板式制冰蓄冷技術(shù)

平衡電網(wǎng)負荷的有效措施張云川中機西南能源科技有限公司

關(guān)于我們中機西南能源科技有限公司是中國機械工業(yè)集團下屬的中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院集團控股企業(yè)，是中國農(nóng)機院蓄能產(chǎn)業(yè)成套裝備及冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)的生產(chǎn)制造基地。

中機西南能源科技有限公司在重慶市合川區(qū)工業(yè)園正在建設(shè)一個總占地面積800畝、建設(shè)面積26萬余平米的工業(yè)園，作為中國農(nóng)機院的西南能源產(chǎn)業(yè)基地，主要從事動態(tài)冰蓄冷裝備、制冷設(shè)備、制冰設(shè)備、冷庫等產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)。一、冰蓄冷空調(diào)技術(shù)介紹利用低谷電力制冰、蓄冷，電力高峰時融冰釋冷

就是利用夜間廉價的低谷電力制冰，將冷能用冰貯存起來；白天用電高峰（高價）期把冷能釋放出來，滿足空調(diào)制冷需要。既節(jié)約了用電成本，又實現(xiàn)了平衡用電負荷、節(jié)能減排目的。靜態(tài)蓄冰靜態(tài)蓄冰是指制冰裝置和儲冰裝置為一體，蓄冰過程中冰一直附著在蓄冰裝置上，蓄冰過程一次凍結(jié)完成，故稱為靜態(tài)蓄冰。冰球、冰盤管是靜態(tài)蓄冰的典型形式壓縮機蒸發(fā)器冷凍水接末端蓄冰槽冷凝器節(jié)流閥板換靜態(tài)蓄冰系統(tǒng)示意圖乙二醇泵乙二醇泵接冷卻系統(tǒng)普通水泵雙工況冷水機組系統(tǒng)乙二醇循環(huán)系統(tǒng)二次水系統(tǒng)動態(tài)蓄冰

動態(tài)蓄冰是指制冰裝置和儲冰裝置分離，蓄冰過程中冰結(jié)到一定厚度通過融冰使冰與制冰裝置分離，輸送到儲冰裝置，蓄冰過程是多次凍結(jié)完成，故稱為動態(tài)蓄冰。片冰式是動態(tài)蓄冰的型式之一。動態(tài)蓄冰有兩大突出的優(yōu)點：1.制冰效率高；2.融冰取冷速度快、易控制。壓縮機低循桶冷凍水接末端蓄冰槽冷凝器板換動態(tài)蓄冰系統(tǒng)示意圖接冷卻系統(tǒng)二次水泵雙工況氟泵制冷系統(tǒng)制冰及冷水循環(huán)系統(tǒng)布水器氟泵一次水泵二次水系統(tǒng)二、動態(tài)板式冰蓄冷空調(diào)技術(shù)特點1、制冷系統(tǒng)：蒸發(fā)溫度穩(wěn)定，主機在高效率工況運行；系統(tǒng)可靠、易維修。2、制冰過程熱效率高：無中間換熱和載冷劑系統(tǒng)，冰層厚度薄、熱阻小、傳熱效率高；3、融冰過程：釋冷速凍快；無載冷劑系統(tǒng)；不會出現(xiàn)“千年冰”現(xiàn)象；冷凍水出水溫度恒定，可實現(xiàn)末端系統(tǒng)精確的低溫送風。4、可低成本利用周末、周日蓄冰，攤薄運行費用。5、動態(tài)冰蓄冷可實現(xiàn)熱泵循環(huán)，蓄冰槽可以用于蓄熱。三、板式制冰機組圖片制冷主機模塊制冰蒸發(fā)模塊四、案例分析——深圳26000RTh蓄冰空調(diào)項目1、設(shè)計峰值冷量：6858RT（24120kW)2、設(shè)計蓄冰量：26000RTh3、設(shè)備配置：基載主機:650RT(2286kW)雙工況蓄冰、冷水機組8臺:制冰工況-7/401437kW/臺電機功率382kWCOP=3.76

