冰蓄冷中央空调运行费用的估算 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
前 言 本文冰蓄冷中央空调运行费用计算是按照本公司采用法国西亚特STL蓄冰球，法国西亚特单螺杆机组，优化设计的条件进行的。因此计算结果仅仅适合本公司设计的冰蓄冷空调系统。其它形式的冰蓄冷空调可以参照计算方法进行计算。当冰蓄冷中央空调管道系统阻力不同；建筑物谷电有冷负荷；以及甲方有特殊要求，设计有所不同；整个计算需要作相应调正。 本文谨供企业负责人在选择中央空调系统时作冰蓄冷中央空调年度运行费用估算用。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，人们对电力的需求也越来越大。由于人类的活动主要在白天，因此随着电力系统的发展，电网峰谷电量的差也越来越大。为了节约宝贵的能源资源，移峰填谷，平衡电网，一项重要技术，就是冰蓄冷中央空调。为了推广这项技术，政府，电力部门推出一系列的优惠政策，其中最主要的是峰谷电电价差。根据国内已经完成的工程实践和国外资料，当峰谷电电价差达到3：1时，冰蓄冷中央空调投资和运行的综合效益与其他形式的空调相比具有绝对的优势。但是冰蓄冷中央空调和其他形式的空调相比究竟能节约多少费用，许多人都不十分清楚，当工程完成后又不能再搞一个同样大小其他形式的空调系统，以同样运行效果来比较运行费用的大小。因此应该以深入的科学分析来比较冰蓄冷中央空调和其他类型空调的运行费用。下面首先分析影响冰蓄冷中央空调运行费用的主要因素： 1峰谷电价：冰蓄冷中央空调是利用夜间廉价谷电蓄冰，在白天 峰电期间供冷，因此直接影响运行费用的首要因素是峰谷电电价差，浙江省谷电电价0.3元，峰电电价0.879元。 2冰蓄冷中央空调蓄冰量的大小：根据目前已经完成的工程，最佳状态是蓄冰主机和蓄冰罐处于完全匹配的状态。也就是说夜间谷电期间主机能完全用于蓄冰和供冷，峰电期间蓄冰量和主机供冷正好满足空调供冷的需要。这时冰蓄冷中央空调投资增加较小，而运行取得的经济效益最大。如果蓄冰量减小，虽然投资回收比较快，但是夜间主机部分空置，影响了运行的经济效益，综合效益比较差；如果蓄冰量过大，部分主机成为单纯的蓄冰主机，这部分蓄冰能力的投资太大，投资回收比较慢，而夏季过渡季节空调有可能因峰电期间负荷太小而蓄冰量无法放完，造成运行经济效益并不大。 3主机：冰蓄冷中央空调一般采用螺杆式水冷机组，它的制冷效率仅仅略次于离心式水冷机组，COP值达到5左右，是目前制冷效率较高的设备，而一般分体空调，风冷热泵大热天的制冷效率在2.5到3，因此就此意义来说，一般的分体空调，风冷热泵的运行费用要远大于采用螺杆机组的空调系统。一般螺杆机组的空调系统在综合水泵效率的因素后，比一般分体空调和风冷热泵节省运行费用25%左右。 4冰蓄冷中央空调系统运行方式的设计：冰蓄冷中央空调的蓄能设备放冷速率的大小直接影响蓄冰空调的运行方式。蓄冰设备放冷速率比较低，只能采用蓄冰设备均匀放冷，而主机补充放冷，即所谓的蓄冰优先的运行方式，这样带来主机运行经常处于负荷不足的状态，系统匹配不合理，使系统整体效率下降。这种系统往往气温不高，峰电主机就要投入运行，又往往出现蓄冰设备无法将冷量完全放完。而如果蓄冰设备的放冷速率比较快，能够大冷量连续放冷，系统就能采用主机满负荷供冷，蓄冰设备补充放冷，即所谓主机放冷优先，系统始终处于制冷效率最高的状态。一天里蓄冷罐通过一段时间单独放冷，将冷量放完，可以取得目前蓄冰空调的最佳经济效益。测算采用融冰优先的蓄冰系统在放冷运行时比主机优先的蓄冰系统效率下降5%左右。 