中央空調之水蓄冷省錢省力

一、水蓄冷系統的原理

1、空調誰蓄冷的構成和原理流程圖

水蓄冷的主要組成部分：制冷機組、蓄冷水池（蓄冷罐）、板式換熱器、供冷水泵、蓄冷水泵、放冷水泵、冷卻塔和冷卻水泵。與常規制冷系統相比，水蓄冷系統比常規系統多蓄冷水池（蓄冷罐）、板式換熱器、蓄冷水泵和放冷水泵等設備。

2、大溫差水蓄冷典型系統的原理

系統的基本組成如圖所示（可以部分地下或者全地下結構）?？照{投入運轉時，閥K熱、K冷開啟，K旁關閉。供冷泵的啟停及其出口閥開度由樓宇的需冷量而定，冷水機和充冷泵的開停則由電價的時段劃分而定，二者互不干擾。

2.1、充冷工況：電力低價時段，冷水機滿載運轉，其輸出水量G1大於樓宇所需的冷凍水量G2，余量G3=G1-G2自貯柜“冷端”輸入經均流布水環槽注入貯柜底部。柜內冷凍水與回水的交界面上升，升達上布水環槽上緣，充冷過程終結。

2.2、放冷工況：樓宇所需冷凍水量G2大於冷水機出水量G1時，G3=G1-G2<0，自貯柜底部輸出的冷凍水經供冷泵饋至樓宇，在換熱升溫后經K熱返回貯柜上布水環槽。貯柜內，冷凍水與回水的界面下降。

3、水蓄冷空調的適用場合

水蓄冷空調由于在夜間需要開動制冷機組進行蓄冷，因此它最適合在夜間沒有供冷要求或僅需部分供冷的場所。適合采用水蓄冷技術的具體場合與冰蓄冷空調相同。

與冰蓄冷技術相比，水蓄冷技術顯著節省了投資總額，而且不但適用于新建項目，也適合應用于改造項目。對原有系統在無需進行任何改動的情況下，只需在原系統中添加水蓄冷設備所需的管路即可，對原有系統沒有任何影響。

4、如何選擇水蓄冷或冰蓄冷方式改造？

隨著現代工業的發展和人民生活水平的提高。中央空調的應用越來越廣泛，其耗電量也越來越大，一些大中城市中央用電量已占其高峰用電量的20%以上，使得電力系統峰谷負荷差加大，電網負荷率下降，電網不得不實行拉閘限電，嚴重制約著工農業生產，對人們正常的生活帶來不少影響。解決該問題的有效辦法之一是應用于蓄冷技術，將空調用電從白天高峰期轉移到夜間低谷期，均衡城市電網負荷，達到多峰填谷的目的，蓄冷技術的原理，簡而言之，是利用夜間電網多余的谷荷電力繼續運轉制冷機制冷，并以冰的形式儲存起來，在白天用電高峰時將冰融化提供空調服務，從而避免中央空調爭用高峰電力，最常用的蓄冷方式主要有兩大類：冰蓄冷和水蓄冷。

4.1、冰蓄冷

顧名思義蓄冷介質以冰為主，不同的制冰方式，構成不同的蓄冷系統。蓄冷系統的思想通常有兩種，完全蓄冷與部分蓄冷。因為部分蓄冷方式可以削減空調制冷系統高峰耗電量，而且初投資夜間比較低所以目前采用較多，在確定部分負荷蓄冷系統的裝置容量時，一般有兩種情況，

4.1.1、空調系統夜間不運行，僅白天運行，或者夜間運行的空調負荷較小，在這種情況下，選擇制冷機的最佳平衡計算公式應為：

Qc=Q/（N1+Cf*N2）

Qs= N2* Cf *Qc，

式中 Q：以空調工況為基點時的制冷機制冷量(kw)，

Qs：蓄冰槽容量(KWH)；

N1：白天制冷主機在空調工況下的運行小時數，由于白天制冷機不一空均為滿載運行，計算時該值可?。?.8-1.0）N.

