0 引言
近年来，浙江省经济发展迅速，用电量也随之急剧上升，导致电力供应紧张，尤其空调系统已成为了现代公共建筑不可缺少的基础设施之一，其耗电量大，而且使用时间段几乎都处于用电负荷高峰值期。据相关部门提供的数据显示，空调用电占全市总用电量的三分之一，高峰期间空调耗电量甚至高达总用电量的一半，因此，空调系统具有很大的节能潜力。高灵能源冰蓄冷技术就是一种实现“削峰填谷”以缓解高峰用电的重要措施，与常规空调相比，它是在夜间用电低谷时段制冰蓄冷，白天负荷高峰时段融冰释冷，从而错开用电高峰期，缓解电力供需的矛盾，对平抑电网峰谷差起到积极作用，因此取得了很好的社会效益和经济效益。
1 工程概况
高灵能源该工程项目位于浙江某地，建筑总面积约12.5万平方米，设计冷负荷13360千瓦。项目设计的冰蓄冷中央空调系统总投资为1673.7万元，蓄冰系统年运行费234.9万元，常规空调系统总投资为1483万元，常规空调年运行费320.4万元。
2 空调冷负荷分析
根据浙江省内的夏季室外气象条件，夏季空调室外计算干球温度为35.7℃，计算湿球温度为28.5℃，计算日平均温度为31.5℃。商场的室内计算温度为26℃，相对湿度小于65%。
该商城使用时间为周一至周日每天的8:00～22:00。商城的冷负荷主要是由围护结构瞬变传热、室内热源散热以及人体散热所形成的，结合本工程的特点及绍兴地区的气象条件和设计要求，计算出夏季设计日空调逐时冷负荷值，如图1所示。
图1 设计日逐时负荷分布图
由图1可知，商城一天中冷负荷最大值出现在15:00～16:00，为13360kW；而晚上电力低谷期冷负荷为0，峰谷负荷差为13360kW。商城空调只在一天中的8:00～22:00运行，其他时间均不运行，空调使用具有明显的时段性。
冰蓄冷空调系统的特点符合了商城空调使用具有明显时段性的特点，因而该商城适合采用冰蓄冷空调技术。而常规空调则不具备此特点因而不适用此商城。
3 冰蓄冷空调设计方案分析
3.1 冰蓄冷模式选择
该商城的夏季空调设计日冷负荷集中早一天的8:00～22:00，夜间没有空调负荷。由于该地夏季天气潮湿，为了达到很好的除湿效果，空调水温必须较低，因而该冰蓄冷空调系统选用主机上游的内融冰串联系统，为了节省初投资，采用符合均衡的分量蓄冰模式。该系统的示意图如图2所示
图2冰蓄冷系统示意图
冰蓄冷系统在供冷时，乙二醇溶液首先经过双工况冷水机组较高效率的降温，在经过蓄冰桶的冷却使乙二醇溶液温度进一步降低，则板式换热器进出口处的乙二醇溶液获得较大温差。在相同负荷条件下，串联系统乙二醇流量较小，乙二醇泵的容量也可小于并联系统，所以串联系统的设备投资和运行费用都由于并联系统，并且串联方式管路简单，运行可靠。
3.2 蓄冰模式运行
在上述方案的循环回路中，蓄冷冷源系统由双工况冷水机组、蓄冰装置、板式换热器、乙二醇泵和相应的冷水泵、冷却水泵等设备组成。结合空调逐时冷负荷分布图，设计日冰蓄冷空调可以按以下四种工作模式运行：
（1）双工况冷水机组单独制冰模式（22:00～08:00）。此时段为绍兴电力低谷时段，系统自动切换到双工况冷水机组制冰模式，主机在制冰工况下满负荷运行，并将制得的冷量储存在蓄冰桶中；
（2）双工况冷水机组与蓄冰装置联合供冷模式。当设计日空调负荷较大时，由双工况冷水机组和蓄冰装置联合供冷，主机在空调工况下运行，提供冷量，不足的部分由蓄冰桶融冰提供，以满足商城负荷的要求；
