鋼盤管內(nèi)融冰系統(tǒng)與外融冰系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù).doc

鋼盤管內(nèi)融冰系統(tǒng)與外融冰系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析摘要：本文介紹了鋼盤管內(nèi)融冰與外融冰蓄冷系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，通過具體工程實(shí)例的分析來說明內(nèi)融冰和外融冰方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比分析和方案確定過程。對(duì)內(nèi)、外融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資進(jìn)行估算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果推算出各設(shè)備的逐時(shí)耗電量，乘以相對(duì)應(yīng)的分時(shí)電價(jià)后，計(jì)算出不同負(fù)荷率下的逐時(shí)電力成本，匯總后得出全年電力成本。采用比較現(xiàn)金流量法，從項(xiàng)目的存續(xù)壽命全過程分析兩個(gè)方案的在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣。計(jì)算結(jié)果說明：雖然采用外融冰比采用內(nèi)融冰方案在運(yùn)行費(fèi)上有所節(jié)省，但是所節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)仍不能夠在項(xiàng)目整個(gè)壽命期間內(nèi)將多投資的部分回收，在這種情況下選擇內(nèi)融冰的方式在經(jīng)濟(jì)上更加合理。關(guān)鍵詞：內(nèi)融冰 外融冰 NPLV 經(jīng)濟(jì)性 61. 前言冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)㈦娏π枨髲姆宥无D(zhuǎn)移到谷段，均衡電網(wǎng)用電負(fù)荷, 同時(shí)為用戶節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，是夏季電力調(diào)峰的一種有效方式，具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益，近年來在國(guó)內(nèi)逐漸得到推廣。冰蓄冷系統(tǒng)有多種形式，不同形式的冰蓄冷系統(tǒng)初投資和運(yùn)行管理費(fèi)用各不相同。鋼盤管內(nèi)融冰和外融冰蓄冷系統(tǒng)是由沉浸在充滿水的貯槽中的鋼盤管構(gòu)成結(jié)冰載體的一種蓄冰系統(tǒng)。充冷時(shí)，低溫載冷劑乙二醇溶液在盤管內(nèi)循環(huán)，將盤管外表面的水逐漸冷卻至結(jié)冰。由于乙二醇溶液在管內(nèi)循環(huán)，容量小，流速高，傳熱好，不易滲漏，系統(tǒng)安全可靠性高，在蓄冰空調(diào)工程中得到廣泛的應(yīng)用。2. 外融冰方式的技術(shù)特點(diǎn)外融冰方式釋冷時(shí)，由溫度較高的空調(diào)回水，直接進(jìn)入蓄冰槽內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，使盤管外表面的冰層自外向內(nèi)逐漸融化。貯槽一般為開式，為了使融冰均勻，在貯槽底部設(shè)置壓縮空氣攪拌管道，用清潔的壓縮空氣氣泡增加水流擾動(dòng)，提高換熱效率。外融冰方式，由于溫度較高的冷凍水回水與冰直接接觸, 融冰釋冷速度快，可以在較短的時(shí)間內(nèi)制出大量的低溫冷凍水，可以更靈活地安排運(yùn)行策略，最大限度地節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。特別適合于短時(shí)間內(nèi)要求冷量大、溫度低的場(chǎng)所。3. 內(nèi)融冰方式的技術(shù)特點(diǎn)內(nèi)融冰方式釋冷時(shí)，經(jīng)空調(diào)負(fù)荷加熱的高溫載冷劑在盤管內(nèi)循環(huán)，將盤管外表面的冰逐漸融化，使載冷劑降溫，以供用戶需要。與外融冰方式相比，內(nèi)融冰方式可以避免外融冰方式由于上一周期蓄冷循環(huán)時(shí)，在盤管外表面可能產(chǎn)生剩余冰，引起傳熱效率下降，以及表面結(jié)冰厚度不均勻等不利因素，另外內(nèi)融冰系統(tǒng)為閉式流程，對(duì)系統(tǒng)的防腐及靜壓?jiǎn)栴}的處理都較為簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。但由于換熱面積僅為盤管表面，內(nèi)融冰的融冰釋冷速度較慢，在運(yùn)行策略安排方面不如外融冰系統(tǒng)靈活，往往運(yùn)行費(fèi)用要高于外融冰系統(tǒng)。4. 內(nèi)、外融冰方式的方案比選內(nèi)融冰系統(tǒng)和外融冰系統(tǒng)各有自己的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)于具體的工程項(xiàng)目，是采用內(nèi)融冰還是外融冰蓄冷系統(tǒng)要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來決策。下面以一個(gè)具體的工程，說明內(nèi)融冰和外融冰方案的對(duì)比分析和方案確定過程。4.1工程簡(jiǎn)介北京某寫字樓，建筑面積約57500m2，地下3層，地上16層，建筑總高度65米?？照{(diào)的使用時(shí)間4月15日至10月15日，每天的用冷時(shí)段為7:00-19:00。經(jīng)計(jì)算夏天空調(diào)的設(shè)計(jì)尖峰冷負(fù)荷為5109 kW（1453RT）。4.2北京電價(jià)政策簡(jiǎn)介表4.1 北京市現(xiàn)行峰谷電價(jià)分時(shí)名稱價(jià)格時(shí)段分配峰段價(jià)格1.1045元/KWH8：0011：0018：0023：00平段價(jià)格0.7175元/KWH7：008：0011：0018：00谷段價(jià)格0.3525元/KWH23：007：004.3內(nèi)融冰系統(tǒng)4.3.1系統(tǒng)流程圖4.1 內(nèi)融冰主機(jī)上游串聯(lián)系統(tǒng)4.3.2內(nèi)融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表4.2 內(nèi)融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表序號(hào)設(shè)備名稱主要參數(shù)數(shù)量投資(萬元)1單蒸發(fā)器雙工況機(jī)組490RT/345RT21802蓄冰盤管TSC-380M162313乙二醇泵流量374m/h, 揚(yáng)程28m26.984冷卻水泵流量400m/h295板換900RT；289.26冷卻塔400m/h，2357乙二醇補(bǔ)水設(shè)備流量3m/h，揚(yáng)程15m148配電設(shè)備67.4合計(jì)622.6上述設(shè)備中水泵、冷卻塔設(shè)備的使用壽命按12.5年計(jì)算，重置設(shè)備價(jià)格合計(jì)：50.98萬元。