佩尔优深圳机场水蓄冷项目介绍

深圳市宝安国际机场水蓄冷空调系统改造工程一、工程概况深圳宝安国际机场空调使用面积为30万平方米，每年空调使用时间是330天(信息大厦为230天)，其尖峰负荷为20305KW。该项目白天工作时间的负荷较高，但是在夜间电价低谷时段负荷很小。采用了水蓄冷方案后，系统在夜间蓄冷，在白天电力高峰期使用蓄冷槽内储存的冷量进行供冷，这样既可以节省运行电费，又可以减少主机在白天的运行噪音。由于机场酒店正进行改造装修运营,按照水蓄冷方案，不仅可以削减机场酒店的空调系统主机及附属设备的初投资，同时也可节约运行费用。二、改造技术1、水蓄冷技术水蓄冷技术就是在电力负荷低的夜间，用电动制冷机制冷将冷量以冷水的形式储存起来。在电力高峰期的白天，不开或少开冷机，充分利用夜间储存的冷量进行供冷，从而达到电力移峰填谷的目的。由于电力部门实施分时电价，蓄冰空调技术的运行费用比常规空调系统运行费用低，分时电价差值越大，用户得益越多。采用蓄冷空调技术，业主并不一定节电，但能为业主节省运行费用，更重要的是有利于国家电网的安全运行。因此，国家把它作为一种节能环保的技术来大力推广。水蓄冷技术主要是利用了水的物理特性。对于在1个大气压的水，4℃水温时其密度最大，此时为1000Kg/M3。随着水温的升高，其密度在不断减小，如果不受到外力扰动，一般容易形成冷水在下，热水在上的自然分层状态，但水在4℃以下时物性却出现明显的非规律性变化，此时随着水温的降低，其密度却在不断减小。因而水蓄冷水温可利用的下限为≥4℃，水蓄冷时一般是4－14℃，水蓄热的温差较大，一般是40-95℃。水蓄冷利用的是水的显热变化（水比热为1.0Kcal/kg·℃）。水蓄冷技术具有以下优点：经济：充分利用国家的分时电价政策，可以大大节省运行费用。削峰填谷，平衡电网压力。实用：可以使用常规冷水机组，适用于常规供冷系统的扩容和改造。并且能够实现蓄冷和蓄热的双重用途。节能：夜间气温降低，冷却效果好，系统满负荷运转时间较多，从而提高冷机的工作效率。也可节省维护保养费用。合理：水蓄冷可减少制冷设备的装机容量和用电容量。从而减少了电力投资费用（包括电力补贴费和变压器、配电柜等电力设施）。另外作为备用冷源，增加了空调系统的可靠性；还可结合低温送水和低温送风，可减少设备的容量，降低设备的噪音。适用：蓄冷槽可以利用消防池来做，或者放在地下，不占用有商业价值的地方，减少机房的占用面积，从而可减少投资。环保：由于白天开的冷机较少，所以噪音很小，而且清洁无污染，操作方便。2、本项目水蓄冷方案为了达到节能目的及满足建筑的空调冷负荷要求,可采用部分水蓄冷空调系统或全水蓄冷空调系统。针对目前各建筑物的负荷情况，利用原有AB候机楼制冷站内的制冷设备，在机场路旁绿化地新建蓄冷水池18000M3，并新增蓄冷水泵、放冷水泵及相应管道，构成水蓄冷制冷系统，分别向AB候机楼、信息大厦、机场酒店供冷。根据本项目各建筑空调负荷实际运行情况，最热日白天最大冷负荷为20305KW，因此我公司制定了利用夜间AB候机楼的7台1000RT主机进行蓄冷（蓄冷时使用6台，一台为备用）的方案。通过制冷系统平衡计算，利用新增的18000M3蓄冷水池（水池有效容积50米X40米X9米），当蓄冷温差为8.5℃(4.5∽13℃)，蓄冷能力45536RTh（160104kW）。在上述范围内，晚上需开动1000RT的冷水机组6台用于蓄冷，蓄冷时间为7.5小时。本项目的峰值冷负荷应该出现在设计日的14:00左右，采用综合逐时负荷系数法计算出各时段负荷分布如下图所示：设计日负荷分布图010002000300040005000600070001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:0011;3012:0013:0014:0015:0016:0016:3017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:000:00时间（H）负荷（RT）逐时负荷其峰值负荷出现在设计日的14:00－15:00。根据负荷分布图可以看出，本项目白天负荷较大，夜间负荷较小，采用水蓄冷方案会有比较好的经济效益。蓄冷系统流程图如下所示：其次要进行热平衡计算。冷冻水泵V1蓄冷槽V2V3蓄冷水泵蓄热水泵V4制冷机组冷却水泵用户原有系统管新增部分蓄冷罐放冷时流向蓄热水泵常规运行流向蓄热水泵蓄冷罐蓄冷时流向蓄热水泵放冷水泵蓄热水泵V5V6候机楼、信息大楼、机场酒店（230天）各负荷日负荷平衡设计日（100%负荷）时的运行策略：根据设计日的热负荷平衡表，在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00）用7台3516KW主机（蓄冷时使用6台，1台备用）边蓄冷边放冷冷8个小时。在设计日白天运行时，蓄冷槽可满足部分高峰负荷，其他时段运行主机。蓄冷槽有效体积为18000m3，最大蓄冷量为160104KWH。100％热负荷平衡图如下：100%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷80%热负荷时的运行策略：根据80％热负荷平衡表，这种负荷状态下，由于全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00），用7台3516KW主机（蓄冷时使用6台，1台备用）边蓄边冷8个小时。在白天运行时，蓄冷槽可满足大部分高峰、平段负荷，部分时段运行主机。