冰蓄冷技术平衡电网负荷的有效措施介绍

板式制冰蓄冷技术

平衡电网负荷的有效措施张云川中机西南能源科技有限公司

关于我们中机西南能源科技有限公司是中国机械工业集团下属的中国农业机械化科学研究院集团控股企业，是中国农机院蓄能产业成套装备及冰蓄冷中央空调系统的生产制造基地。

中机西南能源科技有限公司在重庆市合川区工业园正在建设一个总占地面积800亩、建设面积26万余平米的工业园，作为中国农机院的西南能源产业基地，主要从事动态冰蓄冷装备、制冷设备、制冰设备、冷库等产品的开发、生产。一、冰蓄冷空调技术介绍利用低谷电力制冰、蓄冷，电力高峰时融冰释冷

就是利用夜间廉价的低谷电力制冰，将冷能用冰贮存起来；白天用电高峰（高价）期把冷能释放出来，满足空调制冷需要。既节约了用电成本，又实现了平衡用电负荷、节能减排目的。静态蓄冰静态蓄冰是指制冰装置和储冰装置为一体，蓄冰过程中冰一直附着在蓄冰装置上，蓄冰过程一次冻结完成，故称为静态蓄冰。冰球、冰盘管是静态蓄冰的典型形式压缩机蒸发器冷冻水接末端蓄冰槽冷凝器节流阀板换静态蓄冰系统示意图乙二醇泵乙二醇泵接冷却系统普通水泵双工况冷水机组系统乙二醇循环系统二次水系统动态蓄冰

动态蓄冰是指制冰装置和储冰装置分离，蓄冰过程中冰结到一定厚度通过融冰使冰与制冰装置分离，输送到储冰装置，蓄冰过程是多次冻结完成，故称为动态蓄冰。片冰式是动态蓄冰的型式之一。动态蓄冰有两大突出的优点：1.制冰效率高；2.融冰取冷速度快、易控制。压缩机低循桶冷冻水接末端蓄冰槽冷凝器板换动态蓄冰系统示意图接冷却系统二次水泵双工况氟泵制冷系统制冰及冷水循环系统布水器氟泵一次水泵二次水系统二、动态板式冰蓄冷空调技术特点1、制冷系统：蒸发温度稳定，主机在高效率工况运行；系统可靠、易维修。2、制冰过程热效率高：无中间换热和载冷剂系统，冰层厚度薄、热阻小、传热效率高；3、融冰过程：释冷速冻快；无载冷剂系统；不会出现“千年冰”现象；冷冻水出水温度恒定，可实现末端系统精确的低温送风。4、可低成本利用周末、周日蓄冰，摊薄运行费用。5、动态冰蓄冷可实现热泵循环，蓄冰槽可以用于蓄热。三、板式制冰机组图片制冷主机模块制冰蒸发模块四、案例分析——深圳26000RTh蓄冰空调项目1、设计峰值冷量：6858RT（24120kW)2、设计蓄冰量：26000RTh3、设备配置：基载主机:650RT(2286kW)双工况蓄冰、冷水机组8台:制冰工况-7/401437kW/台电机功率382kWCOP=3.76

冷水工况+4/402090kW/台电机功率399kW

COP=5.24

75%—100%负荷时，基载主机+双工况机组+融冰

50%负荷时，基载主机+融冰25%负荷时，融冰四、案例分析——深圳26000RTh蓄冰空调项目4、主机功率配置：按设计峰值负荷：6858RT（24120kW)，若配置离心冷水机组，总功率为4307kW；本方案配置基载主机、双工况机组合计功率3840kW,减少主机功率467kW。5、运行费用估算：每天蓄冰26000RTh（91442kWh),消耗电力24714度,费用6178元(0.25元/度)若采用离心机组,在平价和峰值时制取同样冷量需要消耗电力16330度,费用为14697元((0.8+1.0)/2=0.9元)；每天可节省电费开支8519元；可转移高峰负荷2041kW。1kWh3.468kWh冷量效率0.85效率0.80效率0.85能效6相关管路及其他

效率0.85五、抽水蓄能电站效率分析

蓄能电站计算公式：1kWh冷量=1/0.85*0.8*0.85*6=0.288kWh（度）电冰蓄冷计算公式：1kWh冷量=1/3.7=0.27kWh（度）电

蓄能水电站装机容量1800MW工程静态总投资为503362.29万元，单位千瓦静态投资为2796元，总投资为606036.55万元（不包括送出工程投资），折合转移1kW负荷的投资为3367元。冰蓄冷空调系统中需增加制冰和蓄冰部分，折合转移1kW负荷的投资为2600元。某抽水蓄能电站珠海某会展商务组团

