地鐵工程的冰蓄冷方式研討

1、地鐵工程的冰蓄冷方式研討        摘要:依據(jù)地鐵車站冷負(fù)荷變化的特點(diǎn)以及當(dāng)?shù)貧庀髼l件.電價(jià)政策通過對(duì)地鐵車站常規(guī)制冷系統(tǒng)和冰蓄冷系統(tǒng)的投資及運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行比較分析得出合理優(yōu)化的制冷方案.    關(guān)鍵詞:地鐵 冰蓄冷技術(shù) 運(yùn)行策略 技術(shù)經(jīng)濟(jì)    本文以成都地鐵工程采用屏蔽門空調(diào)系統(tǒng)為例,根據(jù)成價(jià)工200568號(hào)文件成都的峰谷電價(jià)比在3倍以上,利用“削峰填谷”.平衡電網(wǎng)負(fù)荷.節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用.特別是地鐵項(xiàng)目通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)是用電大戶,采用蓄冷技術(shù)節(jié)省的運(yùn)行費(fèi)用更加可觀.

2、    適合地鐵工程的全,冰系統(tǒng)    1、成都地區(qū)的電價(jià)政策    適合地鐵工程的全蓄冰系統(tǒng)能充分發(fā)揮冰蓄冷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)還跟當(dāng)?shù)氐碾娏φ呔哂兄苯拥年P(guān)系.    由于地鐵的空調(diào)期是5到10月而成都地區(qū)的豐水期6到10月,兩個(gè)時(shí)期墓本重合.所以取用豐水期電價(jià)作為討論問題的基礎(chǔ).    經(jīng)對(duì)比知道.地鐵車站空調(diào)高峰負(fù)荷與豐水期電價(jià)的高峰基本一致.即負(fù)荷的高峰即為電價(jià)的高峰在考慮冰蓄冷系統(tǒng)時(shí)有效避開電價(jià)高峰即有效轉(zhuǎn)移了空調(diào)的負(fù)荷高峰

3、.    2、適合地鐵工程的全蓄冰方案    (1)份計(jì)思路    我們的分析基于近期客流對(duì)應(yīng)的空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行.即采用相當(dāng)于遠(yuǎn)期負(fù)荷90%的負(fù)荷值進(jìn)行設(shè)備配置.    全蓄冰方案若嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)日總冷負(fù)荷和利用低價(jià)電的原則.勢(shì)必造成設(shè)備容量的增大.地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)90%的時(shí)間是在設(shè)計(jì)日高峰全日負(fù)荷的60%及以下的負(fù)荷條件下運(yùn)行為了充分發(fā)揮全蓄冰移峰填谷的優(yōu)勢(shì)以60%設(shè)計(jì)日高峰全日負(fù)荷為基準(zhǔn)在設(shè)備選型時(shí)要求夜間低谷電價(jià)階段的,冰蓄完全滿足白天所有時(shí)段空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行所鑄的冷蓄并考慮在高

4、于60%設(shè)計(jì)日高峰全日負(fù)荷情況下,冰機(jī)在白天制冰運(yùn)行,即融冰和蓄冰同時(shí)進(jìn)行以滿足設(shè)計(jì)日高峰全日負(fù)荷的需要.這樣空調(diào)系統(tǒng)90%的時(shí)間是運(yùn)行在全融冰狀態(tài)。    而當(dāng)空調(diào)全日負(fù)荷超過設(shè)計(jì)日高峰全日負(fù)荷的60%時(shí)(這樣的時(shí)間在空調(diào)季節(jié)只有10%的時(shí)間約20天),在平價(jià)電價(jià)時(shí)間段,冰機(jī)進(jìn)行蓄冰運(yùn)行.此時(shí)由于蓄冰機(jī)回液溫度較高,蓄冰效率比正常,冰工況下效率高也有利于全蓄冰系統(tǒng)的運(yùn)行.    (2)系統(tǒng)介紹    本系統(tǒng)采用蓄冰球蓄冷.蓄冰機(jī)制冰循環(huán)只有乙二醉循環(huán)泵和蓄冰機(jī).系統(tǒng)簡(jiǎn)單.運(yùn)行控制簡(jiǎn)單.只要要求,冰機(jī)運(yùn)行