80％热负荷平衡图如下：80%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷60%热负荷时的运行策略：根据60％热负荷平衡表，这种负荷状态下，由于全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00）用7台3516KW主机（蓄冷时使用6台，1台备用）边蓄边冷7.13个小时。在白天，蓄冷槽可满足全部时段负荷，此时只开启放冷水泵即可。60％热负荷平衡图如下：60%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷30%热负荷时的运行策略：根据30％热负荷平衡表，这种负荷状态下，由于全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00）用7台3516KW主机边蓄边放3.57个小时。在白天，蓄冷槽可满足全部时段负荷，此时只开启放冷水泵即可。30％热负荷平衡图如下：30%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷候机楼、机场酒店（100天）各负荷日负荷平衡设计日（100%负荷）时的运行策略：根据设计日的热负荷平衡表，在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00）用7台3516KW主机（蓄冷时使用6台，1台备用）边蓄边冷8个小时。在设计日白天运行时，蓄冷槽可满足全部高峰负荷及部分平段负荷，其他时段运行主机。蓄冷槽有效体积为18000m3，最大蓄冷量为160104KWH。100％热负荷平衡图如下：候机楼、酒店100%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷80%热负荷时的运行策略：根据80％热负荷平衡表，这种负荷状态下，由于全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00），用7台3516KW主机（蓄冷时使用6台，1台备用）边蓄边冷7.92个小时。在白天运行时，蓄冷槽可满足全部时段负荷，部分时段运行主机。80％热负荷平衡图如下：候机楼、酒店80%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷60%热负荷时的运行策略：根据60％热负荷平衡表，这种负荷状态下，由于全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00）用7台3516KW主机（蓄冷时使用6台，1台备用）边蓄边冷5.94个小时。在白天，蓄冷槽可满足全部时段负荷，此时只开启放冷水泵即可。60％热负荷平衡图如下：候机楼、酒店60%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷30%热负荷时的运行策略：根据40％热负荷平衡表，这种负荷状态下，由于全天的总负荷有所减少，所以可以减少白天的冷机开机时间。在夜间的电力低谷时段（23：00-06：00）用7台3516KW主机边蓄边放2.97个小时。在白天，蓄冷槽可满足全部时段负荷，此时只开启放冷水泵即可。30％热负荷平衡图如下：30%负荷运行图010002000300040005000600070001:003:005:007:009:0011:0012:0014:0016:0017:0019:0021:0023:00时间(h)负荷(RT)水池蓄冷水池放冷主机供冷3、蓄冷设备选型1、蓄冷机组：制冷量为3516KW主机7台，利用原有A、B候机楼主机，无需改为双工况主机。2、蓄冷槽：蓄冷槽的有效体积为18000m3,需要用6台主机蓄冷8个小时，一边蓄冷一边放冷，蓄冷量为160104KWH。蓄水槽采用分层式蓄冷技术，内部设计有上下布水器。蓄冷温度：蓄冷槽的最低蓄冷温度设计为4.5℃。蓄冷温差：可以计算出夏季冷水的最大蓄冷温差ΔT=13-4.5=8.5℃3、控制系统：由软硬件组成。硬件采用国外名牌产品，软件是我公司选用具有独立知识产权的蓄能空调优化控制系统，该系统包括优化系统、现场控制器和各种前端传感器、执行机构等组成。蓄能空调优化控制系统示意图优化中心工作终端互联网优化工作站现场总线PLC控制器变频器温度传感器远程IO流量计仪表蓄冷槽温度采集现场设备优化系统根据以上技术方案，设备选型如下：序号名称型号厂家规格功率数量（KW）1A、B候机楼制冷（蓄冷）主机(RT)约克、麦克维尔1000620.572信息大厦制冷主机(RT)约克65040733A、B候机楼冷却塔马利900m3/h3334信息大厦冷却塔马利500m3/h18.535A、B候机楼冷却水泵PACO900m3/h，32m11096信息大厦冷却水泵PACO590m3/h,28.5m7547A、B候机楼循环水泵PACO700m3/h，40m11098信息大厦循环水泵PACO430m3/h，32m5549机场酒店循环水泵PACO430m3/h，33m55210蓄冷水泵凯泉712m3/h，55m160411A、B候机楼放冷水泵凯泉330m3/h，18m30512信息大厦放冷水泵凯泉240m3/h，30m37313机场酒店放冷水泵凯泉130m3/h，35m22314蓄冷槽（含保温防腐布水和槽体）佩尔优18000m30.0115自控系统佩尔优0.01三、改造效果及分析（经济分析）1、空调运行费用计算通过模拟分析蓄冷系统的运行，并参考2011年实际总运行电量，经计算可得出蓄冷空调