为例，机组在常规工况下制冷能力为1436千瓦（此时输入功率257.8kW）,而冷冻液温度在-5.0℃时，制冷能力仅为948千瓦（功率229.1kW），效率仅为常规工况下的4.138/5.57=74.28%，效率下降25%。从**市的峰谷电价时段划分可知，夜间低谷电力0.27元/kWh蓄冰如果应用于其他时段，其他时段的电费必须高于0.27/74.28%=0.36348元/kWh，另外由于蓄冰和融冰过程中乙二醇溶液初级、次级泵的耗电，约占主机耗电的20%，实际上其他时段的电费必须高于0.36348×120%=0.436176元/kWh时，利用低谷蓄冰量才会节省运行费用，由电力政策可见，所蓄的冷量只能应尽可能用于峰段，用于平段则运行费用节省量较小，蓄冰系统投资不经济。与当前0.72元/kWh的峰段电价差为：0.72-0.436=0.284元/kWh。即采用冰蓄冷转移低谷电到峰段每千瓦时可节约0.284元，节省的比例为39.444%(=0.284/0.72)，但相对于常规商业用中央空调电价的1.1元，节省量更可观。C、合理的蓄冰比例确定：从上两点可以看出，设计蓄冰系统的并非蓄冰量越大运行费用越节省，但最大蓄冷量以满足设计日高峰用电时段的总冷负荷为条件，即采用蓄冰量等于设计日高峰用电时段的总冷负荷时蓄冰系统的运行费用节省量最大，西安2006年气象记录33℃以上天数为15天（设计日负荷），30℃～33℃为56天（70%负荷日，按55天计算），25℃～30℃为50天（按过渡季节50%负荷日计算）；空调运行时间按照全年120天计算费用气温在25℃以下则可以直接引新风供冷。因此蓄冰量应该小于日间尖峰时间段总冷负荷的70%以下，同时蓄冰主机规格应该尽量增大到性能价格比更有优势的机型，尽量减少主机台数，从而降低采购、附件和安装的成本，方便维护。根据以上原则，为最大限度提高蓄冰槽利用率，我们建议合理的蓄冰量应该是接近：日间高峰用电时段总冷负荷的70%以下，即13842×70%=9689.4冷吨时，同时蓄冰量应保证在设计日的削峰能力，可根据情况，在选择能效比较高的主机和不增加主机台数的情况下，尽量增大蓄冰量。三、系统设计方案、流程与运行控制策略说明：1、设计方案与设计日运行策略（不考虑二期）考虑最佳蓄冷量为9689.4冷吨时，主机制冰时制冷量为：9689.4÷8=1211.175冷吨，则常规工况时总的制冷量1211.175÷65%=1863冷吨。参考特灵公司（TRANE）样本，采用性能价格比高的2台特特灵公司生产的CVHG-780型（新型号，见特灵公司2006年2月份样本）低温双工况机组作为双工况主机，蒸发器采用25%乙二醇溶液，在标准空调工况（11.6℃、7℃）下制冷量为2742kW（780.0冷吨），输入功率521kW；在制冰工况（-3.7℃，-6.7℃），制冷量为1758kW（500.0冷吨），输入功率476.0kW，平均蓄冰工况制冷量530冷吨（按-5.0工况计算）；参考特灵公司（TRANE）样本，选择一台基载机组CVHG-800，常规工况的制冷量为2812kW，输入功率521kW，考虑到低谷时间段空调负荷较低，另选一台制冷量为400冷吨的主机，型号RTHDE3G3G3，正式采购时选择部分负荷效率较高的机组，以提高在低谷时间段的运行效率，机组标准工况下输入功率260kW。则设计日运行策略如下：在9:00-17:00时段，以及夜间制冰时，双工况主机处于满负荷工作状态，在9:00-次日22:00时段，两台基载主机处于满负荷工作状态，电机工作效率最高，这样运转机组能效比COP值最高。