区域供冷经济分析

参照张永铨教授资料六、区域供冷案例A、项目概况建筑规模及功能会展商务组团占地25.8万㎡，总建筑面积55.6万㎡。分两期开发建设，一期建筑面积约32万㎡，包括珠海国际会议中心、国际展览中心（一期）、国际甲级写字楼、五星级酒店、超五星级酒店、商务公寓及商业等。二期总建筑面积约23.6万㎡，包括国际展览中心（二期）、国际甲级写字楼、商务公寓及商业等。分布图区域冷站1号冷站2号冷站4号冷站3号冷站5号冷站6号冷站B、制冷设计方案1）独栋集中常规制冷依据项目功能、位置、建设周期拟设6个独立集中制冷机房，为各自独栋建筑或组团提供空调冷源。电制冷冷水机组冷却塔冷却方式，制冷机房设在地下室，冷却塔设在屋顶。根据需要设置一次泵或二次泵系统，7/12℃；1号冷站——会展一期；(会议中心、室内展览馆、商业及零售--3组二次泵系统)2号冷站——会展二期；(室内展览馆、商业及零售分别--2组二次泵系统)3号冷站——五星级酒店；(一次泵变水量系统)4号冷站——超五星级酒店、写字楼；(酒店、写字楼一期、二期--3组二次泵)5号冷站——酒店式公寓一期；(一次泵变水量系统)6号冷站——酒店式公寓二期。(一次泵变水量系统)B、制冷设计方案2）区域供冷常规制冷会展商务区一、二期建一个区域冷站。区域冷站拟设在一期会展左侧地下2层，冷却塔设在室外绿地。二次泵变频变水量系统，用户端设板换的间接使用方式。一次冷水供回水温度5/11℃，二次冷水供回水温度7/12℃。3）区域供冷冰蓄冷二次泵变频变水量系统，用户端设板换的间接使用方式。外融冰主机上游串联系统的制冷方式。一次冷水供回水温度2.5/11℃，二次冷水供回水温度7/12℃。C、经济性分析1）基本费用比较2）电力消耗比较方案名称装机电负荷年电力消耗削峰电荷年移峰电量kW差值MWh差值kWMWh1独栋集中常规制冷15854.50327490//2区域供冷常规制冷13697.0-2157.530798-1951003区域供冷冰蓄冷10131.0-5723.532255-493-3566-5628方案名称初投资年总电费万元差值万元差值1独栋集中常规制冷7170.703155.002区域供冷常规制冷7288.8+118.12967.5-187.53区域供冷冰蓄冷7898.4+727.72459.8-695.2C、经济性分析3）全寿命周期每年费用分析全寿命期可以减少费用1.3亿元

方案名称设备费用运行费用全寿命周期总费用万元万元万元差值1独栋集中常规制冷7170.73155.070270.702区域供冷常规制冷7288.82967.566638.8-3631.93区域供冷冰蓄冷7898.42459.857094.4-13176.3D、节能节费效果区域供冷冰蓄冷：1.节约运行费用节省电费508万元，初投资增加610万元（4.5%），回收年限为1.2年，多投资回报率为83%。全寿命周期内节省费用1.3亿元。2.制冷设备装机容量减少消减电力负荷5724kW，降低56％的电力需求。减少电力资源的占有，用有限的市政资源可提供更多的建设项目——节源增效。该开发区1100万㎡，消减113MW的制冷用电负荷，可供620万㎡制冷用电。3.移峰填谷、节能减排本项目区域供冷冰蓄冷每年转移高峰电量5628MWh。该开发区1100万㎡，每年转移高峰电量11万MWh，节省标煤3323吨，减排CO2总量8705吨，减排SO2总量27吨。

2011年5月，重庆市市长黄奇帆主持全市电力电煤保障工作会议，提出12条保电措施，市政府安排12亿元财政专项资金用于保煤保电补贴。重庆市电力公司总经理单业力说“今年夏天，为保障电力供应，我们坚持‘不分价格高低、不分距离远近、不分时间长短、不分电量多少，有电就争’的‘四不一争’原则，拓展外购电渠道，密切关注周边省份负荷、机组运行和跨省交易情况，利用网间错峰效应，适时开展应急交易”。

由此可见，电力问题已经成为影响重庆发展的瓶颈，但是重庆的电力政策却把冰蓄冷这个有效、廉价、方便、可靠的平衡电网供需、移峰填谷的手段束之高阁！

六、重庆电力需求侧现状六、重庆电力需求侧现状重庆经信委公布的数据2011年重庆市区主电网4月最高用电负荷750万千瓦，用电量42.12亿千瓦时；

8月最高用电负荷1188万千瓦，用电量70.96亿千瓦时。其中：发电量48.51亿千瓦时；购电量