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區(qū)域供冷

日期 : 2013-10-21 00:17

Q：為什么在區(qū)域供冷工程中使用冰蓄冷技術(shù)？

A：簡單實(shí)用并且可靠，只有冰才能夠提供恒定的34℉的冷源，這意味著：

1．初投資低。

2．減少總裝機(jī)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)降低總能耗。

3．進(jìn)一步提高設(shè)備可靠性與彈性服務(wù)安排來減少維護(hù)。

4．提高系統(tǒng)可靠性來保證恒定制冷。

5．減少了設(shè)備間并降低排熱需求以節(jié)省空間。

6．作為環(huán)境友好型系統(tǒng)能夠減少能源消耗并減緩全球溫室效應(yīng)。

初始投資低

使用低溫流體的冰蓄冷系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)成本低。使用大溫差水循環(huán)系統(tǒng)可以減少冷凍水的流量，從而大量節(jié)約冷凍水分配系統(tǒng)的初投資。運(yùn)用相差20℉（11℃）溫度范圍來取代傳統(tǒng)的10℉（5.6℃）到14℉（7.8℃）溫度范圍，這樣可以很大程度上縮小管徑。較小分布管道通常可以通過挖溝進(jìn)行隧道安裝，這樣可以節(jié)省更多的管道安裝時(shí)間與費(fèi)用。

使用較小分配管道所節(jié)省下來的成本剛好抵消熱存儲設(shè)備的投資。我們拿一個(gè)設(shè)計(jì)配有使用44℉（7℃）供應(yīng)水的離心式冷水機(jī)組，冷量為16000冷噸時(shí)（5632 Mw）的區(qū)域供冷設(shè)備與34℉（1℃）供應(yīng)水的冰蓄冷設(shè)備作對比。傳統(tǒng)設(shè)備需要直徑為30in（762mm）的分布管道（安裝費(fèi)用為7680000$），而冰蓄冷系統(tǒng)則為18in（457mm）（安裝費(fèi)用5340000$），這意味著使用冰蓄冷系統(tǒng)節(jié)省了2340000$。

更小的機(jī)械設(shè)備需求帶來了更多的投資節(jié)省。冰蓄冷系統(tǒng)的初始成本為270萬$,比傳統(tǒng)系統(tǒng)減少了8.8%。

成本評估	44° (7℃) 供水系統(tǒng)	34° (1℃) 供水系統(tǒng)
冷水機(jī)組	2,960,000	2,865,000
冷卻塔蒸發(fā)式冷凝器	623,725	588,838
泵送設(shè)備	551,905	402,106
蓄冷設(shè)備	N/A	2,957,920
傳動設(shè)備	206,781	289,666
機(jī)械管道	2,560,000	2,711,200
機(jī)械隔熱	844,800	894,696
制冷劑	224,800	73,132
制冷劑	224,800	73,132
設(shè)備通風(fēng)	16,733	99,934
自控系統(tǒng)	993,218	1,805,987
電器設(shè)備	2,475,742	1,835,634
搭建成本	3,960,000	2,645,775
稅費(fèi)	600,138	624,536
工程造價(jià)	16,017,042	624,536
工程管理	1,927,113	2,053,249
意外事故	897,208	995,401
設(shè)備總成本	16,017,042	624,536
輸送管路預(yù)算
直線長度2000米: 挖壕&維修	5,820,000	3,960,000
直線長度4000米供水與回水管道	1,860,000	1,380,000
管道總成本	7,680,000	5,340,000
管路連接預(yù)算
換熱器	960,000	422,400
控制閥&監(jiān)測站	560,000	480,00
配管、安裝&保溫	2,960,000	1,977,600
安裝總成本	4,480,000	2,880,000
16,000t冷卻系統(tǒng)總成本	31,001,363	28,303,324

