蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)在區(qū)域供熱供冷DHC中的應(yīng)用

蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)在區(qū)域供熱供冷DHC中的應(yīng)用蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)在區(qū)域供熱供冷（DHC）中的應(yīng)用——常州金禧園大型住宅小區(qū)蓄能中央空調(diào)和蓄熱生活熱水系統(tǒng)范慶，陳永林，葉水泉（杭州華電華源環(huán)境工程有限公司，浙江杭州310012）摘要：介紹了常州金禧園大型住宅小區(qū)冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)、電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)和電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和特點(diǎn)，并將其和其他家用空調(diào)方式進(jìn)行了初投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較，簡(jiǎn)單介紹了冷熱量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。指出蓄能技術(shù)應(yīng)用于區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，值得應(yīng)用和推廣。關(guān)鍵詞：區(qū)域供熱供冷；電蓄熱；冰蓄冷；冷熱量計(jì)費(fèi)儀；經(jīng)濟(jì)效益；環(huán)境保護(hù)中圖分類號(hào)：TU832文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1引言從保護(hù)環(huán)境、提高能源利用效率的角度出發(fā)，對(duì)于人口密集、空間緊張的城市來(lái)說(shuō)，建筑物空調(diào)需要的冷熱量采用區(qū)域集中供給（DHC）是城市中央空調(diào)的發(fā)展方向。電力是一種清潔的能源，在各國(guó)能源系統(tǒng)中都占有最大的比例，同時(shí)它也代表了21世紀(jì)環(huán)保能源發(fā)展的方向。從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，各國(guó)電力公司開(kāi)始實(shí)行峰谷電分時(shí)段計(jì)費(fèi)政策，許多工程技術(shù)單位借這一契機(jī)，發(fā)展了利用夜間廉價(jià)電力的蓄能技術(shù)，利用電力在電價(jià)低谷時(shí)段蓄能，并將蓄好的能量在白天電價(jià)高峰段使用，從而節(jié)省整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。這一技術(shù)對(duì)宏觀上平衡城市電力供應(yīng)有著重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益（火力發(fā)電廠的擴(kuò)容對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都是不利的）。冰蓄冷就是針對(duì)夏季建筑物采用蓄能中央空調(diào)而開(kāi)發(fā)出的技術(shù)之一。正是由于電力蓄能技術(shù)本身所具有的強(qiáng)大發(fā)展?jié)摿?，使其與代表城市中央空調(diào)發(fā)展方向的區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)能夠完美的結(jié)合在一起并在世界各國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)幅員遼闊、人口眾多，對(duì)住宅的需求量非常大。我國(guó)住宅建設(shè)量大面廣，至今仍呈上升趨勢(shì)，據(jù)專家估計(jì)，這個(gè)趨勢(shì)還將持續(xù)20-30年。這顯然對(duì)在中國(guó)發(fā)展具有中國(guó)特色的區(qū)域供熱供冷是一個(gè)巨大的契機(jī)，在大型住宅小區(qū)里面應(yīng)用區(qū)域供熱供冷聯(lián)合蓄能技術(shù)必將具有廣闊的市場(chǎng)前景。2工程概況常州金禧園住宅小區(qū)是常州金谷房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)高級(jí)商住小區(qū)，其總占地面積約為63000m2，其中分散了17幢6層的多層住宅樓。機(jī)房位于小區(qū)超市地下室，通過(guò)直埋管網(wǎng)向這些住宅樓提供空調(diào)冷熱水和生活熱水。小區(qū)夏季中央空調(diào)采用冰蓄冷系統(tǒng)，冬季采用電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)，全年的生活熱水也采用了電鍋爐蓄熱系統(tǒng)。此項(xiàng)目是杭州華電華源環(huán)境工程有限公司和常州金谷房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司合作完成的一個(gè)蓄能技術(shù)應(yīng)用于區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)的大型項(xiàng)目。三個(gè)系統(tǒng)于2001年7月施工調(diào)試完畢，經(jīng)過(guò)一個(gè)夏天的運(yùn)行，三個(gè)運(yùn)行良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。