设计日系统运行策略分配表单位：冷吨时段逐时负荷基载机组直供双工况机组直供蓄冰槽融冰双工况机组蓄冰0:00~1:0000010601:00~2:0000010602:00~3:0000010603:00~4:0000010604:00~5:0000010605:00~6:0000010606:00~7:000000010607:00~8:000000008:00~9:00000009:00~10::00225412001054010:00~111:0030571200156029711:00~122:0032751200156051512:00~133:0033181200156055813:00~144:0034291200156066914:00~155:0034461200156068615:00~166:0037411200156098116:00~177:0036801200156092017:00~188:00262612001426018:00~199:0020831200883019:00~200:0019171200717020:00~211:0016851200485021:00~222:00110611060022:00~233:005405400023:00~244:00001060合计36157=SUM(ABOVE)160461548546268480（1）双工况主机制冰模式（23:00-次日7:00）:最大额定蓄冰量为8480RTh。（2）双工况主机+蓄冰槽融冰联合供冷模式（9:00-17:00）（3）双工况主机单独供冷模式（9:00-10:00及17:00-21:00）2、设计方案与设计日运行策略（考虑二期）考虑二期需要新增加一台基载机组CVHG-780，常规工况的制冷量为2812kW，输入功率521kW。则增加二期建筑面积后的设计日运行策略如下：在9:00-17:00时段，以及夜间制冰时，双工况主机处于满负荷工作状态，在9:00-次日22:00时段，两台基载主机处于满负荷工作状态，电机工作效率最高，这样运转机组能效比COP值最高。增加二期建筑面积后的设计日运行策略分配表如下：设计日系统运行策略分配表单位：冷吨时段逐时负荷基载机组直供双工况机组直供蓄冰槽融冰双工况机组蓄冰0:00~1:000606010601:00~2:000606010602:00~3:000606010603:00~4:000606010604:00~5:000777710605:00~6:000777710606:00~7:00085850010607:00~8:00051510010608:00~9:00051510009:00~10::00317620001176010:00~111:0043422000156078211:00~122:00461120001560105112:00~133:00471120001560115113:00~144:00488320001560132314:00~155:00493620001560137615:00~166:00532820001560176816:00~177:00522620001560166617:00~188:0038812000156032118:00~199:00326220001262019:00~200:0029622000962020:00~211:0025522000552021:00~222:001636163600022:00~233:0078078000023:00~244:0060601060合计52927270571643294389540（1）双工况主机制冰模式（23:00-次日7:00）:最大额定蓄冰量为9540RTh。需要利用非设计日的低谷段或平段蓄冰，以满足特殊负荷的需要。（2）双工况主机+蓄冰槽融冰联合供冷模式（9:00-18:00）（3）双工况主机单独供冷模式（9:00-10:00及18:00-21:00）3、蓄冰系统流程及运行控制说明（1）、冰蓄冷系统乙二醇溶液循环流程图设计：考虑到需要选用基载制冷机组满足夜间空调负荷，选用Cryogel公司的优化系统图，同时兼备串联和并联系统图的诸多优点。设备作动方式为：次级泵根据返回的乙二醇溶液温度T2变频控制（T2或是板式换热器出口端冷冻水温度），调节流向负荷侧（板式换热器侧）的乙二醇溶液流量，直接跟踪负荷需求；初级泵满负荷运转，泵与制冷主机一对一运转；在初级和次级泵之间设置直通管，防止初级泵和次级泵之间的喘震，同时多余的流量可直接从直通管中循环到初级泵吸入端；连接蓄冰槽旁通管路和蓄冰槽管路的混流三通阀，PID（比例积分微分）调节进入负荷侧的乙二醇溶液，使进入板式换热器的乙二醇溶液温度恒定T1，从而恒定流向空调末端的冷冻水的温度。