減少能源消耗

由于使用較小的機(jī)械設(shè)備，冰蓄冷設(shè)備可以減少50%的電力需求。此外,由于泵功率（kW）較低，每年總能耗更少。隨著電力行業(yè)不斷開發(fā)并實(shí)行按時(shí)段收費(fèi)，實(shí)時(shí)電價(jià)的時(shí)間安排和電價(jià)協(xié)商將更加規(guī)范，冰蓄冷設(shè)備在未來可以更大地節(jié)約運(yùn)營成本。

我們將一個(gè)設(shè)計(jì)配有使用44℉ (7℃)供應(yīng)水的離心式冷水機(jī)組，冷量為16000冷噸時(shí)（5632 Mw）的區(qū)域供冷設(shè)備與一個(gè)使34℉（1℃）供應(yīng)水的冰蓄冷設(shè)備作對比。前者用電高峰為15985kW，而后者為10135kW，減少37%的峰值需求。

減少維護(hù)

由于沒有活動部件，冰盤管幾乎不需要維修。在冰蓄冷設(shè)備中需要維護(hù)的只有空氣泵，系統(tǒng)流體以及控制系統(tǒng)。因?yàn)槔渌畽C(jī)組，泵和熱量排放裝置比較小，所以冰蓄冷系統(tǒng)相比其他傳統(tǒng)系統(tǒng)維護(hù)較少。

盤管蓄冰風(fēng)機(jī)

提高系統(tǒng)可靠性

	冰蓄冷系統(tǒng)必須可靠，以確保可以進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)系統(tǒng)安裝多個(gè)冷卻器以防萬一，一旦其中一個(gè)冷水機(jī)組發(fā)生機(jī)械故障，第二冷卻器只能提供有限的冷卻能力。這樣傳統(tǒng)系統(tǒng)一天最大可用冷卻量只有計(jì)劃中的50%。

大多數(shù)冰蓄冷系統(tǒng)除了冰存儲設(shè)備都有兩個(gè)冷卻器。兩個(gè)冷卻器旨在提供一天大約60%所需的冷量，而存冰將提供剩余的40%。如果在白天只用一個(gè)冷卻器即可擁有高達(dá)70%的冷卻能力。一個(gè)運(yùn)行的冷卻器提供設(shè)備制冷量的30%，而存冰可以達(dá)到40%。基于標(biāo)準(zhǔn)的HVAC負(fù)載概要文件和ASHRAE天氣數(shù)據(jù)，70%的冷卻能力在同樣時(shí)間內(nèi)可達(dá)到85%的冷卻效果。

節(jié)省空間

由于使用較小的冷卻器，泵以及排熱設(shè)備，因此冷卻裝置很節(jié)省設(shè)備占地和排熱空間。

一個(gè)使用冰蓄冷系統(tǒng)的區(qū)域供冷設(shè)備所需要的冷卻器和排熱能力為傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之二。冷凍水泵將是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的10℉（5.6℃）溫度微分系統(tǒng)尺寸的一半，冷凝水泵則是傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之二。設(shè)備間和排熱設(shè)備所需的計(jì)劃區(qū)域可以減少三分之一。蓄冰系統(tǒng)可以放置在戶外，在二層或在一個(gè)停車場，它不需要占據(jù)設(shè)備間。水蓄冷需要冰蓄冷設(shè)備4至10倍的空間，使用顯冷結(jié)合存儲效率低下且需要更大的儲水罐。

傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)備室

冰蓄冷系統(tǒng)的設(shè)備室

環(huán)保型系統(tǒng)

冰蓄冷系統(tǒng)不僅能減少能源消耗，而且夜間用電，這樣將減緩全球變暖。使用新能源高效水冷冷卻設(shè)備和蓄冰的區(qū)域供將大大降低能源消耗。由于夜間發(fā)電一般熱效率較低（使較少的燃料可達(dá)到同樣的輸出功率），因此，降低二氧化碳和溫室氣體排放可減緩全球變暖。加州能源委員會指出：夜間用電可減少31%在白天使用的電力。可以考慮使用環(huán)保和高能效的氨制冷劑用于區(qū)域制冷系統(tǒng)。