以下對(duì)各系統(tǒng)分別加以介紹。2.1冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)2.1.1系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算經(jīng)過(guò)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算軟件計(jì)算，小區(qū)的設(shè)計(jì)日尖峰負(fù)荷確定為3500kW。小區(qū)日總冷負(fù)荷為53000kWh。2.1.2冰蓄冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)小區(qū)空調(diào)負(fù)荷有其自身的特點(diǎn)，在一周的大部分時(shí)間即5個(gè)工作日當(dāng)中，小區(qū)內(nèi)滯留的人員相對(duì)減少，整個(gè)空調(diào)總負(fù)荷也相應(yīng)減小，負(fù)荷特性接近過(guò)渡季節(jié)。由于空調(diào)系統(tǒng)處于部分負(fù)荷狀態(tài)下，冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)便明顯的表現(xiàn)出來(lái)：系統(tǒng)可以只開(kāi)冷凍水泵和次級(jí)乙二醇泵通過(guò)閥門(mén)調(diào)節(jié)從蓄冰裝置內(nèi)取冷，避免了在部分負(fù)荷下開(kāi)制冷效率已顯著下降的常規(guī)冷水機(jī)組，系統(tǒng)運(yùn)行效率大大提高。而且冰蓄冷系統(tǒng)處于全量融冰供冷模式，完全可以避開(kāi)用電高峰期，系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性也將達(dá)到最佳。本冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)按照主機(jī)與蓄冰裝置并聯(lián)、分量蓄冰模式設(shè)計(jì)。由于小區(qū)夜間也有負(fù)荷，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一臺(tái)基載冷水主機(jī)，在設(shè)計(jì)日負(fù)荷條件下全天24h運(yùn)行?？紤]到甲方有一臺(tái)閑置的1760kW的約克水冷螺桿式冷水機(jī)組，故將基載主機(jī)的容量確定為1760kW。經(jīng)過(guò)計(jì)算，在系統(tǒng)中還需要兩臺(tái)770kW的雙工況水冷螺桿式冷水機(jī)組。在設(shè)計(jì)日負(fù)荷條件下，夜間全力制冰，白天根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況確定開(kāi)一臺(tái)或者是兩臺(tái)主機(jī)聯(lián)合蓄冰裝置供冷。在此設(shè)計(jì)流程回路中，基載主機(jī)及與其相配套的冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵為一獨(dú)立系統(tǒng)，2臺(tái)雙工況主機(jī)與儲(chǔ)冰裝置、板式換熱器、乙二醇泵、電動(dòng)閥等設(shè)備組成冰蓄冷系統(tǒng)，冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備配置見(jiàn)表1。表1冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備配置與技術(shù)參數(shù)表序號(hào)123456789101112注：1）華源專利產(chǎn)品；2）普通鋼罐。整個(gè)系統(tǒng)可按以下4種工作模式進(jìn)行：a）主機(jī)制冰加基載主機(jī)供冷模式；b）主機(jī)與融冰聯(lián)合供冷模式；c）融冰單供冷模式；d）主機(jī)單供冷模式。冷凍水系統(tǒng)與乙二醇系統(tǒng)通過(guò)板式換熱器進(jìn)行熱交換，彼此完全隔離。乙二醇僅在制冷機(jī)房中流動(dòng)，這能夠減少乙二醇用量并避免乙二醇在空調(diào)末端系統(tǒng)中的泄漏，降低了末端系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)的難度?；芈分性O(shè)有5個(gè)電動(dòng)閥，在控制系統(tǒng)指示下進(jìn)行工況轉(zhuǎn)換，根據(jù)冷負(fù)荷變化，調(diào)節(jié)進(jìn)入儲(chǔ)冰裝置的乙二醇流量，保證進(jìn)入板式換熱器的乙二醇溫度恒定并滿足冷負(fù)荷需求。對(duì)于大多數(shù)住宅小區(qū)來(lái)講其房屋銷售都需要一定的時(shí)間，購(gòu)房者也是分批入住小區(qū)的。小區(qū)的空調(diào)負(fù)荷是在一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間逐漸增加到設(shè)計(jì)日負(fù)荷狀態(tài)的。由于金禧園住宅小區(qū)首批入住率大約是40%，故500RT主機(jī)暫時(shí)不安裝，僅預(yù)留相應(yīng)管道，其對(duì)應(yīng)的冷卻水系統(tǒng)和冷凍水泵也暫不安裝。另將兩臺(tái)220RT主機(jī)中的一臺(tái)通過(guò)設(shè)置旁通管道將其功能確定為基載主機(jī)，在夜間由其向末端提供冷量，另外一臺(tái)220RT主機(jī)則在夜間全力制冰。