外融冰-冰蓄冷为冷源的区域供冷系统
北京瑷玛斯区域供冷技术开发有限公司 赵建成 赵雪莲 高辉
摘要 本文讨论了区域供冷系统的概念,整体设计思想,以冰蓄冷为冷源区域供冷系统的现 状, 着重介绍了美国在这一领域发展情况, 介绍了北京中关村制冷站的工艺设计流程, 外融冰冰蓄冷系统的特点与控制策略. 外融冰-冰蓄冷为冷源的区域供冷系统在国内首 次实施应用,对我国的区域供冷和冰蓄冷技术会有很大的推进作用. 关键词 1 冰蓄冷 外融冰 双蒸发器 双工况 1.1℃空调冷冻水 区域供冷
区域供冷系统 区域供冷可以定义为: 由一个或多个制冷站生产空调用冷水, 由连接制冷站和各建筑的
管网向该区域各类建筑输送空调冷水的系统. 冷水的生产可以采用电驱动或蒸汽驱动的冷水 机组, 也可采用以燃气轮机或燃气锅炉排气为能源的吸收式冷水机组, 如何规划设计将因区 域内建筑物种类和功能及冷负荷等具体因素而确定. 为达到最大的有效性和可靠性, 所有区 域供冷机房将相互联结. 商业区内的区域供冷系统的优点是不言而喻的,因为商业建筑群空调具有如下特点: (1)白天使用系数高,与供电高峰时间一致; (2)由于建筑群的多样性,如办公楼与影剧 院商场等高峰负荷时间的不同时性, 导致总体负荷系数低, 一般同时使用系数可达 0.5~0.7; (3)空调负荷较大.商业建筑群的多样性与空调负荷特性,非常适合建造以冰蓄冷为冷源 的区域供冷系统, 规模效应会使其初投资低于每一业主单独设置制冷机房, 减少设备总的装 机容量, 减少分散到各单体建筑的制冷设备用房面积和配套的变配电等设施的用房面积, 可 为业主提供更多的供出租面积.冷站集中建造,选用大型优质的高效制冷设备,采用冰蓄冷 技术, 充分利用峰谷电价差使运行费用减少, 采用自学习的省钱控制程序进行全自动控制等 技术,使以冰蓄冷为冷源的区域供冷技术具有非常强的竞争力. 2 区域供冷的现状 20 世纪 30 年代美国在负荷集中间歇供冷的场所,应用冰蓄冷技术旨在减少制冷机的装 机容量和制冷设备的投资费用.70 年代世界范围内能源危机,美国电力部门限制高峰负荷
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用电量,客户用电超过峰值限量部分电价为惩罚电价,为此各种削峰的办法应运而生,如蒸 汽为动力的吸收式制冷, 燃气轮机直接拖动制冷机或自备燃气燃油发电机, 而空调蓄冷技术 作为电力负荷的调峰最有力手段,再度崛起,并广泛应用在建筑物空调系统中,约有 4000 多个蓄冷系统在运行. 90 年代以前,所建的蓄冷站多为单一建筑空调服务小型蓄冷站或为大学校区,医疗中 心和政府建筑群所建造较大的蓄冷站,但并没有区域供冷的概念. 从 90 年代初到现在, 由于市场的需求因素和市场供应侧的因素, 区域供冷系统发展迅速. 推动这种需求的主要因素有以下几个方面, 商用空调系统中广泛使用氯氟甲烷冷媒的限制使 用,现有供冷设备的老化,降低新建大楼的投资,以及大多数美国公司趋向于外购非核心业 务的相关服务,这些因素促使建筑业乐于接受区域供冷的概念.另一方面,新的风险投资增 长迅速, 促使公共事业服务商和电力公司多元化供应以及区域能源供应商, 考虑开发区域供 冷系统,为城市中心商业区建筑提供供冷服务,由于多种综合因素影响所致,目前在美国有 几十个大型的商业化区域供冷系统在运行. 如芝加哥的区域冷站总峰值负荷 97428 冷吨, 蓄 冰容量 309400 吨时,削峰电量 35900 千瓦,所服务的区域供冷系统总冷量为 200000 冷吨. 区域供冷系统由四个冷站组成,其中芝加哥商业大厦二号冷站,峰值冷量 29578 冷吨,蓄冰 装置的蓄冷容量 125000 冷吨时,削峰电量 13200 千瓦.在马来西亚 Cyberjaya 多媒体超级 走廊镇区内一著名高科技园区将采用带热电联产的商业性区域供冷系统,总供冷量 352MW (10 万冷吨) ,将成为马来西亚最大的区域供冷系统.机房内设置燃气轮机,热回收式蒸汽 发生装置,电驱动冷水机组,吸收式冷水机组及冰蓄冷,预计将于 2012 年全部竣工.地下 保温冷水管道设计总长为 80km,机房将根据开发区内冷水需求情况进行模块化建造,与区 内 50 多幢建筑连接.目前,一期工程已竣工,供应空调用冷水给园区内著名的日本 NTT, 马来西亚电信,OFFICE PARK 及几家跨国家公司所在建筑.为使机房运行费用达到最小,区 域供冷系统一期工程选用冰蓄冷,以利用当地电力部门提供的廉价电力.该项目基于 BOOT 概念建造,建筑业主将与区域供冷开发商协商,并以商定价格向后者购买 20 年的空调用冷 水.每幢建筑均装设特定的冷水计量表,监测用户的冷水月用量,同时将水压,水温等数据 通过专用通讯线实时传输到区域供冷系统主控制中心, 每一用户的冷水月用量最终将发布在 互联网上供校对.

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