基载机组与蓄冰系统板式换热器并联运行。承压系统需要膨胀控制箱（2）、冰蓄冷系统运行控制说明承压系统需要膨胀控制箱上述系统图优化运行工作原理说明如下：设计日运转时，在在设计日尖峰峰负荷，系统统所有设备满满负荷运转，当当负荷下降，T2反馈，次级泵变频，进入负荷的流量减小，其余乙二醇溶液通过直通管进入制冷主机，主机旁通管路电磁阀关闭，进入主机的流量不变，制冷主机满负荷运转，进入蓄冰槽的温度T3下降，由于T1始终恒定，进出蓄冰槽的温差减小，融冰量减小，从而实现主机优先的设计日运转。由于通常主机部分负荷特性曲线，特灵主机在100%负荷具有较高的能效比COP。由于全年大部分时间处于70%的部分负荷状态，部分负荷运转的效率直接影响系统运行费用，因此考虑在包括设计日在内的大部分季节，非设计日运转仍然采用主机优先的运行方式。考虑到将来的电价政策的调整可能性，当低谷电价有利于利用蓄冰量满足高电价负荷时。详见：冰蓄冷系统运行费用计算（方案技术经济分析）。四、冰蓄冷空调系系统主要设备备选型

1、双工况主主机双工况主机：参考考特灵公司（TRAANE）样本，择机组组型号为采用用性能价格比比高的2台特灵公司生产产的CVHGG-780型双工况主主机，单台机机组性能参数数表如下表：：工况制冷量冷冻液温度冷冻液流量冷却水温度冷却水流量蒸发器压降冷凝器压降功率kW℃m3/h℃m3/hkPakPakW直供274211.6/7.00543.632/37554.4139.022521制冰1758-3.7/-6..7543.630/33.5554.4153.022476空调工况COP==2742/521=5..2629；制冰工况COP=17758/476=3..6932777COP下降至3..6932777/5.22629=770.1755%（详见附件：主机电脑软件件选型计算书书）基载主机1：型号号CVHG--800，常常规冷水机组1台，性能参数表表如下表：工况制冷量冷冻水温度冷冻水流量冷却水温度冷却水流量蒸发器压降冷凝器压降功率kW℃m3/h℃m3/hkPakPakW常规281212/7483.66432/37573.2769925521标准空调工况COOP=28112/521=5..3973；基载主机2：型号号YSEAEEX45CKKE的双螺杆式式冷水机组1台，性能参数表表如下表：工况制冷量冷冻水温度冷冻水流量冷却水温度冷却水流量蒸发器压降冷凝器压降功率kW℃m3/h℃m3/hkPakPakW常规140612/7241.832/37286.559275260标准空调工况COOP=14006/260=5.4077；2、蓄冰单元——专专利设计的CCRYOGEEL蓄冰球，在在全球20多个国家家注册发明专专利。Cryogel冰冰球是由高密密度HDPEE材料制成，其其表面设计成成有16个的凹坑坑，直径为44英尺（1033mm）的球球体。在结冰冰过程中，冰冰球体积膨胀胀，凹处外凸凸成平滑圆型型球；在融冰冰过程中，每每个冰球又恢恢复到原来的的形状。由于蓄冰球内部几几乎不含空气气，单位堆放放蓄冰量最大大，占用空间间较小。独有的专利设计，采采用特殊高密密度聚乙烯材材料制成，换换热性能最高高。Cryogel冰冰球独有凹坑坑设计，在融融冰和制冰过过程中有更大大的换热表面面积，20多年不断断改进的高密密度材料，使使Cryoggel冰球具具有极高传热热速率，结冰冰融冰速度快快，从而可以以使用较少的的名义蓄冰量量达到需要的的额定蓄冰量量要求。乙二醇水溶液在球球外，单个球球破损不影响响整个系统运运转，循环系系统设计简单单，系统扩建建容易，蓄冰冰容量增加方方便。Cryogel冰冰球设计使用用寿命30年，最早早完成的蓄冰冰工程已经无无故障运行223年，其中中使用过233多年的蓄冰冰球的抗疲劳劳性能仍然与与原设计基本本相同。3、蓄冰装置选型及及性能选型依据：由于在在融冰过程中中，一定的蓄蓄冰槽进出口口温度条件下下，随着剩余余蓄冷量（冰冰）的减小，蓄蓄冰装置瞬时时可提供的冷冷量也减小，因因此在融冰末末期，为了保保证在规定时时段内的供冷冷，需要在蓄蓄冰槽中始终终保留一定的的冰（冷量），因因此实际蓄冰冰槽所蓄的冷冷量（名义蓄蓄冷量）将大大于每日需要要供的冷量（额额定蓄冷量）。