N2：夜間制冷主機在蓄冷工況下的運行小時數。

Cf：冷水機組系數，即冷水機組蓄冰工況制冷能力與空調工況制冷能力的比值，一般活塞式與離心式冷水機組約為0.65，螺桿式冷水機組約為0.70.它取決于工況的溫度條件和機組型號。

　　根據這個公式，就可得出應配置的冷水機組的制冷能力與蓄冰槽容量。

4.1.2、空調系統部分夜間運行，而且所需的冷負荷比較大。在這種情況下，我樣一般以夜間所需的冷負荷為依據。選擇基載主機。然后從總負荷中扣除基載主機所承擔的負荷，再按第一種情況合理配制冷水機與蓄冰槽。

4.2、水蓄冷

水蓄冷是利用3-7℃的低溫水進行蓄冷，可直接與常規系統區配，無需其它專門設備。其優點是：投資省，維修費用少，管理比較簡單。但由于水的蓄能密度低，只能儲存水的顯熱，故蓄水槽上地面積大。如若利用高層建筑內的消防水池，在確定制冷機容量與蓄冷槽的容量時，可根據消防水池的容量來計算出蓄冷量，然后根據剩余負荷量來確定制冷機組的制冷量。最后校核一下冷水機組能否滿足夜間蓄冷的需要。

4.3、冰蓄冷系統和水蓄冷系統的經濟比較分析

某高層建筑總建筑面積15000m2，空調面積12000m2，建筑物總高度54M為高一類工程。其功能主要以辦公為主，空調運行時間為8：00-18：00，消防水池的有效容積為600m3.設計日全日最高負荷為：1232KW；設計日全日總冷量9854kwH，

4.3.1、水蓄冷系統：

因為常規頓漢布什螺桿機低溫保護溫度為4℃，我們設定水池取冷溫度為5.5℃，回水溫度12℃，則總蓄冷量為4524KW，考慮到冷量損失，我們確定實際能夠利用的冷量為4060KW，其負擔的空調面積數為5000M2，制冷主機的容量為6844KW，蓄冷量占總冷量的比率為場4060/9854=41%，我們選用696KW立式螺桿機組一臺，滿足夜間蓄冷池的蓄冷要求。

因水池供冷為開式系統，為節省空調系統的運行費用，應最大限度地降低蓄冷池供冷泵的揚程，我們在進行系統設計時，將整幢主樓分成高、低兩個區，低區空調面積5000m2，采用蓄冷池供冷，為開式系統，高區空調面積7000m2，采用制冷機組供冷，為閉式系統。

4.3.2、冰蓄冷系統

　　我們采用部分蓄冷方式，根據公式Qc=Q/（N1+Cf*N2）得出Qc=9854/（8.5+0.7×8）=700kw；蓄冰槽容量： Qs=N2*Cf*Qc=8×0.7×200=3920KwH根據上式我們選用一臺700KW雙工況水冷螺桿機組，蓄冰槽的蓄冷量為3920kwH。

　　其冷凍站配置及概算如下：

以上分析比較來看，水蓄冷系統不僅從節能而且從節省初投資方面都具有很大的優越性，它充分利用了建筑的消防水池，不再占用建筑面積，節省了機房面積，但我們不能因此而完全肯定水蓄冷，否定冰蓄冷。

他們各用各自的適用范圍，下面我們來分析一下：

根據公式Qc=Q/（N1+Cf*N2） Qs=N2*Cf*Qc； 我們可得出蓄冷比率：η=Qs/Q=（N2*Cf*Qc）/Q=（N2*Cf*Qc）/[（N1+Cf*N2）×（N2*Cf*Qc）/Q]=1/[1+（N1/（Cf*N2））

　　對于一般的辦公建筑來說，N1、Cf、N2均為確定值，分別為8.5，8，0.7，則η=1（1+8.5/0.7×8）=39.7%

在這個比率下，制冷機與蓄冷槽容量配置為最佳，對冰蓄冷而言，因蓄冰槽可根據蓄冷量的大小來配置，不受任何限制，我們就可根據這一比率來確定蓄冷量，從而配置出相應的制冷機與蓄冰槽，

但對水蓄冷而言，因為它利用的是消防水池，而建筑物消防水池的容積只與建筑物的性質及使用功能有關，與建筑面積沒有關系，那么在這一條件下限制下，對于空調面積只與建筑物的性質及使用功能有關，與建筑面積沒有關系。

那么在這一條件下，對空調面積較小的建筑物來說，水池所蓄存的冷量占全日總冷量的比率＜39.7%，則我們建議采用冰蓄冷系統，對空調面積較大的建筑物來說，水池所蓄存的冷量占全日總冷量的比率≥39.7%則我們應采用水蓄冷系統，同時應與水系統的分區結合起來。