以后隨著小區(qū)入住率的提高和空調(diào)負(fù)荷的增長(zhǎng)，通過(guò)普通閥門(mén)的切換即可將充當(dāng)基載的名稱常規(guī)螺桿式機(jī)組雙工況螺桿式機(jī)組冷卻塔雙工況主機(jī)冷卻水泵初級(jí)乙二醇泵次級(jí)乙二醇泵基載冷凍水泵冷凍水泵冷凍水泵板式換熱器儲(chǔ)冷冰球1)儲(chǔ)冰槽2)型號(hào)規(guī)格1760kW770kW200m3/hQ=200m3/h，H=26mQ=150m3/h，H=18mQ=230m3/h，H=20mQ=304m3/h，H=52mQ=130m3/h，H=58mQ=45m3/h，H=58m100萬(wàn)kcal/h雙金屬蕊心160m3數(shù)量1臺(tái)2臺(tái)4臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)2臺(tái)1臺(tái)3臺(tái)1臺(tái)2臺(tái)7700kWh1個(gè)冷水主機(jī)的功能恢復(fù)成為雙工況主機(jī)，同時(shí)500RT的冷水主機(jī)也投入運(yùn)行。由于在一周內(nèi)住宅小區(qū)的負(fù)荷的變化比較大，這要求在板式換熱器二次側(cè)的冷凍水泵具備根據(jù)負(fù)荷的變化自行調(diào)節(jié)供水量的能力?？紤]到水泵的功率比較大，沒(méi)有采用變頻控制，同時(shí)考慮到與冬季采暖熱水供水泵的流量匹配問(wèn)題，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了三臺(tái)流量130m3/h、揚(yáng)程58m和一臺(tái)流量50m3/h、揚(yáng)程58m的冷凍水泵，由設(shè)定的供回水溫差自動(dòng)控制水泵開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)。對(duì)于蓄能空調(diào)系統(tǒng)而言，其節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵是系統(tǒng)能夠根據(jù)峰谷電的時(shí)段和末端負(fù)荷自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換。而實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的關(guān)鍵是自控系統(tǒng)是否能穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。自控系統(tǒng)能夠控制制冷主機(jī)及其他設(shè)備的啟停及監(jiān)視各設(shè)備工作狀況與運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化控制，即根據(jù)室外溫度、天氣走勢(shì)、歷史記錄、電價(jià)政策，自動(dòng)選擇主機(jī)優(yōu)先、融冰優(yōu)先模式或全量融冰模式；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行制冰、工況轉(zhuǎn)換和優(yōu)化控制運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，并向遠(yuǎn)方報(bào)警；工作日、節(jié)假日、特殊日期均可設(shè)置工作時(shí)間表，空調(diào)系統(tǒng)即根據(jù)設(shè)定的時(shí)間表自動(dòng)運(yùn)行。2.2電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)2.2.1負(fù)荷計(jì)算經(jīng)過(guò)空調(diào)負(fù)荷軟件計(jì)算，建筑物尖峰熱負(fù)荷為2600kW。2.2.2蓄熱采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用并聯(lián)分量蓄熱模式，配置1260kW電鍋爐兩臺(tái)。蓄熱裝置內(nèi)介質(zhì)蓄熱溫度為90°C，將板式換熱器二次側(cè)的供水溫度確定為50°C，回水溫度確定為42°C。相應(yīng)板式換熱器一次側(cè)的供回水溫度為55C和47C，蓄熱裝置可利用的溫差達(dá)到43C，這在一定程度上縮小了蓄熱裝置的體積，給蓄熱裝置在施工現(xiàn)場(chǎng)的布置提供了便利。電鍋爐利用夜間低谷電的8h（23：00-次日7：00）為小區(qū)供暖的同時(shí)進(jìn)行蓄熱，在用電高峰期間則利用電鍋爐和蓄熱裝置聯(lián)合供熱。在工作日和過(guò)渡季節(jié)，蓄熱量所占系統(tǒng)總負(fù)荷的比例逐漸增加時(shí)，系統(tǒng)也從分量蓄熱模式向全量蓄熱模式轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)避峰運(yùn)行，從而大幅節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。與冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)類似，蓄熱采暖系統(tǒng)有四種工作模式：a）電鍋爐蓄熱兼供熱模式；b）電鍋爐與蓄熱裝置聯(lián)合供熱模式；c）蓄熱裝置單供熱模式；d）電鍋爐單獨(dú)供熱模式。自控系統(tǒng)同樣是蓄熱采暖系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，通過(guò)控制電鍋爐、外圍設(shè)備和電動(dòng)閥門(mén)的啟停和調(diào)節(jié)，使蓄熱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)四種工況的轉(zhuǎn)換并監(jiān)視系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀況與運(yùn)行參數(shù)。