5、時(shí)即全負(fù)荷運(yùn)行,運(yùn)行效率高.    融冰循環(huán)由苗冷植乙二醉循環(huán)泵和板式換熱路組成乙二醉二次循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過板式換熱器熱交換后將空調(diào)系統(tǒng)所據(jù)冷蓄轉(zhuǎn)移到循環(huán)水系統(tǒng).冷凍水溫度由乙二醉二次循環(huán)系統(tǒng)流,控制.    該系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)蓄冰機(jī)在任何時(shí)候運(yùn)行均在最大負(fù)荷下高效運(yùn)行.蓄冰機(jī)為單工況蓄冰不需要部分,冰系統(tǒng)中因雙工況制冷機(jī)進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換時(shí)要求的轉(zhuǎn)換時(shí)間.相應(yīng)增加了t冰時(shí)間.    (3)制冰設(shè)備選擇    由于地鐵工程屬投資大使用年限長(zhǎng)的地下工程如在建成后進(jìn)行土建改擴(kuò)建幾乎是

6、不可能的.所以建筑設(shè)計(jì)時(shí)均按遠(yuǎn)期規(guī)劃考慮.制冷設(shè)備在客流達(dá)到遠(yuǎn)期時(shí)幾乎達(dá)到設(shè)備本身的服務(wù)年限.在分析冰蓄冷系統(tǒng)時(shí)按近期客流設(shè)計(jì)日典型車站逐時(shí)負(fù)荷及全日負(fù)荷為依據(jù).    為了充分利用低谷價(jià)電蓄冰減小設(shè)備容量.在設(shè)備選型時(shí)要求夜間低谷電價(jià)階段(8小時(shí))的蓄冰量完全滿足白天18小時(shí)所有時(shí)段空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行所需的冷量。制冰機(jī)制冰容為:8653/8=1082kw.只有在空調(diào)季節(jié)的負(fù)荷高峰段(20天).才需要蓄冰機(jī)在白天平價(jià)電時(shí)段全負(fù)荷進(jìn)行蓄冰.    3、運(yùn)行策略    (1)設(shè)計(jì)日高峰負(fù)荷階段(20天) 

7、   系統(tǒng)所需全日負(fù)荷為13941 KWh時(shí)(約20天)蓄冰機(jī)需在谷價(jià)電時(shí)段共8個(gè)小時(shí)(蓄冰f 1082x8=8656KWh)及平價(jià)電時(shí)段5小時(shí)(蓄冰t5x1082=5410KWh)全負(fù)荷蓄冰運(yùn)行(共計(jì)蓄冰8656+5410= 14066KWh所蓄冰量滿足全天空調(diào)系統(tǒng)全融冰運(yùn)行所需冷量.此時(shí)有7小時(shí)是蓄冰系統(tǒng)及融冰系統(tǒng)同時(shí)而獨(dú)立的運(yùn)行.谷價(jià)電時(shí)段蓄冰量轉(zhuǎn)移負(fù)荷比8656/14066=61.5%。    (2)空調(diào)季節(jié)的中期及后中期:60%的設(shè)計(jì)日高峰負(fù)荷8653KWh(約60天)    空調(diào)全日負(fù)荷在設(shè)計(jì)日高峰全日

8、負(fù)荷的60%時(shí)系統(tǒng)所需冷量為8653KWh,蓄冰機(jī)運(yùn)行時(shí)間為:8653/1082=8小時(shí).也就是說(shuō)蓄冰機(jī)在低谷價(jià)電運(yùn)行所蓄8653KWh蓄冰量完全能滿足全天空調(diào)系統(tǒng)所蓄冷量。此時(shí)有兩小時(shí)是蓄冰和融冰同時(shí)進(jìn)行.谷價(jià)電時(shí)段蓄冰量轉(zhuǎn)移負(fù)荷比8653/8653=100%。    (3)空調(diào)季節(jié)的初期及后期;30%設(shè)計(jì)日高峰全日負(fù)荷(約104天)    系統(tǒng)所豁全日負(fù)荷為2854KWh,蓄冰機(jī)運(yùn)行時(shí)間只需2854/713=4就能滿足白天空調(diào)系統(tǒng)所需冷量.谷價(jià)電時(shí)段蓄冰量轉(zhuǎn)移負(fù)荷比100%。    4、系統(tǒng)特點(diǎn)

9、60;   該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):    冷卻水循環(huán)和冷凍水循環(huán)均為獨(dú)立系統(tǒng)與常規(guī)水冷空調(diào)系統(tǒng)差別小.    蓄冰循環(huán)和融冰循環(huán)相互聯(lián)系又彼此獨(dú)立相互聯(lián)系是因?yàn)閮蓚€(gè)循環(huán)通過蓄冰榴將兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)連通.同為乙二醇溶液.在蓄冰槽內(nèi)匯合.相互獨(dú)立是因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)可以單獨(dú)運(yùn)行互不干擾系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠.    由于蓄冰與融冰循環(huán)各自獨(dú)立兩個(gè)系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行,即蓄冰的同時(shí)又能融冰可以取代部分蓄冰的功能。    由于蓄冰與融冰循環(huán)各自獨(dú)立,兩個(gè)系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行,此時(shí)由干蓄冰機(jī)回液