二、水蓄冷簡介

空調蓄能技術是一種最有效地獲取分時電價差效益、節省電制冷或電制熱運行電費的技術。在國外已經是一項成熟的技術，目前國內正在大面積推廣應用。由佩爾優公司首任蓄冷總工程師徐威先生主持研究開發、具有自主知識產權的“大溫差水蓄冷中央空調水蓄冷系統”是目前世界上最先進的水蓄冷系統，其所有指標都超過了美國、日本等發達國家類似系統的技術水平。目前我國大溫差水蓄冷中央空調蓄冷系統都是采用佩爾優的發明專利（專利號：ZL97116453.3）技術實現的，其中多數項目是由佩爾優以合同能源管理的商業模式建設而成。

　　水蓄冷中央空調系統是將冷量以顯熱或潛熱的形式儲存在某種介質中，并在需要時能夠從儲存冷量的介質中釋放出冷量的空調系統。水蓄冷是空調蓄冷的重要方式之一，利用水的顯熱儲存冷量。水蓄冷中央空調系統是用水為介質，將夜間電網多余的谷段電力(低電價時)與水的顯熱相結合來蓄冷，以低溫冷凍水形式儲存冷量，并在用電高峰時段(高電價時)使用儲存的低溫冷凍水來作為冷源的空調系統。

三、實施水蓄冷的基本條件

1、有可執行峰谷電價的供電政策或有對蓄能優惠的電價政策。

2、以冷凍水為冷源的電制冷空調系統，低電價時段有空余的制冷機組作蓄冷用。

3、建筑物中具有可利用的消防水池或可建蓄水池的空間(綠地、露天停車地下，空閑地或可作水池的地下室等)。

四、水蓄冷技術特點

1、獲取分時供電政策的電價差，“高拋低吸”，大量節省運行電費；

2、節約電能；

A、年總的開機臺時數少于常規系統；

B、當夜間蓄冷時，氣溫降低，冷卻效果提高，機組處于高效運轉，效率可提高6-8%，空調系統總的節電率不低于10%。

3、由于夜間已蓄冷，白天在突然停電時，只需較少的動力驅動水泵和末端空調馬達，即可維持空調系統供冷。

4、提高了空調的品質，即需即供，供冷速度快?？砂葱枵{節供冷量，對供冷量的調節快捷而方便，系統運行穩定、安全。

5、適用于空調系統的擴容改造，可不增加制冷機組容量而達到增加供冷量的目的，只需在原系統中添加水蓄冷設備和所需的管路即可，對原有系統沒有任何影響。

6、對于新裝系統，可以減少裝機容量，節約機組和配電設施的投資。

7、可利用消防水池以及現有的蓄水設施或建筑物地下室等作為蓄冷池。

8、蓄冷池可實現蓄熱和蓄冷雙重用途。

9、與常規空調一樣，操作和維修方便，操作人員無需專門技術培訓。

五、空調蓄冷是社會發展的必然趨勢？

1、分時電價對空調耗電的影響

目前，除西藏等個別地區外，我國基本實行了分時電價。如上海地區峰谷比例為4.6:1，其高峰、平段、低谷的電價分別為1.017元/kwh、0.646元/kwh、0.222元/kwh，其峰谷電價差為0.795元/kwh；

顯然，在電力低谷0.222元/kwh時期，開制冷機并蓄存冷量，在電力高峰1.017元/kwh時，不開或少開制冷機，用低谷蓄存的冷量滿足供冷要求，可以節省大量的空調電費。與常規空調系統相比，節省空調電費的比例約30-70%。

2、水蓄冷空調的社會和經濟價值

空調用電負荷日益加大并與電網用電高峰重疊，是導致我國夏天用電高峰缺電及電網運行不經濟的重要原因。

　　如09年，上海電力高峰負荷2400萬KW，低谷負荷1550萬kw,每天有850萬kw低谷負荷被“浪費”，同時，電網負荷的劇烈波動，導致發、供、用的整體電力系統效率下降。而空調負荷是其中主要原因；利用空調水蓄冷，可把高峰電力負荷轉移至低谷，對節約建設高峰電站以及配套的電網變電設備的投資具有顯著的社會價值及經濟價值。

