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摘要：以一个工业园区的空调系统为研究对象，在计算逐时冷负荷的基础上，提出水蓄冷空调系统设计方案和运行策略，并与常规空调系统进行了经济性分析和比较。研究表明水蓄冷空调具有显著的经济效益和社会效益。
关键词：水蓄冷；设计；经济性分析；空调；
中图分类号：TB494 文献标识码：A 文章编号：
一、水蓄冷空调系统
随着我国经济的持续发展，在城镇地区空调用电需求和所占电网供电比例越来越大，并加大了电网负荷的峰谷差。为缓解高峰用电紧张和低谷用电过剩的矛盾，我国各地根据国家有关部委的要求，逐步推行了分时电价等一系列鼓励用户移峰填谷的优惠政策。蓄能系统对改善和缓解电力供需矛盾，平抑电网峰谷差有积极作用。水蓄冷是利用水的温度变化储存显热量[4.18kJ/(kg·℃)]，蓄冷温差一般采用6~10℃，蓄冷温度通常为4~6℃。水蓄冷方式的单位蓄冷能力较低(7~11.6kW·h/m3)，蓄冷所占的容积较大。
工程设计
工程概况
该工業园区位于广东省东莞市，分为厂房区和宿舍区，总建筑面积100625m2，其中空调供冷区域有厂房、办公楼，职工食堂等区域，工业工业园区的主要功能为车间，仓库，科研，办公以及生活配套等。空调每天供冷时间为14小时，全年供冷天数约为330天。夏季尖峰负荷为2400RT，日总负荷为30000RT·h，该项目空调负荷主要集中在设计日白天。制冷主机冷冻水常规供回水温度为7℃/12℃，蓄水槽进出水温度为4℃/11℃。本项目蓄冷空调设计采用2台800RT常规冷水机组蓄冷，放冷水泵和蓄冷水泵合用，蓄冷水槽实际可用体积为4150m³，设计最大蓄冷量为7640 RT·h。
蓄冷形式的确定
本工程设计采用位于制冷机旁的消防水池和蓄冷水池作为蓄冷水槽，消防水池蓄水实际体积为1660m3，蓄冷水池实际体积为2490 m3，总实际体积4150m3。蓄冷时，蓄水槽进出水温度采用4℃/11℃，则蓄水槽可蓄冷量为：
— 蓄冷量，kW·h；
— 水蓄冷槽的体积，m3；
— 释冷回水温度与蓄冷进水温度间的温度差，℃；
— 蓄冷水的密度，一般取1000kg/m3；
— 冷水的比热容，一般取4.187kJ/(kg·℃)；
— 蓄冷水槽的完善度，考虑混合和斜温层等因素的影响，一般取85%~90%；
— 蓄冷水槽的体积利用率，考虑配水器的布置和蓄冷水槽内其他不可用空间等的影响，一般去95%。
经计算，蓄冷量为28888kW·h（7640RT·h）。由于蓄水池容积有限，不能满足全部由蓄冷水槽供冷的运行要求。因此，只能采用部分负荷蓄冷的运行方式，空调负荷高峰期间需要蓄冷水槽和制冷主机联合供冷。
水蓄冷制冷系统流程图及控制模式
3.1 总体概述
因为蓄冷水泵和放冷水泵额定工况相差不大，且水泵采用变频控制技术，所以将蓄冷水泵和放冷水泵合用，通过电动阀门启闭控制管路的切换，实现其蓄冷和放冷的作用。
本工程水蓄冷制冷系统分为四种工况运行，分别为工况A：制冷主机供冷工况；工况B：制冷主机并联蓄冷工况；工况C：蓄冷水槽单独放冷；工况D：蓄冷水槽与制冷主机联合供冷。
1）主要设备运行模式
制冷主机的确定及运行策略
部分蓄冷策略下，冷水机组的容量Q(kW)为：
— 设计日总冷量，kW·h；
— 蓄冷量，kW·h；
经计算，冷水机组容量为5617kW（1597RT），故选用两台800RT的离心式冷水机组。由N=7640/1600=4.775，可知：蓄水槽蓄冷仅需单台制冷机组在电价低谷段全力蓄冷4.8h即可。为保证高峰电价时制冷主机的高效满负荷运行及开机时间的减少，供冷策略采用蓄冷水槽优先放冷的控制模式，在此模式下尽量使主机满负荷运行。
三、经济性分析
1.东莞市电价优惠政策
为鼓励调峰用电，充分利用现有的电力资源东莞市提出了一系列的鼓励措施，如推行峰谷分时电价政策，分时电价如下：
高峰时间段：9:00-12:00；19:00-22:00电价：1.1811
平峰时间段：8:00-9:00；12:00-19:00；22:00-24:00电价：0.7362
低谷时间段：00:00-8:00电价：0.3940
常规与蓄冷运行电量比较表 常规与蓄冷运行费用比较表 蓄冷-常规
从上表可以看出：相比常规空调系统，水蓄冷空调系统具有可观的经济效益和一定的社会效应。
结语
水蓄冷单位蓄冷能力低，需要较大的蓄水池，可由消防水池兼用蓄水池，适合工业园区等用地不是特别紧张的项目。
水蓄冷蓄冷泵和放冷泵合用，通过电动阀门切换实现蓄冷和放冷过程，可以省去一组水泵，降低初投资。
当系统设计完善，设备配置合理时，水蓄冷空调系统经济效益显著。
参考文献
[ 1] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[ M] . 2 版. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008