为确定名义蓄冰量量，必须确定定融冰过程关关键时段。通通常最后一个个小时。CRYOGEL公公司采用经过过美国独立实实验室、法国国国家实验室室、瑞士联邦邦实验室、里里昂地区实验验瑞典验证的的蓄冰装置性性能曲线设计计名义蓄冷量量、确定蓄冰冰槽规格等系系统设计参数数，该曲线所所包含的数据据已经包含在在CRYOGGEL公司的设计计计算软件中中。通过计算软件确定定融冰关键时时段，用以计计算合理的额额定蓄冷量为为276922kWh（合合7876冷吨吨时）。根据据CRYOGGEL设计选形计计算软件，选选用6个内容积为为90m3的承压蓄冰槽槽，总的额定定蓄冰量8480冷吨时,内置84m3的CRYOGGEL蓄冰球球，实际用量量按照运行时时实际的逐时时冷负荷调整整。单个蓄冰冰装置性能参参数表如下：：蓄冰罐内容积（m3）槽体尺寸额定蓄冷容量（RTH）乙二醇总量(吨))运行压力（MPa）压降m90现场配置141411.0＜0.32.4蓄冰装置的技术性性能描述：蓄冰球浮动在蓄冰冰槽中，在蓄蓄冰过程中，载载冷剂乙二醇醇溶液通过蓄蓄冰槽底部的的分配管，自自下而上流过过蓄冰球，由由顶部的蓄冰冰槽分配管收收集。特点是是：a、乙二醇溶液流过过的距离短，流流动均匀，换换热效果好；；b、乙二醇溶液在蓄蓄冰槽内流过过的截面积大大，流速低，压压损可以减低低到最小；c、蓄冰球在制冰过过程中可在乙乙二醇溶液流流体作用下轻轻微运动，强强化冰核结晶晶；d、不会形成流体短短路现象，导导致部分蓄冰冰球无法结冰冰或融化。空空间利用率高高。4、冷却塔及性能参数数选用广州（上海）良良机牌的方形形低噪音冷却却塔，噪音值值52dBA，共1台。型号台数风机功率（kW）进出口水温(℃)湿球温度(℃)冷却水量(m3/h)进出口压头(m)LRC-H-40001台1137/32283503.8LRC-H-111252台2237/32287523.85、板式换热器选用瑞典进进口施瑞普换换热器GX-1880型，2台；介质25%乙二醇溶液液。单台换热量一次侧二次侧工作压力进口出口压降进口出口压降1270RT5℃10℃120kPa12℃7℃130kPa1.0MPa6、冷却水泵和乙二二醇溶液泵初级、次级乙二醇醇溶液泵：选选用丹麦格兰兰富（GRANDDFOS）NK、NB系列水泵，冷冷却水泵、冷冷冻水泵选用用上海凯泉水水泵。（各种种型式的泵均均无备用泵）型号型号台数流量m3/h扬程m功率kW冷却水泵1KQL400/6650-755/448003275冷却水泵2KQL300/3350-300/423002830冷冻水泵1NK250/4000-1100/4362538110冷冻水泵2NK150/3220-3322-45/4422323545初级乙二醇泵NK150-3115/330-300/434102030次级乙二醇泵NK150-3115/330-300/4341020307、乙二醇纯溶液及及性能要求乙二醇溶液选用南南京扬子石化化产品，根据据蓄冰槽最大大乙二醇溶液液容积、蓄冰冰球堆放体积积、管道容积积系数、溶液液密度，经CRYOGGEL软件公式计计算乙二醇纯纯溶液总重量量为：WT=（蓄冰槽最最大溶液容积积－蓄冰球堆堆放体积+蓄冰球堆放放体积×40%+乙二醇膨胀胀箱容积×40%）×蓄冰槽个数×管道容积系系数×浓度体积比×乙二醇溶液液密度≈11.0吨纯溶液，7槽+管路共计约80吨吨乙二醇溶液液。三、蓄冰系统与常常规系统设备备配置表(注：主要设备报价价仅以我公司司了解的一般般市场价格为为依据，供甲甲方决策参考考):1、冰蓄冷系统设备备配置概况No.