　　因此，國家明確空調蓄冷屬節能項目，是需求側重管理的重要內容。

不管我國是否缺電，隨著電力迅速發展，電力的高峰與低谷負荷差日益拉大是必然的，采用蓄冷空調是中央空調系統發展的必然趨勢。

六、水蓄冷空調的特點和優點

1、水蓄冷空調的特點

◆ 經濟：制冷系統的容量只需按照日平均負荷選擇即可，通過利用消防水池、原有蓄水設施或建筑物地下室等作為蓄冷容器在避免“大馬拉小車”的同時降低了初投資, 使用期間單位蓄冷投資隨著水蓄冷罐的體積的增大而降低, 當蓄冷量大于7000kW.h（603萬kcal），或蓄冷容積大于760m3時，水蓄冷是最為經濟的。

◆ 實用：可以使用常規冷水機組，適用于常規供冷系統的擴容和改造。并且能夠實現蓄冷和蓄熱的雙重用途。

◆ 節能：夜間氣溫降低，制冷效率隨之提高6－8％，系統滿負荷運轉時間大幅度增加，從而使空調系統的總節電率達10％－22％。

◆ 合理：作為備用冷源，增加了空調系統的可靠性；結合低溫送水和低溫送風，降低了設備的噪音；主機在最佳狀態下運行；滿負荷運行時間增加，部分負荷運行時間減少，節省維護保養費用。

2、水蓄冷與冰蓄冷有哪些不同？

3、與冰蓄冷相比水蓄冷的優點有哪些？

3.1、系統效率比較

水蓄冷可節省制冷用電10%以上，冰蓄冷的用電量則高于常規空調的1/3左右。

水蓄冷儲槽可實施夏季蓄冷，冬季蓄熱，做到蓄冷、蓄熱兩用，而冰蓄冷不可能做到。

3.2、系統造價高，運行電費比較

冰蓄冷的總投資比大溫差水蓄冷大很多，所以現在國內運行的冰蓄冷系統基本上都采用約1/3削峰運行，否則，將大量增加工程造價，而大溫差水蓄冷一般采用全削峰運行。

3.3、適用性比較

水蓄冷可以用于新建項目，也可以用于改造項目，冰蓄冷只適用于新建項目

3.4、運行費用

水蓄冷運行成本低，響應速度快。

七、空調水蓄冷的經濟分析

1、廣西省桂林市兩江國際機場候機樓案例：

面積約5萬平方米，年客流量約300萬人次，每年4月底到11月上旬需要開機供冷，制冷機房裝有約克離心式制冷機700RT三臺和400RT一臺，候機樓空調年耗電量近300萬度，每天的供冷時間從早上7點至夜間23點，下半夜很少供冷。空調的使用時間恰與電網爭峰讓谷。機場具備降低中央空調系統運行成本和提高設備運行效率的動力，并且有一定的綠化空地來安裝蓄水設施，滿足建設蓄冷系統的基本條件。

1.1、項目解決的問題：1.增加空調蓄冷系統，實現空調電力負荷的移峰填谷；

2.實現在下半夜低谷電價時段進行蓄冷，并且通過夜晚的低氣溫條件的制冷效率提高，減少用電量；

3.制冷機滿負荷高效蓄冷，避免白天在不佳工況運行，提高空調系統效率，減少用電量。

1.2、項目建設與應用效果

項目建設的主要工作是增加蓄冷槽、空調蓄冷管路系統及空調蓄冷控制系統。蓄冷槽建在候機樓附近的鍋爐房邊，蓄冷有效容積為3200立方米，蓄冷槽總高11.5米，埋入地下2.5米，地上9米，占地面積約320平方米。空調蓄冷管路采用直徑350mm的鋼管連接，鋼管長度約550米（雙管），3臺700RT制冷機串聯連接，實際運行采用2臺串聯充冷，3臺制冷機互為備用?？刂葡到y主要由電動閥、溫度調節閥及溫度、流量監控系統等組成。

空調實施蓄冷改造前，候機樓在夏季需開2臺700RT制冷機供冷，實施蓄冷后，夏季用電高峰全部采用下半夜低谷蓄存的冷量供冷，實現了空調負荷的大量移峰，將1100KW的高峰負荷移至低谷。蓄冷后，由于夜間氣溫低，冷卻水溫每下降1度，制冷機效率約提高4%，另外，及蓄冷后，系統滿負荷運行時間大幅增加，扣除蓄冷損失等不利因素后，夏天季節，每天平均節省空調電量約770度，全年節省空調電量116700萬度。