系統(tǒng)設(shè)備配置及其性能參數(shù)見(jiàn)表2：表2蓄熱采暖系統(tǒng)的設(shè)備配置與技術(shù)參數(shù)表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量1電熱水機(jī)組1）106萬(wàn)Kcal/h2臺(tái)2儲(chǔ)熱水泵Q=24m3/h，H=12m2臺(tái)3釋熱水泵Q=140m3/h，H=18m2臺(tái)4供熱水泵4臺(tái)5板式換熱器120萬(wàn)Kcal/h2臺(tái)6蓄熱裝置2）150m31個(gè)注：1）源牌全自動(dòng)電熱水機(jī)組；2）普通鋼罐。2.3蓄熱生活熱水系統(tǒng)考慮到住宅小區(qū)內(nèi)住戶數(shù)量很大，生活熱水的使用有很大的不均勻性，再考慮到小區(qū)的整體檔次和入住者的平均收入水平，將生活熱水每人每天的用量確定為100L（65C），這一指標(biāo)已經(jīng)大于市場(chǎng)上常見(jiàn)的各種家用熱水器的供水能力而且不需要提前預(yù)熱。系統(tǒng)按照全量蓄熱模式設(shè)計(jì)，并將同時(shí)使用系數(shù)取為65%，經(jīng)計(jì)算整個(gè)小區(qū)生活熱水每天的用水總量為130m3（65C）。為了縮小蓄熱裝置的體積，在保證系統(tǒng)安全使用的前提下將蓄熱溫度確定為75°C。由于甲方承諾的供水溫度為60°C，而且也是按照這一供水溫度向住戶收費(fèi)。故在系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一套溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置將供水溫度控制在60C左右。系統(tǒng)配置兩臺(tái)華源900kW電鍋爐，同樣在夜間利用廉價(jià)的低谷電將自來(lái)水加熱到設(shè)計(jì)蓄熱溫度75C，并且這個(gè)溫度可以按照小區(qū)實(shí)際用水量在自控系統(tǒng)中方便的設(shè)定。考慮到小區(qū)的管網(wǎng)比較龐大，熱水在管道內(nèi)的溫降比較大，為保證用戶無(wú)論什么時(shí)候擰開(kāi)水龍頭都能得到溫度合適的熱水，系統(tǒng)配置了一臺(tái)180kW的小電鍋爐定時(shí)開(kāi)機(jī)將回水加熱。由于系統(tǒng)完全利用夜間低谷電，白天只開(kāi)供水裝置和小功率的回水加熱電鍋爐，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性非常理想。由于小區(qū)用水的不均勻性，管網(wǎng)中水流量變化較大，為了保證任何用戶都能得到壓力合適的熱水，系統(tǒng)的供水裝置設(shè)計(jì)為恒壓供水方式。此套裝置內(nèi)包括了三臺(tái)白天主泵、一臺(tái)夜間小泵、一只定壓罐、一套壓力傳感裝置和一只變頻器。白天由遠(yuǎn)傳壓力表的壓力信號(hào)控制主泵開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)和其中一臺(tái)主泵的變頻，到了夜間由時(shí)間控制開(kāi)關(guān)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為夜間工作模式，即夜間小泵和定壓罐聯(lián)合工作，定壓罐上面的壓力傳感裝置檢測(cè)到壓力下降到一定程度的時(shí)候控制小泵開(kāi)啟，同時(shí)向末端補(bǔ)水并給定壓罐保壓。為了進(jìn)一步節(jié)省生活熱水系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，雙工況主機(jī)選為帶回?zé)崞餍偷??；責(zé)崞鞯幕竟ぷ髟硎窃谥鳈C(jī)的冷凝器的管道上串聯(lián)了一個(gè)換熱器，將經(jīng)過(guò)冷卻塔散發(fā)到空氣中的熱量回收利用一部分。其額定發(fā)熱量為165kW，經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)可以將水加熱到50C。夏季的自來(lái)水的溫度比較高，在夏季晚上利用主機(jī)開(kāi)機(jī)的時(shí)候輔助電鍋爐蓄熱，有時(shí)可以完全依靠回?zé)崞鞯臒崃繉⒆詠?lái)水加熱到理想的溫度?；?zé)崞鞯牟捎么蠓鶞p小了系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，因?yàn)檫@一部分熱量是完全免費(fèi)的。蓄熱生活熱水系統(tǒng)的設(shè)備配置見(jiàn)表3：表3蓄熱生活熱水系統(tǒng)的設(shè)備配置與技術(shù)參數(shù)表序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量1電熱水機(jī)組1)620kW2臺(tái)2自來(lái)水補(bǔ)水泵Q=14m3/h,H=18m4臺(tái)3生活熱水恒壓給水裝置Q=50m3/h,H=50m1套4回水循環(huán)水泵Q=15m3/h,H=25m1臺(tái)5循環(huán)加熱電鍋爐1)165kW1臺(tái)6蓄熱裝置2)120m31個(gè)注：1)源牌全自動(dòng)電熱水機(jī)組；2)普通鋼罐。蓄熱生活熱水系統(tǒng)的自控系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的使用要求控制電鍋爐、蓄熱水泵和供水泵的啟停和電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，同時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。其功能主要有：a)測(cè)生活熱水蓄熱裝置內(nèi)的液位，在蓄熱期間，液位低于設(shè)定值的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟蓄熱水泵，在液位達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候，自動(dòng)停止蓄熱水泵；b控制供水裝置開(kāi)啟水泵的臺(tái)數(shù)并進(jìn)行變頻以保證合適穩(wěn)定的供水壓力；c)自動(dòng)控制回水加熱電鍋爐的開(kāi)機(jī)，保證管網(wǎng)內(nèi)合適的水溫。