（中国电子系统工程第四建设有限公司 上海工程中心上海长宁 200051）
摘要：随着经济科技的发展与进步，空调系统在生活和生产中的应用越来越广泛，但是能耗问题越来越成为所有用户关心的重点。本项目结合实际情况，就近选取消防水池为蓄冷池。
关键词：电力需求侧管理；暖通空调；显热；阶梯电价
引言
在工程项目界，随着经济科技的发展与进步，空调系统在生活和生产中的应用越来越广泛，但是能耗问题却越来越成为所有用户关心的重点，这也给我们工程技术人员提出了更高的要求，如何让空调在提供舒适环境的同时而更少的消耗能源，一直是我们砥砺前行的动力。国家在深化经济体制改革时，特别强调供给侧改革，为了解决经济发展与能源供应之间的矛盾，提出电力需求侧管理，更有政府前副总理黄菊同志甚至强调过：“如果电源建设是第一资源的话，那么电力需求侧管理就是开发第二资源！”而对应到我们暖通空调系统领域，采取水蓄冷系统，即是响应政府电力需求侧管理的有利措施。
水蓄冷系统
目前空调蓄冷的形式，在工程上，按贮能方式划分，有显热蓄冷和潜热蓄冷两类；按蓄冷介质划分，有水蓄冷、冰蓄冷和相变蓄冷三种。本次讨论的水蓄冷系统是利用水的显热来储存冷量，原理是水经过冰机冷却后，储存在蓄冷槽中用于第二天的冷负荷供应，一般是夜间制出4℃的冰水，在白天空调负荷较高时，通过自动控制系统协调冰机和蓄冷槽的供水组合方式，在白天电费高峰时由蓄冷槽来提供部分冷量，从而减少冰机运行时间，来降低电费。
水蓄冷系统的施工，是从蓄冷槽开始的，水蓄冷槽一般是采用自然分层的原理，利用水在不同温度时密度不同的特点，通过布水系统，使不同温度的水利用密度差来实现分层，避免冷水和温水混合造成不必要的冷量损失。施工前，布水系统要通过计算来布置，制定专项施工方案，使水流平稳地进出水槽，同时注意减少扰动，降低斜温层厚度，从而提高有效容积。布水系统通常在蓄冷槽上下分别设置，结合自控系统，确保充冷时冷水均匀地从蓄冷槽的底部流入，而放冷时温水均匀从蓄冷槽上部流入，减少冷水与温水的混合。如下图：（左为上布水器，右为下布水器）
本项目结合项目实际情况，就近选取消防水池（体积900m³）为蓄冷池，布水器采用304不锈钢管材施工。布水器施工前需检查水池保冷情况，而且所有槽内预埋件必须在保冷施工前完成。施工流程如下：搭设活动脚手架→顶部及横梁通风除湿做保温防水→底部及侧壁除湿处理→喷涂基层防潮底漆→喷涂硬质聚氨酯保温层→修整保温层→喷涂聚氨酯保温层到设计要求的厚度→喷涂聚脲底层→喷涂聚脲防水层→地面浇筑混凝土垫层。蓄冷池参数：长35.1m，宽7.9m，有效水深3.3m，有效容积900m³。设计工况：蓄冷温度4/11℃，充冷流量200m³/h，放冷流量200m³/h，布水器采用H型条状布水单元形式，以蓄冷工况进行计算：进水的弗劳德数 ，数值小于1，满足稳定分层的要求，同时进水的雷诺数 ，布水管平均出流速度 ，出流不均匀度小于10%，可用蓄冷量比率≥92%，另外，斜温层厚度约为0.4m。
蓄冷计算书
根据当地气候情况，商场营业时间为10：00-22：00，列出建筑各时间段的冷负荷，如下表：
水池水蓄冷的效率，按正常情况取90%，则总可用蓄冷量为：Q=900*1000*4.19*（11-4℃）*90%/3600= 7350kw•h。放冷模式以白天13小时计算，蓄冷量采取平均释放：7350/13=565KW，余下冷负荷由冰机承担，由此可得营业日冷负荷分配如下：
依据天津最新的阶梯电价，峰时0.9441，平时0.6586，谷时0.3891，双蓄0.3348（单位：元/kw•h）。利用谷时蓄冷，白天放冷，计算可节约电费：1.蓄冷池蓄冷所需电量：蓄冷量为7350kw•h，实际板换有效换热效率90%，则实际制冷量为7350/90%=8187kw•h，8个小时，每个小时制冷8187/8=1023kw•h，单台冰机制冷量为1250kw，一台满足蓄冷要求；冰机COP值为5.734，蓄满水池冷量所需耗电量为8187/5.734=1428kw•h，蓄冷用电价格为0.3348元/kw•h，电费为1428*0.3348=478.1元；2.没有蓄冷情况下，7350kwh的冷量由白天按营业小时评价分开，每个小时制冷量为7350/13=565kwh，该部分每小时耗电565/5.734=98.5kwh，白天营业13个小时，峰电98.5*6*0.9441=558元，平电98.5*7*0.6586=454.1元，合计电费1012.1元（不含水泵耗电）。根据以上数据，每天节约电费约534元，采用ARI标准，每年空调运行时间为152天，100%负荷62天，75%负荷30天，50%负荷30天，25%负荷30天，合计每年可节约电费81168元，按50年使用寿命，累计可节约电费约406万元。本项目水蓄冷受限因素：1.水蓄冷需要经过板换，导致效率降低；2.水池小，导致利用夜间低电价蓄冷能力小；可从这两方面改善提高使用效率。
总结
由此可见，水蓄冷在空调系统中应用的重要性还是显而易见的，在工程上是大有可为的，特点如下：
1.可缩小冰机的容量，减少工程初次投资金额；
2.均衡电网负荷，削峰填谷，合理利用电费价差，降低系统运行费用；
3.可提高空调系统设备运行效率；
4.提高消防水池的利用率；
5.积极响应政府电力需求侧管理的号召，并落实到工程的具体工作中，为节能减排做出应有的贡献。
参考文献：
[1]高志宏.试论水蓄冷技术在空调工程中的应用.辽宁高职学报.2000
[2]北京天诚同创电气有限公司.水槽布水计算说明书.2018
[3]杭州华电华源环境工程有限公司.水蓄冷技术.2019
论文作者:李冬
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
标签：电费论文; 负荷论文; 水池论文; 量为论文; 空调系统论文; 白天论文; 小时论文; 《电力设备》2019年第10期论文;