1.身份证号码：43060219811012xxxx;2.山东富尔达空调设备有限公司
摘要：广东英德某产业示范园可利用大工业用电的优惠政策，拟对园内地表水源热泵空调系统进行蓄能优化改造，夜间蓄能，白天释能，可以移峰填谷，实现较好的社会效益和经济效益。
关键词：水源热泵；蓄能优化；
1.工程概况
某产业示范园位于广东省英德市【1】，园内A地块的综合楼、C地块的体育中心、E地块的国际酒店使用地表水源热泵中央空调系统，园内人工湖和河道作为地表水源，通过水源热泵机组进行供冷和供暖，并为所有地块提供生活热水。现拟在综合楼负一层增设蓄能水池，晚间利用谷电进行蓄能，在白天峰电等时段释能供给园区内中央空调系统使用。
2.蓄能优化方案
2.1水源热泵系统
中央空调系统采取水源热泵机组+风机盘管的形式，水源热泵机组产出的冷热水通过一次泵输送到各单体建筑，再通过单体建筑内的分集水气器和二次水泵输送到楼内各空调区域。
示范园内人工湖和人工河道的湖水在制冷时为冷却水，制热时为热源水【1】。根据相关资料和工程经验：清远市地表水（水面4米以下）夏季温度在22-28℃，冬季温度在7-20℃，水源热泵机组在制冷工况下湖水的进出水温度为25/30℃，制热工况湖水的进出水温度为15/10℃（极限7/3℃），湖水温度能满足水源热泵机组正常运行。人工湖边建沉淀过滤池和地下泵房，湖水通过地下泵房的水泵送入水源热泵机房，经机组换热后排放到人工湖中。
根据设计，夏季高峰负荷最大制冷量10464KW，采用2台单机制冷量为3900KW的离心式水源热泵主机和3台制冷量为2200KW的低温高寒高温螺杆式水源热泵主机。
2.2蓄能优化计算
2.2.1空调冷热负荷及日耗能量计算【1】
2.2.3蓄能水池计算
优化方案要求至少在峰电时段全削峰释能，按夏季设计冷负荷和实际运行情况，计算出全削峰冷量52500kW·h;按蓄能水池计算公式【3】V=（3600?QS）/（Δt?ρ?CP?FOM?αv）=（3600×52500）/（7×1000×4.187×0.9×0.95）=7542m3。故在A地块综合楼地下机房旁边增设一个容量为7548m3的蓄能水池（水池可用面积为1480m2，水体净高5.1m，开挖深度6.2m），在晚上谷电期间，夏季储存4℃冻水，冬季存储50℃热水，供白天峰电等时段使用。
蓄能水池通过板换释放冷量（热量），夏季板换一次冻水进出水为4/11℃，二次冻水为7/14℃；冬季板换一次热水进出水为50/43℃，二次热水为40/47℃，板换的换热温差为3℃,夏季冬季蓄能量为52541KW·h。
3、经济性分析
3.1蓄能系统设备配置表
蓄能系统每年节省电费约505384.7+97759.3=603144元，蓄能系统比原来水源热泵系统增加蓄能泵、释能泵、板换、蓄能水池布水管路、蓄冷池保温、蓄冷自控系统等。蓄能系统造价增加约407万元，投资回收期=407/60.31=6.75年，经济效益显著。
4.结论
水源热泵空调系统蓄冷优化方案施工的难点在于蓄能水池布水器和保温施工，以及水源热泵增加蓄能系统后，控制系统复杂程度增大，尤其是夏季和冬季蓄能管路、阀门、水泵、主机的切换，各部件的逻辑关系及控制顺序须仔细明确。另外蓄能系统对阀门要求较高，需做好维护保养。
本方案利用大工业电价优势，将水源热泵中央空调系统进行蓄能优化设计，在谷电时段蓄能，在峰电时段实现全削峰，改善和缓解电力供需矛盾，可平抑电网峰谷差，节能减排，符合国家大政方针。同时该方案为企业节约成本，投资回报期较合理，可以实现较好的经济效益。
参考文献：
【1】张忠杰 罗向红 产业示范园地表水源热泵空调方案 基层建设 2019年第9期3月（下）377页
【2】黄 丽 刘秋新 水蓄冷技术在商场空调冷源中的设计应用及节能分析 建筑节能■暖通与设备 2010年第3期（总第38卷 第229期）
【3】陆耀庆主编 实用供热空调设计手册 中国建筑工业出版社 2008年5月第二版 28.3 水蓄冷
论文作者:张忠杰1,罗向红2
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
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