【摘要】以水源熱泵、蓄冰技術(shù)為敘述對(duì)象，分析介紹系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)以及不同運(yùn)行策略下得節(jié)能效果，
【關(guān)鍵詞】水源熱泵 蓄冰技術(shù) 節(jié)能
一、項(xiàng)目背景：
當(dāng)今社會(huì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境污染和能源危機(jī)已成為不可回避的問(wèn)題，如何解決這一問(wèn)題，已成為全社會(huì)的課題。建筑能耗約占整個(gè)社會(huì)能耗的25-30%，而空調(diào)系統(tǒng)的能耗約占整個(gè)建筑能耗的60%，所以如何做好空調(diào)系統(tǒng)環(huán)保節(jié)能就顯得尤為重要。[1]
二、項(xiàng)目概況：本工程為大紅門綠色產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，總建筑面積52000m2，該工程全樓做集中空調(diào)系統(tǒng)，總冷負(fù)荷為5340Kw，熱負(fù)荷3250 Kw。
三、空調(diào)系統(tǒng)
本工程的冷熱源采用水源熱泵+冰蓄冷系統(tǒng)，由于夏季冷負(fù)荷比冬季采暖負(fù)荷大，考慮到該建筑使用性質(zhì)，在夜間電力低谷時(shí)段不需要空調(diào)，因此結(jié)合冰蓄冷技術(shù)。本工程采用三臺(tái)LWP-4200型 三工況機(jī)組作為空調(diào)的冷、熱源，該主機(jī)有制冷工況、制熱工況和制冰工況三種運(yùn)行模式，冬季利用地下15℃的恒溫水，提取其中的熱量，供給空調(diào)系統(tǒng)50℃的熱水，夏季利用地下水作為冷機(jī)的冷卻水。系統(tǒng)中設(shè)置了一套蓄冰裝置（蓄冰槽容積為240立方米）用于夏季消峰填谷，減少白天耗用高價(jià)電，降低運(yùn)行費(fèi)用。冰蓄冷系統(tǒng)為主機(jī)上游串聯(lián)單循環(huán)回路流程，按分量蓄冰模式設(shè)計(jì)，夏季在夜間低谷電期間制冰，白天主機(jī)與冰槽聯(lián)合向末端系統(tǒng)提供冷量，低溫乙二醇溶液與末端冷水系統(tǒng)采用板式換熱器隔開，換熱器乙二醇側(cè)設(shè)計(jì)供回水溫度為5.5℃/10.5℃，冷水側(cè)設(shè)計(jì)供回水溫度7℃/12℃。
由于大量使用了夜間低谷電，代替了白天電力高峰時(shí)段的用電量，所以夏季運(yùn)行費(fèi)用也得到了大大降低。 該項(xiàng)技術(shù)充分利用了地下水恒定的、可再生的能源，并通過(guò)電力這一清潔能源，實(shí)現(xiàn)了冬季采暖、夏季制冷的兩項(xiàng)功能。被利用能量后的井水完全回灌回地下，對(duì)井水無(wú)污染、無(wú)浪費(fèi)。
下圖為該工程水源熱泵機(jī)房系統(tǒng)原理圖
四、項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用分析
1、由于現(xiàn)在國(guó)家電力部門提倡削峰填谷的政策，電價(jià)分時(shí)計(jì)費(fèi)，低谷時(shí)段電費(fèi)的價(jià)格只相當(dāng)于高峰時(shí)段的1/4，高峰時(shí)段（8：00-11：00/18：00-23：00）電價(jià)：1.065元；平峰時(shí)段（7：00-8：00/11：00-18：00）電價(jià)：0.678元；低谷時(shí)段（23：00-7：00）電價(jià)：0.250元。充分利用國(guó)家鼓勵(lì)使用低谷電的優(yōu)惠政策，采用水源熱泵+冰蓄冷系統(tǒng)可降低空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用并且降低變壓器容量。具體運(yùn)行方式如下：夏季水源熱泵設(shè)備在23：00-7：00蓄冰運(yùn)行，低溫乙二醇冷凍水將蓄冰球內(nèi)的水凍結(jié)成冰（蓄冰槽內(nèi)充滿大量蓄冰球），并使冰繼續(xù)降低溫度，直至達(dá)到要求，水源熱泵空調(diào)主機(jī)停止工作；當(dāng)市場(chǎng)開業(yè)前半小時(shí)啟動(dòng)循環(huán)泵（如8：30此時(shí)電價(jià)1.065元），融冰并與主機(jī)聯(lián)合運(yùn)行，乙二醇溶液通過(guò)板式換熱器將蓄冰槽內(nèi)的冰儲(chǔ)存的冷量釋放到室內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中，這樣就做到了在谷電時(shí)儲(chǔ)存冷量（電費(fèi)0.25元）峰電（電費(fèi)1.065元）時(shí)使用，降低了運(yùn)行費(fèi)用。采用此系統(tǒng)還可大幅度降低空調(diào)主機(jī)容量，減少水源熱泵系統(tǒng)水井?dāng)?shù)量，從而降低了空調(diào)主機(jī)設(shè)備及水井、外線等工程投資。
2、與電制冷及普通水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較
夏季空調(diào)季按150天計(jì)算，冬季供暖按125天計(jì)算，電制冷方案和普通水源熱泵方案因?yàn)闆]有冰蓄冷裝置，空調(diào)負(fù)荷按負(fù)荷系數(shù)0.6計(jì)算運(yùn)行費(fèi)用。水源熱泵加冰蓄冷方案因?yàn)橛斜罾溲b置可移峰填谷來(lái)降低運(yùn)行費(fèi)用，冰蓄冷裝置與水源熱泵機(jī)組的主從關(guān)系可根據(jù)不同的負(fù)荷水平進(jìn)行調(diào)整，日負(fù)荷逐時(shí)計(jì)算，電費(fèi)也逐時(shí)計(jì)算。根據(jù)北京市場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)夏季空調(diào)150天中前后的一段時(shí)間共30天負(fù)荷率為30%，這個(gè)時(shí)期幾乎完全依靠冰蓄冷系統(tǒng)供冷； 50天負(fù)荷率為50%，50天負(fù)荷率為70%，另外夏季空調(diào)150天中有20天負(fù)荷率為100%，這些時(shí)期水源熱泵機(jī)組全部或部分供冷，冰蓄冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷的功能，按不同的三個(gè)負(fù)荷水平階段分別計(jì)算運(yùn)行費(fèi)用。
1）、計(jì)算參數(shù)
2）、冬、夏季空調(diào)用電負(fù)荷
六、結(jié)論：
通過(guò)以上計(jì)算可以看出冰蓄冷加水源熱泵機(jī)組方案（方案Ⅲ）年運(yùn)行費(fèi)用較普通水源熱泵系統(tǒng)（方案Ⅱ）每年節(jié)約37萬(wàn)元，因空調(diào)系統(tǒng)是高運(yùn)行費(fèi)用的系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用是在系統(tǒng)方案確定的過(guò)程中必須認(rèn)真考慮的首要問(wèn)題之一。冰蓄冷加水源熱泵機(jī)組方案運(yùn)行2年節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)用可收回比普通水源熱泵機(jī)組方案多投入的資金。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉媛 離心式冷水機(jī)組加裝變頻節(jié)能裝置的經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)與評(píng)估[J] 制冷與空調(diào) 2011（06） 116-120
