苏州某办公楼冰蓄冷空调方案探讨

张俊

（华东建筑设计研究总院，上海200002）

空调技术

苏州某办公楼冰蓄冷空调方案探讨

张俊

（华东建筑设计研究总院，上海200002）

介绍了苏州某办公楼由于负荷出现时间集中在白天（8：00～19：00），夜间没有负荷，且当地具有峰谷电价的政策，因此设计上采用冰蓄冷作为空调冷源，显著降低了运行成本。

冰蓄冷； 运行策略； 运行成本

0 引言

冰蓄冷空调是指建筑物空调期所需要的冷量在非空调期利用蓄冰介质的显热及潜热转移等特性，将能量以冰的形式蓄存起来，然后在空调期将这些负荷释放出来，这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。当空调使用时间与非空调使用时间和电网的峰谷正好匹配时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。在一般项目中，空调系统的用电量占总用电量的35%～65%，而制冷主机的耗电量在空调系统中又占65%～75%。

1 项目概况

该项目（或称苏州湖西CBD双子塔项目）位于苏州中心商务区，北临苏华路，南临相门塘运河，东侧稍远处为金鸡湖。基地面积约为13050m2。

该项目是集办公、银行大厅和餐饮为一体的综合性项目，面积约为156000m2。包含两座塔楼和一座裙房，屋面高度为200m（塔顶高度达230m），中间以中庭连接，访客可以从苏华路穿过中庭到达南侧的运河和花园。

2 主机配置

（1）该工程夏季计算冷负荷为20992kW，单位建筑面积冷负荷指标107W/m2。

（2）该系统采用3台空调工况制冷量为4200kW双工况离心式冷水机组，制冰工况制冷量约为2800kW。配一台基载主机，制冷量为1400kW。夜间24：00～次日8：00电力低谷期内主机在制冰工况下运行制冰，制取的

冷量储存在储冰装置中，蓄冰装置采用不完全冻结式纳米导热复合盘管蓄冰盘管。

3 系统流程

该工程中采用了主机上游、蓄冰装置下游串联循环回路设计。空调冷冻水的冷量是通过板式换热器将冰蓄冷系统中循环的低温乙二醇溶液进行换热而获得的，板式换热器一次侧乙二醇溶液的进水温度为3.3℃，二次侧的出水温度为5.3℃，同时为了保证主机的制冷效率，要求主机的入口处的温度越高越好（本系统取10.5℃），但主机的运行温差约为5℃，这就要求冰蓄冷系统必须采用主机上游的串联系统，同时要求在冰蓄冷系统下游的蓄冰装置必须在全天融冰供冷过程中一直保持恒定的低温供水功能（3.3℃）。

4 运行模式

冰蓄冷系统一般有4种工作模式进行：双工况主机单独制冰模式、双工况主机制冰模式+基载主机+蓄冰装置供冷模式、基载主机+蓄冰装置供冷模式、蓄冰装置单独供冷模式。该工程的冰蓄冷系统按主机优先模式设计，空调期的大部分使用时间根据电价政策按优化控制或全融冰供冷模式运行。

4.1 该工程在100%冷负荷时的运行策略

夜间0：00～8：00为苏州市电力低谷时段，此时段自动运行3台双工况制冷主机制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜间无任何冷负荷。白天冷负荷主要由基载主机和三台1200RT离心式制冷机组满足，不足部分使用融冰供冷。见表1。

4.2 该工程在75%冷负荷时的运行策略

在75%冷负荷下，夜间0：00～8：00为苏州市电力低谷时段，此时段自动运行3台双工况制冷主机制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜间无任何冷负荷。白天冷负荷主要由两台1200RT离心式制冷机和基载机组组满足，不足部分使用融冰供冷。见表2。

4.3 该工程在50%冷负荷时的运行策略

在50%冷负荷下，夜间0：00～8：00为苏州市电力低

谷时段，此时段自动运行3台双工况制冷主机制冰模式，蓄得冷量19199RTh，以供白天使用，夜间无任何冷负荷。白天部分时段只需开启基载主机和一台到二台1200RT离心式制冷机组，其余部分使用融冰供冷即可满足系统末端负荷要求。见表3。

表1 100%负荷冰蓄冷运行策略

表2 75%负荷冰蓄冷运行策略

4.4 该工程在25%冷负荷时的运行策略

在25%冷负荷下，夜间0：00～8：00为苏州市电力低谷时段，此时段自动运行3台双工况制冷主机制冰模式，蓄得冷量14133RTh，以供白天使用，夜间无任何冷负荷。白天时段无需开启离心式制冷机组和基载主机，空调所有冷负荷采用融冰供冷即可满足系统末端负荷要求。见表4。

表3 50%负荷冰蓄冷运行策略

表4 25%负荷冰蓄冷运行策略

5 经济性分析

5.1 运行费用计算依据

见表5、表6。

5.2 运行费用计算、分析

按照一年空调运行150d，100%负荷25d，75%负荷55d，55%负荷45d，25%负荷25d计算得出结果如下：

表5 采用“冰蓄冷”系统的苏州电价

表6 采用“常规”系统的苏州电价

冰蓄冷系统年运行费用=25×38407+55× 33863+45×18483+25×8147=386万；

常规系统年运行费用=25×43644+55× 38573+45×27440+25×15341=483万

见表7、表8。

表7 各负荷下冰蓄冷系统和常规系统运行费用比较 元

表8 回收年限计算

6 结语

冰蓄冷与常规系统相比，冰蓄冷在夜间低谷电蓄冷期间主机效率较低，且初投资较大，但是冰蓄冷的运行费用相对常规系统少了很多，且用电功率也少很多。经过上表计算结果可以看出，回收年限只有3.5a，也就是说空调运行3.3a之后就处于“盈利”阶段，每年可节省运行费用将近100万，因此该项目选用冰蓄冷空调系统是合理的。

[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]JGJ158-2008，蓄冷空调工程技术规程[S].

Discuss with the Ice Storage Air Conditioning System in an Office Building of Suzhou

ZHANG Jun

（East China Architectural Design&Research Institute，Shanghai 200002，China）

Icestoragesystemis onedirectionof thedevelopment of theair conditioning.This passagedescribes that thefeatureofpeak andvaleelectricpriceinSuzhou，itisusedthattheicestoragesystemistobethecoldsource，anditsignificantlyreducestheoperatingcost.

Icestoragesystem； operational Strategy； operatingcost

TU831.3

B

2095-3429（2016）03-0088-04

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.03.021

2016-05-08

修回日期：2016-06-03

张 俊（1983-），男，上海人，工学学士，中级工程师，从事暖通空调设计工作。