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區域供冷

日期 : 2013-10-21 00:17

Q：為什么在區域供冷工程中使用冰蓄冷技術？

A：簡單實用并且可靠，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．減少總裝機負荷運行時降低總能耗。

3．進一步提高設備可靠性與彈性服務安排來減少維護。

4．提高系統可靠性來保證恒定制冷。

5．減少了設備間并降低排熱需求以節省空間。

6．作為環境友好型系統能夠減少能源消耗并減緩全球溫室效應。

初始投資低

使用低溫流體的冰蓄冷系統初始設計成本低。使用大溫差水循環系統可以減少冷凍水的流量，從而大量節約冷凍水分配系統的初投資。運用相差20℉（11℃）溫度范圍來取代傳統的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行隧道安裝，這樣可以節省更多的管道安裝時間與費用。

使用較小分配管道所節省下來的成本剛好抵消熱存儲設備的投資。我們拿一個設計配有使用44℉（7℃）供應水的離心式冷水機組，冷量為16000冷噸時（5632 Mw）的區域供冷設備與34℉（1℃）供應水的冰蓄冷設備作對比。傳統設備需要直徑為30in（762mm）的分布管道（安裝費用為7680000$），而冰蓄冷系統則為18in（457mm）（安裝費用5340000$），這意味著使用冰蓄冷系統節省了2340000$。

更小的機械設備需求帶來了更多的投資節省。冰蓄冷系統的初始成本為270萬$,比傳統系統減少了8.8%。

成本評估	44° (7℃) 供水系統	34° (1℃) 供水系統
冷水機組	2,960,000	2,865,000
冷卻塔蒸發式冷凝器	623,725	588,838
泵送設備	551,905	402,106
蓄冷設備	N/A	2,957,920
傳動設備	206,781	289,666
機械管道	2,560,000	2,711,200
機械隔熱	844,800	894,696
制冷劑	224,800	73,132
制冷劑	224,800	73,132
設備通風	16,733	99,934
自控系統	993,218	1,805,987
電器設備	2,475,742	1,835,634
搭建成本	3,960,000	2,645,775
稅費	600,138	624,536
工程造價	16,017,042	624,536
工程管理	1,927,113	2,053,249
意外事故	897,208	995,401
設備總成本	16,017,042	624,536
輸送管路預算
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
管路連接預算
換熱器	960,000	422,400
控制閥&監測站	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冷卻系統總成本	31,001,363	28,303,324

減少能源消耗

由于使用較小的機械設備，冰蓄冷設備可以減少50%的電力需求。此外,由于泵功率（kW）較低，每年總能耗更少。隨著電力行業不斷開發并實行按時段收費，實時電價的時間安排和電價協商將更加規范，冰蓄冷設備在未來可以更大地節約運營成本。

我們將一個設計配有使用44℉ (7℃)供應水的離心式冷水機組，冷量為16000冷噸時（5632 Mw）的區域供冷設備與一個使34℉（1℃）供應水的冰蓄冷設備作對比。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

由于沒有活動部件，冰盤管幾乎不需要維修。在冰蓄冷設備中需要維護的只有空氣泵，系統流體以及控制系統。因為冷水機組，泵和熱量排放裝置比較小，所以冰蓄冷系統相比其他傳統系統維護較少。


盤管蓄冰	風機

提高系統可靠性

	冰蓄冷系統必須可靠，以確保可以進行空氣調節。傳統系統安裝多個冷卻器以防萬一，一旦其中一個冷水機組發生機械故障，第二冷卻器只能提供有限的冷卻能力。這樣傳統系統一天最大可用冷卻量只有計劃中的50%。

大多數冰蓄冷系統除了冰存儲設備都有兩個冷卻器。兩個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冷卻器即可擁有高達70%的冷卻能力。一個運行的冷卻器提供設備制冷量的30%，而存冰可以達到40%。基于標準的HVAC負載概要文件和ASHRAE天氣數據，70%的冷卻能力在同樣時間內可達到85%的冷卻效果。

節省空間

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

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

傳統系統的設備室

冰蓄冷系統的設備室

環保型系統

冰蓄冷系統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備和蓄冰的區域供將大大降低能源消耗。由于夜間發電一般熱效率較低（使較少的燃料可達到同樣的輸出功率），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。可以考慮使用環保和高能效的氨制冷劑用于區域制冷系統。