名称型号规格数量功率总功率单价总价参考品牌kWkW万元万元1双工况螺杆式低温温机组CVHG-7800蓄冰制冷量5300RT2台5211042140280特灵2基载冷水机组1CVHG-8000制冷量800RTT1台521521140140特灵3基载冷水机组2RTHDE3G33G3制冷量400RTT1台26026070.070.0特灵4冷却水泵1KQL400/6650-755/44台752255.020.0凯泉5冷却水泵2KQL300/3350-300/42台30301.53.0凯泉6冷冻水泵1NK250/4000-1100/43台1102208.024.0格兰富7冷冻水泵2NK150/3220-3322-45/442台45456.012.0格兰富8初级乙二醇泵NK150-3115/3300-30/443台30605.015.0格兰富9次级乙二醇泵NK150-3115/3300-30/443台30605.015.0格兰富10冷却塔1LRC-H-4000低噪音1台11116.06.0良机11冷却塔2LRC-H-11125低噪音型3台226612.036.0良机12蓄冰球总内容积560立立方米，总额定蓄冷量8500冷吨时1套/6台00320320.0美国CRYOGEL13板式换热器换热量1270RRT，冷侧10.0/5度2台0039.078.0施瑞普14乙二醇纯溶液CRYOGEL处处理80T000.8064.0国产15自动控制系统PLC+标准配置置1套0059.059.0西门子设备总价合计=SUM(ABOVE)2540=SUM(ABOVE)1142注1：需要预留二期蓄蓄冰槽位置。注2：总配电量=SUM(ABOVE)25400kW。注3：增加乙二醇管道道费用。常规空调按照考虑虑二期的配置置：满足尖峰峰负荷37441冷吨。常规空调系统设备备配置（选择择一台常规基基载主机满足足夜间低谷时时间段冷负荷荷）(注：主要设备报价价仅以我公司司了解的一般般市场价格为为依据，供甲甲方决策参考考):No.名称型号规格数量功率总功率单价总价参考品牌kWkW万元万元1冷水机组1CVHG-8000制冷量800RTT5台5212605140700特灵2冷却水泵1KQL400/6650-755/46台753755.030.0凯泉3冷却塔1LRC-H-11125低噪音型5台2211012.060.0良机4冷冻水泵1NK250/4000-90/46台904507.042.0格兰富5自动控制系统PLC+标准配置置1套0050.050.0西门子设备总价格合计=SUM(ABOVE)3540=SUM(ABOVE)882注1：增加2套冷却水水管道费用，与与乙二醇管道道费用持平。注2：总配电量=SUM(ABOVE)35440kW。第四章、系统运行行方式及运行行费用（理论论计算）（一）冰蓄冷中央央空调系统运运行状况与运运行费用计算算1、设计日（1000%设计负荷日日）运行状况况与运行费用用①、设计日（1000%设计负荷日日）运行策略略分布图②、设计日（1000%设计负荷日日）运行方式式说明常规基载机组全天天14小时开机机，双工况主主机与蓄冷装装置以3种工作模式式运行：（1）双工况主机制冰冰模式（23:00-次日7:00）:最大额定蓄蓄冰量为8480RTh。（2）双工况主机++蓄冰槽融冰冰联合供冷模模式（9:00-177:00）（3）双工况主机单独独供冷模式（9:00-100:00及17:00-211:00）③、设计日（1000%设计负荷日日）负荷分配配与设备运行行状况及运行行费用*主机根据制冷量按按满负荷下的的功率折算为为部分负荷下下的功率，次次级乙二醇泵泵变频。负荷（kW）用电量（KW）电价((元/kWh))运行费用(元)时段逐时负荷主机模式主机冷却塔冷却水泵乙二醇泵冷冻水泵功率合合计基载双工况融冰蓄冰基载双工况基载制冰基载制冰初级次级00-010010600952.00.0440150600.0012060.27032601-020010600952.00.0440150600.0012060.27032602-030010600952.00.0440150600.0012060.27032603-040010600952.00.0440150600.0012060.27032604-050010600952.00.0440150600.0012060.27032605-060010600952.00.0440150600.0012060.27032606-07000010600952.00.0440150600.0012060.27032607-080000000.00.000000