[ 2] 路延魁. 空气调节设计手册[ M ] . 2 版. 北京: 中国建筑工业出版社, 1995
关键词：水蓄冷；设计；经济性分析；空调；
中图分类号：TB494 文献标识码：A 文章编号：
一、水蓄冷空调系统
随着我国经济的持续发展，在城镇地区空调用电需求和所占电网供电比例越来越大，并加大了电网负荷的峰谷差。为缓解高峰用电紧张和低谷用电过剩的矛盾，我国各地根据国家有关部委的要求，逐步推行了分时电价等一系列鼓励用户移峰填谷的优惠政策。蓄能系统对改善和缓解电力供需矛盾，平抑电网峰谷差有积极作用。水蓄冷是利用水的温度变化储存显热量[4.18kJ/(kg·℃)]，蓄冷温差一般采用6~10℃，蓄冷温度通常为4~6℃。水蓄冷方式的单位蓄冷能力较低(7~11.6kW·h/m3)，蓄冷所占的容积较大。
工程设计
工程概况
该工業园区位于广东省东莞市，分为厂房区和宿舍区，总建筑面积100625m2，其中空调供冷区域有厂房、办公楼，职工食堂等区域，工业工业园区的主要功能为车间，仓库，科研，办公以及生活配套等。空调每天供冷时间为14小时，全年供冷天数约为330天。夏季尖峰负荷为2400RT，日总负荷为30000RT·h，该项目空调负荷主要集中在设计日白天。制冷主机冷冻水常规供回水温度为7℃/12℃，蓄水槽进出水温度为4℃/11℃。本项目蓄冷空调设计采用2台800RT常规冷水机组蓄冷，放冷水泵和蓄冷水泵合用，蓄冷水槽实际可用体积为4150m³，设计最大蓄冷量为7640 RT·h。
蓄冷形式的确定
本工程设计采用位于制冷机旁的消防水池和蓄冷水池作为蓄冷水槽，消防水池蓄水实际体积为1660m3，蓄冷水池实际体积为2490 m3，总实际体积4150m3。蓄冷时，蓄水槽进出水温度采用4℃/11℃，则蓄水槽可蓄冷量为：
— 蓄冷量，kW·h；
— 水蓄冷槽的体积，m3；
— 释冷回水温度与蓄冷进水温度间的温度差，℃；
— 蓄冷水的密度，一般取1000kg/m3；
— 冷水的比热容，一般取4.187kJ/(kg·℃)；
— 蓄冷水槽的完善度，考虑混合和斜温层等因素的影响，一般取85%~90%；
— 蓄冷水槽的体积利用率，考虑配水器的布置和蓄冷水槽内其他不可用空间等的影响，一般去95%。
经计算，蓄冷量为28888kW·h（7640RT·h）。由于蓄水池容积有限，不能满足全部由蓄冷水槽供冷的运行要求。因此，只能采用部分负荷蓄冷的运行方式，空调负荷高峰期间需要蓄冷水槽和制冷主机联合供冷。
水蓄冷制冷系统流程图及控制模式
3.1 总体概述
因为蓄冷水泵和放冷水泵额定工况相差不大，且水泵采用变频控制技术，所以将蓄冷水泵和放冷水泵合用，通过电动阀门启闭控制管路的切换，实现其蓄冷和放冷的作用。
本工程水蓄冷制冷系统分为四种工况运行，分别为工况A：制冷主机供冷工况；工况B：制冷主机并联蓄冷工况；工况C：蓄冷水槽单独放冷；工况D：蓄冷水槽与制冷主机联合供冷。
1）主要设备运行模式
制冷主机的确定及运行策略
部分蓄冷策略下，冷水机组的容量Q(kW)为：
— 设计日总冷量，kW·h；
— 蓄冷量，kW·h；
经计算，冷水机组容量为5617kW（1597RT），故选用两台800RT的离心式冷水机组。由N=7640/1600=4.775，可知：蓄水槽蓄冷仅需单台制冷机组在电价低谷段全力蓄冷4.8h即可。为保证高峰电价时制冷主机的高效满负荷运行及开机时间的减少，供冷策略采用蓄冷水槽优先放冷的控制模式，在此模式下尽量使主机满负荷运行。
三、经济性分析
1.东莞市电价优惠政策
为鼓励调峰用电，充分利用现有的电力资源东莞市提出了一系列的鼓励措施，如推行峰谷分时电价政策，分时电价如下：
高峰时间段：9:00-12:00；19:00-22:00电价：1.1811
平峰时间段：8:00-9:00；12:00-19:00；22:00-24:00电价：0.7362
低谷时间段：00:00-8:00电价：0.3940
常规与蓄冷运行电量比较表 常规与蓄冷运行费用比较表 蓄冷-常规
从上表可以看出：相比常规空调系统，水蓄冷空调系统具有可观的经济效益和一定的社会效应。
结语
水蓄冷单位蓄冷能力低，需要较大的蓄水池，可由消防水池兼用蓄水池，适合工业园区等用地不是特别紧张的项目。
水蓄冷蓄冷泵和放冷泵合用，通过电动阀门切换实现蓄冷和放冷过程，可以省去一组水泵，降低初投资。
当系统设计完善，设备配置合理时，水蓄冷空调系统经济效益显著。
参考文献
[ 1] 陆耀庆. 实用供热空调设计手册[ M] . 2 版. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008
[ 2] 路延魁. 空气调节设计手册[ M ] . 2 版. 北京: 中国建筑工业出版社, 1995