（3）蓄冰装置融冰单独供冷模式。在过渡季或空调冷负荷较小的时段，空调负荷完全由蓄冰桶提供，此时双工况冷水机组不运行，最大的节约了运行费用。
（4）双工况机组单独供冷模式。当商城空调冷负荷结构改变时，为了将蓄冰桶的冷量尽量用于电力高峰时段，在平峰时段内的负荷可以适当由制冷机单独提供。这时蓄冰桶与系统隔离开，蓄冰主机在空调工况下运行，通过板式换热器向空调系统提供冷冻水。
4 冰蓄冷空调方案的经济性分析
4.1浙江省峰谷电价
由该地一般工商业用电峰谷电价可知，峰段电价为1.34元/kWh，时间为19:00～21:00；平段电价为1.034元/kWh，时间为08:00～11:00，13:00～19:00，21:00～22:00；谷段电价为0.388元/kWh，时间为22:00～08:00，11:00～13:00。
4.2 初投资比较
冰蓄冷空调系统与常规空调系统初投资情况见表1和表2，由两表可知，冰蓄冷制冷系统初投资为1673.7万元，比常规制冷系统的初投资1483.0万元高出190.7万元。
4.3 夏季空调供冷期按180天计算，根据经验值及甲方提供的资料，设计日负荷段约为60天，75%负荷段时间约为70天，50%负荷段时间约为40天，25%负荷段时间约为10天。结合绍兴市的电价政策，比较分析两种系统的运行电耗及运行费用，结果见表3
表3 冰蓄冷空调与常规空调运行费用比较
冰蓄冷空调系统每年夏季运行电费约234.9万元，而常规空调系统每年夏季运行电费约320.4万元，冰蓄冷空调系统比常规空调系统每一空调供冷季节节省运行费用约85.5万。
4.4 投资回收期
本文采用静态经济评价方法对该建筑的冰蓄冷空调系统进行评价，相应评价指标为投资回收期。投资回收期等于增加的投资费用除以每年节约的运行费用。
（1）冰蓄冷空调系统增加的初投资费用：
ΔI=Is-Ic
ΔI=1673.7-1483.0=190.7万元
式中 Is —冰蓄冷空调系统的初投资，万元；
Ic —常规空调系统的初投资，万元
（2）冰蓄冷空调系统全年节省的运行费用：
ΔP=Pc-Ps
ΔP=320.4-234.9=85.5万元
式中 Ps —冰蓄冷空调系统全年运行总电费，万元；
Pc —常规空调系统全年运行总电费，万元
（3）投资回收期
n=ΔI/ΔP
n=190.7/85.5=2.2年
式中ΔI —冰蓄冷空调系统增加的初投资费用，元；
ΔP —冰蓄冷空调系统全年节省的运行费用，元。
由此可知，虽然冰蓄冷空调系统比常规空调系统增加了初投资费用，但由于利用了低价低谷电，它的运行费用却比常规空调系统低，增加的投资回收期仅为2.2年，因此冰蓄冷空调技术的节能经济性突出。
5 结语
（1）对浙江某地商城及空调冷负荷情况进行分析，结合与常规空调对比，得出该工程采用冰蓄冷空调技术是可行的；
（2）冰蓄冷空调可实现“削峰填谷”，能缓解该市用电紧张的局面，具有很好的节能性；
（3）在经济上作对比分析，虽然冰蓄冷空调比常规空调增加了初投资费用，但是它减少了制冷机组装机容量和高峰负荷时的用电量，并且利用低谷低价电制冷，减少了运行费用，比常规空调初投资增加的费用能在2.2年里回收。对于业主而言，长期使用冰蓄冷空调能取得很好的经济效益。
（责任编辑：施晓娟）
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