冷水工況+4/402090kW/臺電機功率399kW

COP=5.24

75%—100%負荷時，基載主機+雙工況機組+融冰

50%負荷時，基載主機+融冰25%負荷時，融冰四、案例分析——深圳26000RTh蓄冰空調(diào)項目4、主機功率配置：按設(shè)計峰值負荷：6858RT（24120kW)，若配置離心冷水機組，總功率為4307kW；本方案配置基載主機、雙工況機組合計功率3840kW,減少主機功率467kW。5、運行費用估算：每天蓄冰26000RTh（91442kWh),消耗電力24714度,費用6178元(0.25元/度)若采用離心機組,在平價和峰值時制取同樣冷量需要消耗電力16330度,費用為14697元((0.8+1.0)/2=0.9元)；每天可節(jié)省電費開支8519元；可轉(zhuǎn)移高峰負荷2041kW。1kWh3.468kWh冷量效率0.85效率0.80效率0.85能效6相關(guān)管路及其他

效率0.85五、抽水蓄能電站效率分析

蓄能電站計算公式：1kWh冷量=1/0.85*0.8*0.85*6=0.288kWh（度）電冰蓄冷計算公式：1kWh冷量=1/3.7=0.27kWh（度）電

蓄能水電站裝機容量1800MW工程靜態(tài)總投資為503362.29萬元，單位千瓦靜態(tài)投資為2796元，總投資為606036.55萬元（不包括送出工程投資），折合轉(zhuǎn)移1kW負荷的投資為3367元。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)中需增加制冰和蓄冰部分，折合轉(zhuǎn)移1kW負荷的投資為2600元。某抽水蓄能電站珠海某會展商務(wù)組團

區(qū)域供冷經(jīng)濟分析

參照張永銓教授資料六、區(qū)域供冷案例A、項目概況建筑規(guī)模及功能會展商務(wù)組團占地25.8萬㎡，總建筑面積55.6萬㎡。分兩期開發(fā)建設(shè)，一期建筑面積約32萬㎡，包括珠海國際會議中心、國際展覽中心（一期）、國際甲級寫字樓、五星級酒店、超五星級酒店、商務(wù)公寓及商業(yè)等。二期總建筑面積約23.6萬㎡，包括國際展覽中心（二期）、國際甲級寫字樓、商務(wù)公寓及商業(yè)等。分布圖區(qū)域冷站1號冷站2號冷站4號冷站3號冷站5號冷站6號冷站B、制冷設(shè)計方案1）獨棟集中常規(guī)制冷依據(jù)項目功能、位置、建設(shè)周期擬設(shè)6個獨立集中制冷機房，為各自獨棟建筑或組團提供空調(diào)冷源。電制冷冷水機組冷卻塔冷卻方式，制冷機房設(shè)在地下室，冷卻塔設(shè)在屋頂。根據(jù)需要設(shè)置一次泵或二次泵系統(tǒng)，7/12℃；1號冷站——會展一期；(會議中心、室內(nèi)展覽館、商業(yè)及零售--3組二次泵系統(tǒng))2號冷站——會展二期；(室內(nèi)展覽館、商業(yè)及零售分別--2組二次泵系統(tǒng))3號冷站——五星級酒店；(一次泵變水量系統(tǒng))4號冷站——超五星級酒店、寫字樓；(酒店、寫字樓一期、二期--3組二次泵)5號冷站——酒店式公寓一期；(一次泵變水量系統(tǒng))6號冷站——酒店式公寓二期。(一次泵變水量系統(tǒng))B、制冷設(shè)計方案2）區(qū)域供冷常規(guī)制冷會展商務(wù)區(qū)一、二期建一個區(qū)域冷站。區(qū)域冷站擬設(shè)在一期會展左側(cè)地下2層，冷卻塔設(shè)在室外綠地。二次泵變頻變水量系統(tǒng)，用戶端設(shè)板換的間接使用方式。一次冷水供回水溫度5/11℃，二次冷水供回水溫度7/12℃。3）區(qū)域供冷冰蓄冷二次泵變頻變水量系統(tǒng)，用戶端設(shè)板換的間接使用方式。外融冰主機上游串聯(lián)系統(tǒng)的制冷方式。一次冷水供回水溫度2.5/11℃，二次冷水供回水溫度7/12℃。C、經(jīng)濟性分析1）基本費用比較2）電力消耗比較方案名稱裝機電負荷年電力消耗削峰電荷年移峰電量kW差值MWh差值kWMWh1獨棟集中常規(guī)制冷15854.50327490//2區(qū)域供冷常規(guī)制冷13697.0-2157.530798-1951003區(qū)域供冷冰蓄冷10131.0-5723.532255-493-3566-5628方案名稱初投資年總電費萬元差值萬元差值1獨棟集中常規(guī)制冷7170.703155.002區(qū)域供冷常規(guī)制冷7288.8+118.12967.5-187.53區(qū)域供冷冰蓄冷7898.4+727.72459.8-695.2C、經(jīng)濟性分析3）全壽命周期每年費用分析全壽命期可以減少費用1.3億元