目前金禧園住宅小區(qū)實(shí)行的生活熱水的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是18元/m3，以每個(gè)人洗澡一次消耗的熱水用量為100L(60°C)計(jì)算，再將自來(lái)水年平均水溫確定為15°C，洗澡水溫45C，則100升60C的熱水可以產(chǎn)生150升45C的水，收費(fèi)僅為18x0.1=1.8元，比在公共浴室洗浴要節(jié)省的多，而且更加方便舒適?？偠灾?，由于系統(tǒng)完全利用廉價(jià)低谷電，全量蓄熱生活熱水系統(tǒng)的運(yùn)行是很經(jīng)濟(jì)的。如果將其應(yīng)用于住宅小區(qū)，住戶將獲得實(shí)實(shí)在在的實(shí)惠，而開(kāi)發(fā)商更加能夠得到可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2.4冷熱量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)在區(qū)域供冷供熱用戶中進(jìn)行冷熱量計(jì)量并收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)供冷供熱量的商品化，是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的重要舉措。熱計(jì)量關(guān)系到居民用熱觀念的改變。同水表、電表的推行和水電計(jì)量收費(fèi)的實(shí)施帶來(lái)的節(jié)能效益一樣(水表到戶實(shí)現(xiàn)了節(jié)水30%-40%的顯著效益)，計(jì)量收費(fèi)能夠?qū)⒂脩舻淖陨砝婧湍芰肯慕Y(jié)合起來(lái)，勢(shì)必能夠增加公民的節(jié)能意識(shí)并推動(dòng)節(jié)能工作的開(kāi)展。隨著近幾年區(qū)域供熱供冷的逐漸普及，中央以及地方都相繼出臺(tái)了有關(guān)冷熱量計(jì)費(fèi)裝置的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以后有關(guān)冷熱量計(jì)費(fèi)裝置的法令法規(guī)將越來(lái)越健全，冷熱量計(jì)費(fèi)儀也將得到更加快速的發(fā)展和更多的市場(chǎng)需求。在常州金禧園住宅小區(qū)使用的是杭州華電華源環(huán)境工程有限公司開(kāi)發(fā)的擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IC卡式冷熱量計(jì)費(fèi)儀。計(jì)費(fèi)儀內(nèi)部的計(jì)量感測(cè)元件包括兩套遠(yuǎn)傳式流量計(jì)、一對(duì)溫度傳感器，一套電磁閥，另外還有一套計(jì)算顯示終端。流量傳感器安裝在供水管上面，測(cè)得微分時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)流量和供回水的溫差，然后計(jì)算終端計(jì)算在微分時(shí)段內(nèi)的冷熱量，將一個(gè)個(gè)微分時(shí)段的冷熱量積分起來(lái)便可得到一段時(shí)間內(nèi)消耗的冷熱量。另外一個(gè)遠(yuǎn)傳流量計(jì)是用來(lái)計(jì)量生活熱水的使用量的。冷熱量收費(fèi)是通過(guò)用戶向物業(yè)管理部門(mén)交納一定的費(fèi)用給IC卡充值，在卡上面余額不足的時(shí)候能夠提醒用戶及時(shí)充值，否則冷熱量計(jì)費(fèi)儀將控制入戶水管上面的總閥（電磁閥）關(guān)閉，用戶也不能再使用空調(diào)系統(tǒng)。有效的IC卡插入之后電磁閥開(kāi)啟，用戶恢復(fù)使用。冷熱量計(jì)費(fèi)裝置一個(gè)很重要的發(fā)展趨勢(shì)是多功能化，將來(lái)冷熱量計(jì)費(fèi)儀除了計(jì)量空調(diào)使用能量之外，還能夠計(jì)量家庭的用水、用電、用氣并統(tǒng)一顯示，將大大方便物業(yè)部門(mén)的日常管理。開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)國(guó)情的冷熱量計(jì)費(fèi)裝置已成為當(dāng)務(wù)之急，而安裝簡(jiǎn)易、計(jì)量準(zhǔn)確、管理方便、功能強(qiáng)大的冷熱量計(jì)費(fèi)裝置也是市場(chǎng)潛力很大的發(fā)展對(duì)象。3蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析比較蓄能中央空調(diào)應(yīng)用于區(qū)域供熱供冷是一種新的技術(shù)，和那些相對(duì)傳統(tǒng)或者經(jīng)典的技術(shù)相比有其自身的特點(diǎn)。下面將冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)、蓄熱采暖系統(tǒng)、蓄熱生活熱水系統(tǒng)和其他系統(tǒng)進(jìn)行初投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較。3.1冷暖空調(diào)系統(tǒng)比較住宅小區(qū)可能采用的中央空調(diào)形式比較多，有冰蓄冷加電鍋爐蓄熱中央空調(diào)、大型風(fēng)冷熱泵、水冷螺桿主機(jī)供冷加油鍋爐采暖、家用分體空調(diào)等。下面就以上幾種形式進(jìn)行系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較。