2、某辦公樓中央空調水蓄冷節能改造

2.1、項目概述：本項目為某公司綜合辦公樓中央空調改造項目。樓體總建筑面積共6800平米，包括地下一層（面積約為700平米），地上6層，其中東、南、北三面為玻璃幕墻，設計空調負荷為260RT，單位面積空調冷負荷為152 w/m2。

2.2、水蓄冷方案分析：正式實施的新峰谷電價政策，峰谷電價差現已拉大到4倍以上；為充分利用峰谷電價政策，節約電費成本，綜合考慮工程投資成本，本項目采用水蓄冷集中空調系統供冷空調方式。水蓄冷方案優點在于：

1)根據綜合樓辦公室的空調運行特點，即只需白天進行空調供冷，因而可以在夜間用電低谷期進行蓄冷，白天用電高峰期時進行放冷，即將白天的電力負荷轉移到夜晚，實現電力負荷的削峰填谷，有著較高的社會效益。

2)充分利用峰谷電價差，在夜間低谷期開機儲蓄冷量替換白天用電高峰期間空調冷量，從而大大節省運行電費，有著較高的經濟效益。

3)水蓄冷時，制冷主機的蒸發溫度與常規制冷運行模式相比基本沒有降低，即保持較高的運行效率，約為80％(冰蓄冷制冷主機運行效率為70％以下)。

4)蓄冷槽可以利用本工程主體原有的450 m2消防水池(其容量完全可以滿足蓄冷的需要)，省去了蓄冷槽的占地空間和初投資(而冰蓄冷方案需配備乙二醇冰球蓄冰罐，相比冰蓄冷減少設備投資約100萬元)。

5)控制靈活，可以實現多種模式運行。

2.3、系統介紹：本系統蓄冷主機為2臺雙工況水冷雙螺桿冷水機組，2臺板式換熱器、蓄冷量為1340RTH的蓄冷槽(為該建筑物的消防水池，容量為450 m2)，以及相配套的冷卻塔、水泵、及其他附屬設備。

蓄冷設計為主機上游、主機蓄冷槽并聯蓄冷方案。蓄冷系統在夜間電價谷期23：00～07：00蓄冷模式下運行，雙工況制冷主機將15％乙二醇水溶液降溫為1℃ ，并通過板式換熱器換熱將冷量以水的顯熱形式儲存在蓄冷槽內；在白天用電高峰時段將蓄冷電價峰期向建筑物釋冷、供給空調。蓄冷時蓄冷槽內的水溫為3.5℃ ，供冷時蓄冷槽的出水溫度為12.5℃ 內。

在非蓄冷時段，在滿足空調負荷的前提下，優先放冷供冷，即蓄冷槽所蓄冷量滿足空調負荷要求的條件下，不開啟主機。

2.4、蓄冷運行費用分析：相對常規空調系統運行費用作下述計算比較。

2.4.1、計算原則：

1) 方案的蓄冷量約占設計日白天總負荷的50％。

2) 依據中央空調系統的運行管理經驗數據，1RT冷量綜合耗電量(主機、泵、冷卻塔)在0.9～1.1 kwh/RT范圍內，計算時取1.0 kwh/RT。

3) 夜間機組蓄冷的綜合效率約為常規空調系統的80％，換言之，蓄冷相對常規空調系統多耗電20％。

4) 每年超過總負荷50％的空調日按300d計算。

2.4.2、計算結果：本蓄冷空調方案相對常規空調系統每年節省運行費用為：

1) 日蓄冷轉移空調冷量：等于系統蓄冷量1340RTH。

2) 年蓄冷轉移空調冷量：300 × 1340=402 000 RTH 。

3) 年蓄冷轉移高峰電量：402 000×1．0 kWh/RT=402 000 kW h。

4) 轉移1kwh電力節省費用(考慮效率因素)：0．846—0．2×1．2=0．606元/kWh。

5) 年節省運行費用：402 000×0．606=24．36萬元。

2.5、結 論

a．從綜合辦公樓的空調運行特點為出發點，水蓄冷中央空調方案采用低谷電價時段蓄冷，高谷電價時段釋放已儲備的蓄冷量，有效地獲取了分時電價差效益，有較好的社會經濟效益。

b．與冰蓄冷中央空調比較，水蓄冷中央空調系統運行效率更高，且設備初投資更低，而且水蓄冷中央空調方案還充分利用了已有的建筑設施，在本項目中更具有可行性，這也是本方案的特色之處。