10、溫度提高.蓄冰機(jī)運(yùn)行效率提高了.    蓄冰系統(tǒng)可以在任何時(shí)間段啟動(dòng).不存在在部分蓄冰系統(tǒng)中出現(xiàn)的裕要給兩個(gè)系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換的時(shí)間.相應(yīng)延長(zhǎng)了蓄冰時(shí)間2小時(shí).    由干蓄冰與融冰循環(huán)各自獨(dú)立,該特點(diǎn)可以應(yīng)對(duì)特殊天氣特別是攀熱天氣引起的空調(diào)負(fù)荷突然增加.此時(shí)只需啟動(dòng)蓄冰循環(huán)即可.    由于蓄冰與融冰循環(huán)各自獨(dú)立.系統(tǒng)設(shè)備串聯(lián)少組成非常簡(jiǎn)單.控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單有效.    技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較    1、全蓄冰系枕與布分量冰系統(tǒng)、常規(guī)電制冷系統(tǒng)綜合經(jīng)濟(jì)比極以典型車

11、站(晚期高峰空調(diào)負(fù)荷為966kw.近期高峰空調(diào)負(fù)荷為875kw.包括小系統(tǒng)空調(diào)負(fù)荷)采用不同制冷模式進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)比較:    部分蓄冰系統(tǒng)比常規(guī)制冷系統(tǒng)增加初投資約為132萬(wàn)元運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省10.885萬(wàn)元.增加初投資的回收期132/10.885 12.13年靜態(tài)投資回收期約為12年.    全蓄冰系統(tǒng)比常規(guī)制冷系統(tǒng)增加初投資約為159.8萬(wàn)元運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省14.726萬(wàn)元。增加初投資的回收期159.8/14,72610.85年靜態(tài)投資回收期約為11年.    2、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析綜述  &

12、#160; 通俗地說(shuō)冰蓄冷系統(tǒng)的本質(zhì)是通過增加設(shè)備的初投資來(lái)減少日常運(yùn)行的成本.我們的研究和分析是尋找一個(gè)適當(dāng)?shù)男畋绞绞乖撓到y(tǒng)的初投資和運(yùn)行成本的比例更為合理.    (1)技術(shù)優(yōu)勢(shì)    全蓄冰技術(shù)方案雖然在投資較部分蓄冰方案略高11%  (26.7萬(wàn)元/車站).但在前文全蓄冰系統(tǒng)的特點(diǎn)論述中表明該系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、運(yùn)行穩(wěn)定、兼有部分蓄冰方案功能,系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單可靠等明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì).    (2)長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益    冰蓄冷系統(tǒng)初投資的增加主要體現(xiàn)在蓄冰裝置部分的

13、購(gòu)置上.但這部分的投資不能簡(jiǎn)單地歸為初投資的增加,它的使用壽命較長(zhǎng).一般能達(dá)到50年以上.在常規(guī)電制冷的冷水機(jī)組達(dá)到使用壽命時(shí)它不搖要更換即減少二次投資的費(fèi)用.    在以上我們論述的全蓄冰系統(tǒng)中制冰機(jī)組每年空調(diào)季節(jié)運(yùn)行的總時(shí)間只達(dá)到常規(guī)電制冷系統(tǒng)冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的50%左右.為部分蓄冰系統(tǒng)的雙工況冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的30%左右.也就是說(shuō)該全蓄冰系統(tǒng)的制冷機(jī)組的設(shè)備年限更長(zhǎng)其它系統(tǒng)孺更換設(shè)備時(shí).該系統(tǒng)的設(shè)備仍然能保證良好的運(yùn)行狀況.    (3)潛在的經(jīng)濟(jì)效益    高峰電力的不足將會(huì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展表現(xiàn)得更為突出峰谷電價(jià)比不可避免地將增大.也就是說(shuō)如果在空調(diào)運(yùn)行的回收期內(nèi)電價(jià)比增加將會(huì)引起空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用的大大減少.回收期也會(huì)相應(yīng)減少.    結(jié)論    綜上所述適用于地鐵工程的全蓄冰技術(shù)雖然一次性投資稍高.但鑒于其能充分實(shí)現(xiàn)地鐵工程中用電負(fù)荷的移