3.1.1初投資比較表4、冰儲(chǔ)冷空調(diào)與電鍋爐蓄熱采暖系統(tǒng)投資概算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價(jià)格，萬(wàn)元1雙工況螺桿機(jī)組770kW2臺(tái)2x1762x602常規(guī)螺桿機(jī)組1760kW臺(tái)3851405冷卻塔200m3/h4臺(tái)4x5.54x87冷卻水泵Q=200m3/h,H=26m4臺(tái)4x224x1.59冷凍水泵Q=300m3/h,H=26m1臺(tái)1x901x410冷凍水泵Q=130m3/h,H=58m3臺(tái)3x373x1.511冷凍水泵Q=50m3/h,H=58m1臺(tái)1x151x0.812初級(jí)乙二醇泵Q=150m3/h,H=18m2臺(tái)2x152x1.013次級(jí)乙二醇泵Q=230m3/h,H=20m2臺(tái)2x18.52x1.414板式換熱器1200kW2臺(tái)2x1315儲(chǔ)冷冰球雙金屬蕊芯7700kWh8016儲(chǔ)冰槽160m31個(gè)1817乙二醇滌綸級(jí)20噸1418電熱水機(jī)組1260kW2臺(tái)2x12602x3819儲(chǔ)熱水泵Q=24m3/h,H=12m2臺(tái)2x1.52x0.420釋熱水泵Q=140m3/h,H=18m2臺(tái)2x152x1.021采暖蓄熱罐150m31個(gè)17.522板式換熱器1400kW2臺(tái)2x823自控裝置與系統(tǒng)PLC1套4024主材及安裝整套8025調(diào)試費(fèi)1026土建費(fèi)用15合計(jì)2553702.5表5、大型風(fēng)冷熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)投資概算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價(jià)格，萬(wàn)元1風(fēng)冷熱泵機(jī)組880kW4臺(tái)4x3004x140冷凍水泵Q=150m3/h，H=55m5臺(tái)4x555x43自控裝置與系統(tǒng)1套254主材及安裝365調(diào)試費(fèi)106土建費(fèi)用5合計(jì)1420656表6、水冷中央空調(diào)機(jī)組加燃油鍋爐初投資概算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價(jià)格，萬(wàn)元1常規(guī)螺桿機(jī)組880kW4臺(tái)4x1904x80冷卻塔250m3/h4臺(tái)4x7.54x10冷卻水泵Q=250m3/h，H=28m5臺(tái)3x305x1.5冷凍水泵Q=150m3/h，H=58m5臺(tái)3x555x45燃油熱水鍋爐1400kW2臺(tái)2x102x296輔機(jī)設(shè)備2套2x57日儲(chǔ)油罐1.5m31只18儲(chǔ)油罐15m31只39給水泵Q=2.5m3/h，H=100m3臺(tái)2x103x0.510軟水設(shè)備1套211自控裝置與系統(tǒng)3612主材及安裝6013調(diào)試費(fèi)1014土建費(fèi)用15合計(jì)1141584表7、空調(diào)末端費(fèi)用估算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW總價(jià)格，萬(wàn)元TCR3001匹冷量1800臺(tái)45W162TCR4001.5匹冷量600臺(tái)60W663末端系統(tǒng)5804管網(wǎng)系統(tǒng)1005其他費(fèi)用70合計(jì)117kW978金禧園住宅小區(qū)的總建筑面積大約為63000m2，按照一個(gè)建筑面積為100m2（三室一廳）的普通住戶計(jì)算。按照相同的冷負(fù)荷，一共需要2到3臺(tái)一匹機(jī)和1臺(tái)1.5匹機(jī)。市面售價(jià)分別大約為3000元/臺(tái)和4000元/臺(tái)。表8、家用分體式空調(diào)初投資概算名稱數(shù)量總價(jià)，萬(wàn)元配電，kW1匹機(jī)1500臺(tái)45012001.5匹機(jī)600臺(tái)240750安裝免費(fèi)合計(jì)69019503.1.2運(yùn)行費(fèi)用比較3.1.2.1計(jì)算說(shuō)明a.空調(diào)每年夏季運(yùn)行120天，其中設(shè)計(jì)日負(fù)荷為20天，60%設(shè)計(jì)日負(fù)荷為60天，30%設(shè)計(jì)日負(fù)荷為40天；b.空調(diào)每年冬季運(yùn)行90天，其中設(shè)計(jì)日負(fù)荷為10天，60%設(shè)計(jì)日負(fù)荷為50天,30%設(shè)計(jì)日負(fù)荷為30天；c.燃油鍋爐采用輕質(zhì)柴油，熱值4.2萬(wàn)kJ/kg,2.65元/L;d.常州市蓄能電價(jià)政策：表9、常州市電價(jià)政策時(shí)段電價(jià)，元/kWh高峰時(shí)段7:00-11:00,17:00-21:000.78平峰時(shí)段11:0-17:00,21:00-23:000.52低谷時(shí)段23:00-7:000.26注：常規(guī)電力驅(qū)動(dòng)中央空調(diào)系統(tǒng)及普通居民用電電價(jià)為全天0.52元/KWh3.1.2.2年空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算由于涉及系統(tǒng)比較多，而且每個(gè)系統(tǒng)均應(yīng)按照不同的負(fù)荷情況分別加以計(jì)算，整個(gè)計(jì)算過(guò)程比較繁瑣，故只列出計(jì)算結(jié)果。