C．實際運行測試結果表明，系統達到了預期設計效果，這說明本方案設計是成功的。

3、某俱樂部中央空調水蓄冷改造

3.1、項目概述：

某俱樂部原中央空調采用雙良溴化鋰空調機組，并配有美國富爾頓F13-100-A 燃氣鍋爐?？照{系統的動力完全由鍋爐蒸汽提供。從使用情況看，日常費用昂貴(僅鍋爐煤氣費用l9萬元/月)，俱樂部無法承受。另外，由于鍋爐安裝不當，到達機組的蒸汽壓力僅為0.3MPa左右，導致空調制冷效率低下，無法滿足俱樂部需要。而冷媒泵采用的是電功率30kW，流量220m3/h，揚程45m的水泵。如此大的水泵，造成冷媒水流速過快，冷媒水在風機盤管與變風量空調器末端裝置里不能很好地進行熱交換，導致制冷量不足，影響了俱樂部的正常營業，營業額大幅下降。

基于這種情況，俱樂部提出在控制投資的基礎上，同時兼顧二期改造工程，對二樓2000m2娛樂場所的空調進行改造。

3.2、改造方案

根據俱樂部房屋結構及營業情況，如采用常規用電空調，其主機需按空調尖峰負荷385 kW 來配置， 則不僅增加初投資，且還增加用電量，故決定采用蓄冷空調。

由于水蓄冷空調投資較少，總收益最好，投資回收期最短，并且最適用于常規供冷系統的擴容和改造，所以決定采用水蓄冷系統 。根據俱樂部情況，可建造一個33 m3的蓄冷池。供回水溫差設計為8度，可蓄290 kWh冷量。

機組采用232 kW 的機組。在利用原有設備前提下，再增加40 m3/h初級泵及80 m3/h次級泵各一臺。

系統運行方式采用水蓄冷系統及部分蓄冷策略(考慮到部分蓄冷較全部蓄冷制冷機組利用率高，且蓄冷設備容量小)，機組與蓄冷槽口采用串聯流程。同時根據俱樂部營業情況，重點考慮系統分區、運行時間差異等因素，采取區域性調控，適時調度方法，進行冷量分配。

采用水蓄冷系統可節約初投資6．8萬元。但由于俱樂部經濟狀況欠佳，資金不足，就是采用水蓄冷系統也無力投資。在這種情況下，只能考慮使用二手機組(232 kW 合眾開利機組，價格8萬元，總差價為l3 8萬元)。同時考慮到舊機組效率下降，在工況較差和營業高峰情況下，會出現冷量不足。而俱樂部剛好有一臺232 kW的冷水機組，這樣就彌補舊機組的缺陷。再通過適時調控，分區控制，完全能滿足懼樂部冷量需求。

3.3、經濟效益分析

水蓄冷空調耗電量分析見表1。

常規空調耗電量分析見表2。

由表中可知，該空調工程不僅節省初投資13.8萬元，每年還可以節省運行電費3060元。實際運行后，也取得了令人滿意的效果。

3.4、結論

蓄冷空調能較好地適用于常規中央空調的改造。特別是水蓄冷空調，其投資最省，效益最高。該空調工程采用水蓄冷系統以后，不僅節約了初投資，還節省了電費支出和運行費用，具有較高的經濟效益，同時也產生了一定的社會效益。

從能源的合理利用及COP來看：建議蓄冷空調采用電動式制冷機組。

對于峰值負荷遠遠大于平均負荷的場合，特別是影劇院、體育館、俱樂部等場所，采用水蓄冷系統，只要設計合理，不僅可減少初投資，還能減少運行費用。

4、家居廣場水蓄冷工程實例

4.1、工程概況

某國際家居廣場共有6層， 其中地下室9900平米，層高5.1m；1-5層每層9600平米，1層層高5.2m，2—5層層高4.5m；中央空調總面積共計：54000平米。商場尖峰負荷為6750kW。商場營業時間為9：00一18：00。設計者根據當地供電情況和本工程負荷與使用特點，經方案比較后決定選用水蓄冷系統作為空調冷源。

4.2、改造方案

商場設計為水蓄冷系統，夏季用水蓄冷系統供冷。由于設計日逐時冷負荷較大，為了充分利用蓄水槽和制冷機的供冷能力，最大的降低系統運行電費，空調冷負荷由制冷機和蓄水槽共同承擔。結合電價政策，離心機組在夜間的電力低谷時段00：00一O8：00進行蓄冷；并選擇最優運行策略，使空調供冷及水槽釋冷得到最優化的分配，同時盡可能的降低了運行電費。