其余設(shè)備在項(xiàng)目壽命周期25年內(nèi)不需要重新購(gòu)置。4.3.3年運(yùn)行電費(fèi) 圖4.2 100負(fù)荷設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷分布圖根據(jù)制冷時(shí)全年的逐日、逐時(shí)負(fù)荷率以及工藝設(shè)計(jì)所要求的運(yùn)行策略進(jìn)行逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算，并根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果推算出各設(shè)備的逐時(shí)耗電量，乘以相對(duì)應(yīng)的分時(shí)電價(jià)后可計(jì)算出不同負(fù)荷率下的逐時(shí)電力成本，匯總后可得出全年電力成本。全年電費(fèi)為83.4萬元。4.4外融冰系統(tǒng)4.4.1系統(tǒng)流程圖4.3 外融冰主機(jī)上游串聯(lián)系統(tǒng)4.4.2外融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表4.3 外融冰系統(tǒng)主要設(shè)備投資估算表序號(hào)設(shè)備名稱主要參數(shù)數(shù)量投資(萬元)1單蒸發(fā)器雙工況機(jī)組490RT/345RT21802蓄冰盤管TSC-380M16274.03乙二醇/水板換900RT2104.44乙二醇泵流量374m/h, 揚(yáng)程28m27.05水/水板換900RT251.26冷卻水泵流量400m/h, 揚(yáng)程28m29.07冷卻塔400m/h235.08冷凍水分配泵流量420m/h, 揚(yáng)程24m27.09乙二醇補(bǔ)水設(shè)備流量3m/h，揚(yáng)程15m14.010配電設(shè)備67.4合計(jì)738.0上述設(shè)備中水泵、冷卻塔設(shè)備的使用壽命按12.5年計(jì)算，重置價(jià)格合計(jì)：58萬元。其余設(shè)備在項(xiàng)目壽命周期25年內(nèi)不需要重新購(gòu)置。4.4.3年運(yùn)行電費(fèi) 圖4.4 100負(fù)荷設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷分布圖根據(jù)制冷時(shí)全年的逐日、逐時(shí)負(fù)荷率以及工藝設(shè)計(jì)所要求的運(yùn)行策略進(jìn)行逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算，并根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果推算出各設(shè)備的逐時(shí)耗電量，乘以相對(duì)應(yīng)的分時(shí)電價(jià)后可計(jì)算出不同負(fù)荷率下的逐時(shí)電力成本，匯總后可得出全年電力成本。全年電費(fèi)為78.2萬元。5. 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析對(duì)外融冰方案和內(nèi)融冰方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較的目的是從項(xiàng)目的存續(xù)壽命全過程分析兩個(gè)方案的在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)劣，進(jìn)而判斷兩個(gè)方案的內(nèi)在的價(jià)值以便最終確定方案選擇。對(duì)上述兩個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)比較采用比較現(xiàn)金流量法。以外融冰方案與內(nèi)融冰方案的初投資差額和項(xiàng)目壽命25年內(nèi)所發(fā)生的重置成本差額作為現(xiàn)金流出值；以外融冰方案與內(nèi)融冰方案在年運(yùn)行費(fèi)用上的差額作為項(xiàng)目壽命期25年內(nèi)所產(chǎn)生的收益現(xiàn)金流入值；通過采用動(dòng)態(tài)現(xiàn)金流量計(jì)算方式計(jì)算出25年內(nèi)的累計(jì)凈現(xiàn)金流量NPV。計(jì)算結(jié)果：NPV-84.01萬元。 圖5.1 內(nèi)、外融冰方案經(jīng)濟(jì)比較計(jì)算結(jié)果說明：雖然采用外融冰比采用內(nèi)融冰方案在運(yùn)行費(fèi)上有所節(jié)省，但是所節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)仍不能夠在項(xiàng)目整個(gè)壽命期間內(nèi)將多投資的部分回收，從而形成84.01萬元的虧損，即NPV-84.01萬元0。在這種情況下選擇內(nèi)融冰的方式在經(jīng)濟(jì)上更加合理。6、結(jié)論由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家不具備雙工況雙蒸發(fā)器制冷機(jī)組的生產(chǎn)能力，在設(shè)計(jì)外融冰蓄冷系統(tǒng)時(shí)，只能選用雙工況單蒸發(fā)器的制冷機(jī)組與乙二醇/水板換集成的技術(shù)方案，增加了系統(tǒng)的初投資，此外，外融冰蓄冷系統(tǒng)為開式流程，與內(nèi)融冰蓄冷系統(tǒng)相比設(shè)計(jì)、操作、控制和運(yùn)行維護(hù)較復(fù)雜。因此，對(duì)冷凍水溫沒有嚴(yán)格要求的單棟建筑的空調(diào)冷源，外融冰蓄冷系統(tǒng)不是很適合。外融冰蓄冷系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是能提供較低溫度的空調(diào)冷凍水，另一大優(yōu)點(diǎn)是取冷速度快。因此，外融冰蓄冷技術(shù)一般是區(qū)域供冷的首選技術(shù)。例如，北京中關(guān)村