.0000.498008-09000000.00.000000.0000.720009-102254120010540781686.433.0441051506020.540522850.720164510-113057120015602977811016.033.0441051506036.140526300.720189411-123275120015605157811016.033.0441051506040.440526340.498131212-133318120015605587811016.033.0441051506041.240526350.498131213-143429120015606697811016.033.0441051506043.440526370.498131314-153446120015606867811016.033.0441051506043.740526380.498131415-163741120015609817811016.033.0441051506049.540526430.498131616-173680120015609207811016.033.0441051506048.340526420.498131617-18280612001560467811016.033.0441051506031.340526250.720189018-1923231200011237810.033.0010506021.940514060.720101219-202187120009877810.033.0010506019.240514030.720101020-211955120007557810.033.0010506014.740513990.720100721-22134680005465210.022.007506017.31558500.72061222-23720720004690.022.0075000.01106760.72048723-24001060952.00.000000.009520.270257合计3753715920135348083848019977设计日全日机房设设备总运行费费用为：199977元。注：实际主机、水水泵的运行功功率将小于额额定功率，此此计算过程仅仅供参考。（二）常规空调系系统运行状况况与运行费用用计算1、设计日（1000%设计负荷日日）负荷分配配与设备运行行状况及运行行费用负荷（kW）用电量(kW)时段逐时负荷主机冷却塔冷却水泵冷冻水泵功率合计电价(元/度)费用(元)00-010000001.10001-020000001.10002-030000001.10003-040000001.10004-050000001.10005-060000001.10006-070000001.10007-080000001.10008-090000001.10009-102254146866.022540521641.10238010-113057199188.030040527841.10306211-1232752133110.037540530231.10332512-1333182161110.037540530511.10335613-1434292233110.037540531231.10343514-1534462244110.037540531341.10344815-1637412436110.037540533261.10365916-1736802397110.037540532871.10361517-182806182788.030040526201.10288218-192323151366.022540522091.10243019-202187142466.022540521201.10233220-211955127366.022540519691.10216621-22134687744.015015512261.10134822-2372046922.0751106761.1074323-240000001.100合计375373471238183设计日全日机房设设备总运行费费用为：388183元。