各冷暖空調(diào)方案的經(jīng)濟(jì)分析如表10所示。表10各制冷空調(diào)方案經(jīng)濟(jì)分析表內(nèi)容方案一方案一方案三方案四系統(tǒng)尖峰冷負(fù)荷kW3500350035003500系統(tǒng)尖峰熱負(fù)荷kW2400240024002400機(jī)房設(shè)備配電功率kVA2553147512961950次投資機(jī)房設(shè)備概算，萬(wàn)元702.5656584690末端設(shè)備概算，萬(wàn)元978978978機(jī)房電力增容費(fèi)，萬(wàn)元免36.8832.448.75小計(jì)，萬(wàn)元1680.51670.91594.4738.75運(yùn)行費(fèi)年供冷費(fèi)，萬(wàn)元63.8787.6279.3299.8年采暖費(fèi)，萬(wàn)元74.6775.8388.6185.57合計(jì)，萬(wàn)元138.54163.45167.93185.37說(shuō)明：a）冰蓄冷加電鍋爐蓄熱中央空調(diào)簡(jiǎn)稱方案一，大型風(fēng)冷熱泵簡(jiǎn)稱方案二，水冷螺桿主機(jī)供冷加油鍋爐采暖簡(jiǎn)稱方案三，家用分體空調(diào)簡(jiǎn)稱方案四；b）電力增容費(fèi)：250元/kVA，儲(chǔ)冷空調(diào)免；c）由于甲方已經(jīng)有一臺(tái)閑置的1760kW冷水機(jī)組，故系統(tǒng)的總配電容量比較高。在設(shè)計(jì)計(jì)算中只需要1240kW的主機(jī)即可滿足要求。3.1.3結(jié)論3.1.3.1在四個(gè)方案中初投資最節(jié)省的是家用分體空調(diào)，但是其運(yùn)行費(fèi)用也是四個(gè)系統(tǒng)中最高的。而且從室內(nèi)舒適程度和整個(gè)小區(qū)的環(huán)境質(zhì)量來(lái)看也是最差的，其與區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)的技術(shù)分析比較見(jiàn)表11：表11DHC系統(tǒng)與分體空調(diào)技術(shù)分析比較項(xiàng)目DHC系統(tǒng)分體空調(diào)系統(tǒng)機(jī)組效率大型機(jī)組效率高，空調(diào)使用費(fèi)更加節(jié)省。能效比COP值低,供應(yīng)相同冷量或熱量耗電量大許多，使用電價(jià)沒(méi)有優(yōu)惠。室內(nèi)情況室內(nèi)溫度均勻,相對(duì)濕度適宜，空氣清新舒適。系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。舒適度差，難以達(dá)到健康空調(diào)、綠色建筑的要求。室溫調(diào)節(jié)依靠壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)，室溫不穩(wěn)定，深夜開(kāi)停機(jī)的噪音和氣流會(huì)影響睡眠。室外情況室外無(wú)設(shè)備管道，不影響建筑立面美觀。沒(méi)有室外機(jī)滴水、噪音對(duì)鄰居的干擾。室外機(jī)掛在墻上，影響建筑立面美觀。室外機(jī)噪聲、熱氣、冷凝水影響鄰居。使用壽命主機(jī)安裝在室內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生逐年效率降低的情況，系統(tǒng)壽命長(zhǎng)。室外機(jī)在日曬雨淋、酸雨、污染空氣等惡劣條件下，機(jī)組效率逐年下降，耗電量增大，使用壽命短。外界影響冬季供熱受室外環(huán)境溫度影響小，室內(nèi)供熱量充足。冬季室外環(huán)境氣溫低，制熱效率低，經(jīng)常需電加熱器補(bǔ)充熱量，室內(nèi)供熱量不穩(wěn)定。3.1.3.2蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)在幾個(gè)區(qū)域供熱供冷系統(tǒng)中的初投資稍微高一些，其中部分原因是與500RT的制冷主機(jī)配套的設(shè)備都有一定程度上的加大。雖然如此，由于運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省，初投資的增加在1年之內(nèi)即可收回。3.1.3.3從空調(diào)的品質(zhì)來(lái)看，冰蓄冷中央空調(diào)能夠提供溫度更低的冷凍水，能有效降低室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度從而提高室內(nèi)舒適程度。同時(shí)蓄能空調(diào)都具有應(yīng)急功能，在發(fā)生停電的時(shí)候只要保證末端系統(tǒng)和水泵能夠工作就能正常供應(yīng)空調(diào)，蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)的可靠性更好。3.1.3.4采用冰儲(chǔ)冷空調(diào)轉(zhuǎn)移了高峰用電，平衡了電網(wǎng)，響應(yīng)了國(guó)家的用電政策，減少或減緩了國(guó)家的電力建設(shè)，因此采用冰儲(chǔ)冷中央空調(diào)有非常好的社會(huì)效益。3.2生活熱水系統(tǒng)比較3.2.1初投資比較住宅小區(qū)可能采用的有電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)、燃油鍋爐系統(tǒng)、家用熱水器系統(tǒng)等。