方案名稱設(shè)備費用運行費用全壽命周期總費用萬元萬元萬元差值1獨棟集中常規(guī)制冷7170.73155.070270.702區(qū)域供冷常規(guī)制冷7288.82967.566638.8-3631.93區(qū)域供冷冰蓄冷7898.42459.857094.4-13176.3D、節(jié)能節(jié)費效果區(qū)域供冷冰蓄冷：1.節(jié)約運行費用節(jié)省電費508萬元，初投資增加610萬元（4.5%），回收年限為1.2年，多投資回報率為83%。全壽命周期內(nèi)節(jié)省費用1.3億元。2.制冷設(shè)備裝機容量減少消減電力負荷5724kW，降低56％的電力需求。減少電力資源的占有，用有限的市政資源可提供更多的建設(shè)項目——節(jié)源增效。該開發(fā)區(qū)1100萬㎡，消減113MW的制冷用電負荷，可供620萬㎡制冷用電。3.移峰填谷、節(jié)能減排本項目區(qū)域供冷冰蓄冷每年轉(zhuǎn)移高峰電量5628MWh。該開發(fā)區(qū)1100萬㎡，每年轉(zhuǎn)移高峰電量11萬MWh，節(jié)省標煤3323噸，減排CO2總量8705噸，減排SO2總量27噸。

2011年5月，重慶市市長黃奇帆主持全市電力電煤保障工作會議，提出12條保電措施，市政府安排12億元財政專項資金用于保煤保電補貼。重慶市電力公司總經(jīng)理單業(yè)力說“今年夏天，為保障電力供應(yīng)，我們堅持‘不分價格高低、不分距離遠近、不分時間長短、不分電量多少，有電就爭’的‘四不一爭’原則，拓展外購電渠道，密切關(guān)注周邊省份負荷、機組運行和跨省交易情況，利用網(wǎng)間錯峰效應(yīng)，適時開展應(yīng)急交易”。

由此可見，電力問題已經(jīng)成為影響重慶發(fā)展的瓶頸，但是重慶的電力政策卻把冰蓄冷這個有效、廉價、方便、可靠的平衡電網(wǎng)供需、移峰填谷的手段束之高閣！

六、重慶電力需求側(cè)現(xiàn)狀六、重慶電力需求側(cè)現(xiàn)狀重慶經(jīng)信委公布的數(shù)據(jù)2011年重慶市區(qū)主電網(wǎng)4月最高用電負荷750萬千瓦，用電量42.12億千瓦時；

8月最高用電負荷1188萬千瓦，用電量70.96億千瓦時。其中：發(fā)電量48.51億千瓦時；購電量