注：实际主机、水水泵的运行功功率将小于额额定功率，此此计算过程仅仅供参考。（三）冰蓄冷空调调系统与常规规空调系统年年运行费用计计算2006年气象记记录33℃以上天数为15天（设计日日负荷），30℃～33℃为56天（70%负荷日，按55天计算），225℃～30℃为50天（按过渡季季节50%负荷日计算算）；空调运运行时间按照照全年1200天计算费用用。气温在25℃以下则可以以直接引新风风供冷。1、冰蓄冷空调年运运行费用：取年负荷系系数0.719977元×1120天×0.70=1678068元元（167.8万元）实际采用冰蓄冷在在部分负荷日日运行费用相相对更节省。2、常规空调年运行行费用：取年负荷系系数0.738183元×1120天×0.700=3207372元元（320.7万元）3、运行费用节约：3207372--16780068=15293304元（152.9万元）注：本计算过程没没有考虑在低低谷电时期空空调末端设备备运行费用，根根据电力政策策，冰蓄冷中中央空调电价价政策对空调调末端设备同同样适用。对对夜间及平段段使用空调的的场所的空调调末端，由于于在夜间时仍仍然处于满功功率工作状态态，适用低谷谷电价后将大大大节省运行行费用。第四章、经济性分分析比较表1、经济性分析比较较常规空调方案冰蓄冷空调方案增加量说明尖峰负荷(RRT)37413741※蓄冰方案同样满足足二期42883冷吨的尖尖峰负荷需求求全日总冷负荷(RTh))3753737537※蓄冰方案满足增加加二期面积后后全日总冷负负荷465556冷吨时制冷容量(RRT)28003741-941装机容量(kkW)28004000-1200转移高峰用电额定蓄冷量(冷吨时)8500机房设备电功率(kW)=SUM(ABOVE)35402540-1000功率因数取0.885机房设备配电容量量(kVAA)40003000-1000初投资(万元)设备总价=SUM(ABOVE)8821142+260配电费12090-30配电费300元//KVA合计10021232+230年运行费(万元)自动化程度低可无人值守耗电费320.7167.8-152.9按每年120天计计算相对增加初投资((万元)230含配电费用节约相对运行费用节省省(万元)152.9预计投资回收年限限（年）少于2年=170/1312、由上述的分析可可以看出：（1）采用冰蓄冷机房房系统时，冰冰蓄冷系统初初投资要比常常规机组系统统增加230万元，年运行费用用节省1522.9万元，投投资回收年限限少于2年。（2）由于空调末端风风机盘管及新新风机组系统统也同时享受受低于商业电电价的峰谷电电价政策，在在低谷时间运运行也会节省省费用，实际际总运行费用用节省的量将将大于上述数数值，投资回回收年限更短短。（3）相对于常规空调调系统，冰蓄蓄冷系统装机机容量更小，可节省配电设施费。（4）冰蓄冷中央空调调节能、减少少环境污染，有有明显的社会会效益，代表表着当今世界界中央空调的的先进水平，成成为今后大中中型中央空调调发展的方向向。第五章、自动控制制系统功能说说明一、冰蓄冷自动控控制系统综述述本工程的自控系统统由PLC现场控制系系统、电动阀阀、传感检测测器件、系统统配电柜、系系统软件等部部分组成。系系统结构图如如下所示：（本本次投标不包包含上位机）PLC控制软件为为CRYOGGEL公司的控制制程序，该程序为美美国西门子公公司与CRYOGGEL公司联合开开发，已经在在美国的200多个工程中中得到应用，直直接输入后调调整。也加入入上位机。现场控制机采用PPLC可编程程控制器或DDDC直接数数字控制器控控制，进行系系统控制、参参数设置、数数据显示，确确保实现系统统的参数化，实实现系统的智智能化运行。本系统中的核心控控制部分与机机电执行装置置采用国际著著名品牌（西西门子、江森森、霍尼韦尔尔）的配置。蓄能系统控制具体体功能如下：：⑴控制系统通过对主主机、蓄热锅锅炉、蓄冰装装置、板式换换热器、泵、冷冷却塔、系统统管路调节阀阀进行控制，调调整蓄冷系统统各应用工况况的运行模式式，在最经济济的情况下给给末端提供稳稳定的供水温温度。