下面就以上幾種形式進(jìn)行系統(tǒng)初投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較，參見(jiàn)表12一14：表12電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)投資概算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價(jià)格，萬(wàn)元1電熱水機(jī)組900kW2臺(tái)2x9002x21.92自來(lái)水補(bǔ)水泵Q=14m3/h，H=18m4臺(tái)4x34x0.63生活熱水恒壓給水裝置Q=50m3/h，H=50m1套205循環(huán)水泵Q=15m3/h，H=25m2臺(tái)2x52x0.76循環(huán)加熱電鍋爐180kW1臺(tái)180107蓄熱裝置120m31個(gè)108電氣與控制系統(tǒng)PLC1套4.59主材與安裝費(fèi)用50合計(jì)1882127.1表13燃油鍋爐生活熱水系統(tǒng)投資概算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率，kW價(jià)格，萬(wàn)元1熱水油鍋爐1400kW2臺(tái)2x152x302輔機(jī)設(shè)備2套2x63日儲(chǔ)油罐2m31只24儲(chǔ)油罐20m31只85恒壓給水裝置Q=50m3/h,H=50m3臺(tái)2056軟水設(shè)備1套37電氣與控制系統(tǒng)1套108主材與安裝費(fèi)用50總計(jì)50150表14、家用生活熱水系統(tǒng)投資概算序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量功率價(jià)格1家用熱水器50L700臺(tái)700x3700x0.152主材與安裝費(fèi)用10總計(jì)21001153.2.2運(yùn)行費(fèi)用比較生活熱水按365天計(jì)算，全年負(fù)荷綜合系數(shù)取0.6。每人每天65°C的熱水的用量為60L。小區(qū)總?cè)藬?shù)大約為2100人，則全年用水總量為365x0.6x2100x0.06=27594m3，按照自來(lái)水全年平均溫度為15C，則全年耗熱總量為27594x(65-15)x4.2=5.8x109kJ。3.2.2.1蓄熱生活熱水系統(tǒng)由于系統(tǒng)采用全量蓄熱系統(tǒng)，系統(tǒng)全部使用夜間低谷電蓄熱，則總運(yùn)行費(fèi)用為5.8x109/3600x0.26=41.8萬(wàn)元。再考慮到系統(tǒng)中配置有回?zé)崞?，在夏季主機(jī)運(yùn)行的時(shí)候可以免費(fèi)利用主機(jī)冷凝器的一部分熱量，將原計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，得到一年的運(yùn)行費(fèi)用大約為34.6萬(wàn)元。3.2.2.2燃油鍋爐系統(tǒng)燃油鍋爐采用輕質(zhì)柴油，熱值約4.2x104kJ/kg，燃燒效率大約為85%，每升市價(jià)約2.65元，其密度大約為0.80kg/L。經(jīng)過(guò)計(jì)算，總耗油量為137970kg，約172463L，則總運(yùn)行費(fèi)用為172463x2.65?0.85=51.8萬(wàn)元3.2.2.3家用熱水器系統(tǒng)由于使用居民用電，則總運(yùn)行費(fèi)用為5.8x109/3600x0.52=83.7萬(wàn)元表15各生活熱水方案經(jīng)濟(jì)分析表內(nèi)容電鍋爐蓄熱燃油鍋爐家用熱水器系統(tǒng)總耗熱量kJ5.8x1095.8x1095.8x109機(jī)房設(shè)備配電功率kVA1882502100一次投資系統(tǒng)總投資概算，萬(wàn)元127.1150115機(jī)房電力增容費(fèi)，萬(wàn)元免2.2594.5配電設(shè)施費(fèi)，萬(wàn)元37.64.584合計(jì)，萬(wàn)元164.7156.75293.5運(yùn)行費(fèi)全年運(yùn)行費(fèi)用，萬(wàn)元34.651.883.7合計(jì)，萬(wàn)元41.851.883.73.2.3結(jié)論：3.2.3.1在三個(gè)系統(tǒng)中家用熱水系統(tǒng)無(wú)論是在初投資還是運(yùn)行費(fèi)用上與集中供應(yīng)熱水系統(tǒng)都毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，并且在使用的過(guò)程中通常需要一個(gè)小時(shí)左右的預(yù)熱時(shí)間，并且運(yùn)行時(shí)的安全系數(shù)也不太理想。而且數(shù)量眾多的家用熱水器在維護(hù)方面也比較復(fù)雜，這物業(yè)管理帶來(lái)很大的不便。從供熱品質(zhì)來(lái)看，集中供應(yīng)熱水更加理想，用戶使用起來(lái)更加快捷方便，使用時(shí)也更加舒適。3.2.3.2在兩種可選的集中供應(yīng)熱水系統(tǒng)中，電鍋爐蓄熱生活熱水系統(tǒng)在初投資上面稍微比燃油鍋爐系統(tǒng)高一些，但是系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用更加節(jié)省，初投資的增加很快即可收回。3.2.3.3電鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中不產(chǎn)生任何環(huán)境污染物，對(duì)整個(gè)小區(qū)的環(huán)境沒(méi)有不利影響。而燃油鍋爐有一套復(fù)雜的配套設(shè)施，日常油料的輸送和煙囪的排煙對(duì)小區(qū)環(huán)境有不小的影響。另外，油料市場(chǎng)上的油價(jià)一直不太穩(wěn)定，總體趨勢(shì)是逐漸上揚(yáng)，這必然導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用上升。而全量蓄熱生活熱水系統(tǒng)完全利用廉價(jià)電力，并且電價(jià)的總體趨勢(shì)是在逐漸下降，這對(duì)業(yè)主節(jié)約運(yùn)行費(fèi)