采用蓄冷系統后系統裝機容量減少了50％，由原來4臺500P．T冷水機組減為2臺，相應的配套設備也相應降低，整個系統的初投資明顯的降低了。在使用水蓄冷系統后，初投資比常規空調降低了122萬。

4.3、運行費用分析

按照分時電價表，蓄冷的運行費用與常規空調相比如表所示：

使用水蓄冷系統后，年運行費用約為70.2萬元，是常規空調運行費用的56.83％，比常規空調的運行費用降低了53.4萬元。

4.4、移峰填谷與節電效益

峰谷電量的統計表示了水蓄冷系統與常規空調系統對于電網峰谷電量的使用，說明了蓄冷系統的移峰填谷的作用。節電效益比較見。

采用水蓄冷空調系統后移峰填谷及節電效益十分明顯，從上表看出，每年轉移高峰電量29萬kWh，轉移平段電量74.6萬kWh。這對緩解峰、平時段的電網壓力有顯著作用。

4.5、結論

水蓄冷空調的使用使得空調系統的初投資和運行費用都有相當程度的降低，并且對于整個電網的移峰填谷和安全運行的作用也相當顯著。在客觀條件許可的情況下，在暖通空調中使用水蓄冷系統能起到很好的經濟和社會效益。

5、寫字樓中央空調水蓄冷改造

5.1、工程概況

該工程總建筑面積為49000 m ，使用面積35000 m ，主要用作寫字樓。

5.2、改造方案

根據空調的實際使用情況，在計算空調系統冷負荷時，取面積冷負荷指標為60 w/m2，則建筑物的設計冷負荷為593 Rt。負荷特點是白天用電高峰時負荷大，夜晚用電低谷時負荷小，大廈負荷特點說明大廈具有進行蓄冷改造，移峰填谷節約用電費用的潛力。

大廈現有3臺中央空調機組，為開利離心機組，單機制冷量500 Rt(1758 kw)，平時開1臺，運行時間一般為4月20日到9月30日左右。板式換熱器1臺，換熱量為360Rt，同時為過渡季節提供冷源。大廈現有消防水池、生活水池各1座，總容積約400 m 。因生活供水采用了無負壓供水技術，生活水池閑置，均可用作蓄冷水池，進行蓄冷改造。

對于消防水池蓄冷改造工程而言，可能會遇到以下3個問題：仍要保留消防功能；水池容積有限，蓄冷量偏??；水池需要作內保溫。下面分別介紹本工程中采取的應對措施。

目前主要的水蓄冷方法有自然分層法、隔膜法、迷宮法、多蓄水罐法。其中最常用的是自然分層法和多蓄水罐法。本工程因水池深度為虎作2 m，采用多蓄水罐法，也有人將這種蓄冷方法歸入自然分層法。

消防水池改造成蓄冷罐后，需要進行保溫，滿足不結露的要求，更重要的是保冷。因消防水池進行外保溫一般不具備施工條件，而且內保溫可以減少熱橋，熱損失少。內保溫除需滿足熱阻要求外，強度還必須足夠大，保溫層能承受人在上面施工作業；防水效果好，能長期在水中浸泡。

4.3、經濟效益概算

峰谷電價差為0．8564元/千瓦時，尖峰與平段的電價差也達0．5478元/千瓦時。本工程改造完成后，消防水池一次約能蓄冷1 200Rt。大廈冷站整體COP約為3．5左右，這樣1 200Rt·h的冷量大約需要消耗1 200千瓦時的電量。以每天2次蓄冷和2次釋冷計算，每天可節約約1 685元的電費，每個制冷季按160天計算，1年可節約運行費用27萬余元。而實際運行要考慮蓄冷池效率、冷量損失和蓄冷泵能耗，1年節約運行費用應該少于27萬元。筆者電話回訪得知年節約運行費用在20萬元左右。

4.4、結論

改造后的空調系統已經運行了2個夏季，蓄冷系統和空調系統均運行正常。消防水池蓄冷量不僅能保證大廈上午上班前的預冷和上班后1～2 h的空調需求，而且還能在下午空調峰值負荷時減少冷機開啟臺數，帶來了明顯的經濟效益。