⑵根据季节和机组运运行情况，自自控系统具备备所有工况的的转换功能。⑶控制、监测范围：：a、制冷主机、泵、冷冷却塔启停、状状态、故障报报警；b、总供/回水管温温度显示与控控制；c、蓄冰装置及蓄热热水箱进出口口温度、显示示与控制；d、蓄冰量、余冰量量、乙二醇流流量、瞬时释释冷速度、蓄蓄冷速度等标标准规定参数数的显示；e、电动阀开关、调调节显示；f、备用水泵选择功功能；g、各时段用电量及及电费自动记记录；h、空调冷负荷以及及室外温湿度度监测；i、可选的功能（包包括楼宇智能能化系统接口口及接口转换换程序）。⑷控制系统对一重要要的参数进行行记录保存，并并将空调的实实际运行日负负荷通过报表表或曲线图的的方式记录，可可以查询到某某一段时间内内的历史数据据值，供使用用者进行了解解、分析，而而且所有的监监测数据可进进行打印。⑸控制系统配置灵活活的手动/自动转换功功能。现场控控制柜可手动动控制所有设设备的启停。⑹可根据负荷变化情情况调整运行行策略，进行行系统的优化化控制，最大大限度发挥蓄蓄冷系统转移移高峰负荷的的能力，以最最大限度节省省运行费用。⑺具备无人值守功能能、节假日特特别控制功能能。⑻制系统可通过电话话线或局域网网络，对本工工程的蓄冷、蓄蓄热与生活热热水系统进行行远程监控（可可选的功能）。二、冰蓄冷系统运运转模式蓄冷系统按空调供供回水温度66℃/12.5℃设计，可以以通过不同阀阀门的开、关关或调节来实实现以下4种不同的运运行模式：双工况主机制冰模模式双工况主机+蓄冰冰装置联合供供冷模式双工况主机单独供供冷模式融冰单独供冷模式式其运行原理见冰蓄蓄冷空调系统统原理图。（见见附件）三、现场控制PLLC操作功能3.1手动/自动动选择功能·系统可以根据用户户的需要，选选择手动或者者自动运行模模式；·当系统选择手动运运行模式时，系系统还可以根根据用户的需需要进行硬手手动和软手动动的运行方式式；·通过对触摸屏控制制键操作，根根据需求选择择供冷或采暖暖及生活热水水方式，在软软手动操作功功能，通过触触摸按钮，可可手动进行制制冷主机的开开/停、冷冻水水泵、冷却水水泵、风机、乙乙二醇溶液泵泵操作；·通过对控制柜上的的相关按钮进进行操作，可可进入硬手动动操作功能，通通过按钮，可可手动进行制制冷主机的开开/停、冷冻水水泵、冷却水水泵、风机、乙乙二醇溶液泵泵控制。·在取得相关的授权权后，可以通通过人机对话话界面对控制制系统进行自自动操作，根根据所设定好好的运行参数数对系统的不不同运行模式式的自动运行行及模式转换换；3.2系统运行行模式选择功功能·系统可以根据历史史记录、负荷荷数据、用户户预先设定（含含日期、时间间、和其它约约束条件等）等等自动选择系系统的工作模模式；·系统也可以接受用用户的手动运运行模式；·现场控制机中提供供的主要四种种运行模式为为：主机制冷模式主机与蓄冰装置联联合供冷模式式融冰单独供冷模式式主机单独供冷模式式·在双工况制冷主机机单独制冰运运行模式中，制制冷主机为满满负荷工作，系系统并且能够够根据其采集集的温度参数数自动判断过过程蓄冰的完完成。·制冷主机供冷与制制冰装置联合合供冷运行模模式下，一方方面要确保制制冷主机的正正常供冷，另另一方面也要要确保制冰装装置供冷的正正常运行，以以达到系统设设计标准要求求；·系统单独融冰供冷冷模式下运行行时，系统能能够根据所采采集的温度参参数准确调节节放冷速度，并并且在确保系系统正常运行行的前提下，尽尽量满足系统统的负荷变化化，·制冷主机单独供冷冷模式运行时时，与常规空空调的控制完完全一样。3.3全自动运运行功能·本系统可以通过定定时功能设置置，使系统完完全按照用户户设定的参数数进行运行；；·系统可以按照设定定系统参数和和控制模式自自动运行，从从而实现系统统的无人值守守；·系统在选择参数后后将完全由下下位机进行控控制；3.4实时数据显显示以及历史史趋势图形·重要运行参数系统统负荷、储冰冰量、融冰量量可以在触摸摸屏上生成历历史趋势图形形进行显示；；·所有的监测、控制制数据可以进进行打印；·实时显示所有的当当前数据。3.5节假日节节能运行模式式·系统可以通过下位位机触摸屏进进行节假日、特特别工作日的的预先设定；；·