5冰蓄冷中央空调的流程设计：冰蓄冷中央空调乙二醇循环系统设计有并联系统和串联系统。并联系统设计，蓄冰工况，蓄冷罐单放冷工况水泵为专用水泵，水泵配置功耗低，系统制冷效率较高。串联系统设计一般单泵运行，水泵要满足主机，蓄冷罐双放冷的需要，水泵扬程高，工作在蓄冰工况和蓄冷罐单放冷工况，水泵耗能相对偏大，系统效率有所降低。经测算串联单泵运行系统蓄冰供冷费用增加10%以上。 6冰蓄冷中央空调的运行操作：由于冰蓄冷中央空调采用蓄冷罐放冷，供冷流量不受主机额定流量的限制，所以在运行中，冷冻水温度差可以控制在5℃∽10℃，冷冻水泵也可以高负荷运行，供冷的系统效率比较高。 以下按本公司冰蓄冷中央空调优化设计和运行，测算提供1000KW空调冷量，冰蓄冷中央空调的运行费用和常规中央空调，溴化锂中央空调，风冷热泵空调比较。 配置：主机LF1273，冷却水泵流量280T/H，22KW；乙二醇主机泵流量200T/H，15KW，乙二醇循环泵流量200T/H，15KW；冷冻泵流量200T/H，30KW；冷却塔11KW。主机空调制冷量1200KW，输入功率249KW；夜间主机平均制冷量804KW，主机平均功率224KW。 蓄冰费用：公式：电价×额定冷量×（主机输入功率+冷却水泵输入功率+乙二醇主机泵输入功率+冷却塔输入功率×夜间停开系数）÷主机制冷量 0.3×1000×（224+22+15+11×0.7）÷804 =0.3×1000×268.7÷804=0.3×334.2=100.3元 放冷费用：公式：电价×额定冷量×(乙二醇循环泵输入功率+冷冻水泵输入功率) ÷主机制冷量 0.879×1000×(15+30) ÷1200=33元 合计完成1000KW冷量的蓄冷和放冷的费用在133.3元 主机供冷运行： 0.879×1000×（249+22+15+15+11+30）÷1200=250.5.元 根据测算主机和蓄冰设备匹配的情况下，日负荷的28%左右为蓄 冰量，年谷电电量占总耗电量70%以上，一般年冷负荷的68%由夜间蓄冰解决。 1000KW空调冷量冰蓄冷空调年平均费用： (133.3×68+242×32)÷100=170.7元 经过计算常规中央空调每提供1000KW空调冷量运行电费240.1元，油价2.1元/升，燃油溴化锂中央空调每提供1000KW空调冷量运行电费油费304.6元；天然气气价1.7元/NM3，燃气溴化锂中央空调每提供1000KW空调冷量运行电费、运行费用264.4元；风冷热泵空调每提供1000KW空调冷负荷运行电费312元。 经过以上计算，冰蓄冷中央空调每蓄1000KW空调冷量比常规空调节约106.8元。以冰蓄冷中央空调年平均运行费用为基数，常规中央空调的运行费用要大42.8%；油价2.1元/升，燃油溴化锂中央空调的运行费用大81.2%；气价1.7元/NM3，燃气溴化锂中央空调运行费用大57.3%；风冷热泵空调的运行费用大85.6%。 列成1000KW空调冷量各种形式空调运行费用比较表如下：
注：以上按本公司1000KW空调冷量蓄冰优化设计进行计算，当冷却水泵和冷冻水泵扬程不同的情况下，应作相应调整，蓄冰系统降低的运行费用更大。由于每年气温不同，建筑物功能不同，每年谷电和峰电运行比例有所不同蓄冰空调的年平均价格有所不同，但夜间蓄冰节约的费用不变。实际使用中节省的费用往往大于以上理论值。 浙江省杭佳制冷设备安装有限公司 2001年9月12日 常规中央空调1000KW空调冷量费用计算
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