珠海某医院蓄能方案Word文档格式.docx
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门诊楼尖峰冷负荷为485RT,供应时间段为8:
00~18:
00;
住院搂含手术室尖峰冷负荷950RT,供应时间段为全天;
医技搂和辅助用房尖峰冷负荷预计为415RT,供应时间段为8:
00。
2.2设计内容
为医院配备空调系统,并分析比较了蓄冰空调系统与常规空调系统的初投资与运行费用以及投资回收期等。
2.3设计依据
采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003
高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2001年版)
全国民用建筑工程设计技术措施暖意通空调.动力2003
业主要求
2.5供电政策
峰荷时段:
9:
00~12:
0019:
00~22:
00电价:
0.94元/kW·
h
平荷时段:
8:
00~9:
0012:
00~19:
0022:
00~24:
0.62元/kW·
谷荷时段:
0:
00~8:
0.35元/kW·
h
蓄冰空调按两段制电价执行:
谷时0.35元/kW·
h,平时0.62元/kW·
三、负荷计算
3.1供冷负荷计算
表一:
逐时负荷单位:
Kw
时段
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
逐时负荷kW.h
1670
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
1970
2237
4451
5320
5718
5727
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
6061
6155
6236
5969
5652
4274
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
2471
设计日最大负荷为6236kW,设计日逐时总负荷为ΣQi=80611kW·
h=22927RT.h。
图一:
设计日逐时冷负荷
四、蓄能空调系统方案
4.1蓄能空调系统的概念
蓄冰空调系统是在电网用电低谷时段,利用制冷主机将冷量储存在蓄冰装置中,在电网用电高峰时段将蓄冰装置中的冰融化输出冷量来满足供冷的要求,达到用电高峰时段少开或不开制冷主机的目的,实现“移峰填谷”均衡电网负荷和降低运行费用的作用。
4.2蓄能空调系统的效益
宏观效益
●转移电力高峰用电量,平衡电网峰谷差
●减少新建电厂投资
●减少环境污染,有利于生态平衡
●充分利用有限的不可再生资源
微观(用户)效益
●减少主机装机容量和功率可达30%--50%
●相应减少冷却塔的装机容量和功率
●设备满负荷运行比例增大,可充分提高设备利用率
●减少一次电力投资费用,包括电贴费、变压器、配电柜等
●利用分时电价,可节省大量的运行费用
●可作为应急冷源,停电时可利用自备电力启动水泵融冰供冷
●可为“绿色”建筑配套空调系统,符合“绿色”建筑空调系统标准
常规冷水机组系统的缺点
Ø
机组的容量较大,机组数量多
机房配电功率大,输变电费用高
空调负荷峰值与用电高峰重合,运行费用高
机组按照尖峰负荷选型,实际运行时绝大部分时间内机组运行在部分负荷工况,大马拉小车,效率低
休息时间或加班时只用几个办公室,需要开机供冷,机组的频繁开停对机组的使用寿命有很大的影响
4.3蓄能空调系统的模式
蓄冰系统的蓄冰量越大,蓄冰装置的投资越高,但蓄冰量越大意味着转移的峰时电量越多,可以节约更多的运行费用。
所以在进行方案设计时必须综合考虑电力系统输变电投资、峰谷电价和设备初投资等资料,确定最佳的蓄冰比例,在控制初期投资的同时节约更多的运行费用,转移更多的峰时电量。
蓄冰系统一般分为两种:
全量储冰模式和分量储冰模式,各有优点,适用于不同的场合。
全量储冰模式
制冷机组只在电力低谷期运行,所蓄的冷量以冰的形式。
在空调供冷时段所需冷负荷全部由融冰释冷来满足,主机不需要运行。
全量储冰模式制冷主机白天不运行,最大限度地转移峰时用电量,运行费用最低,但系统的储冰容量、主机及配套设备容量均较大,系统的初投资较高。
分量储冰模式
制冷机组在电力低谷期运行,所蓄的冷量以冰的形式。
在空调供冷时段所需冷负荷由主机和融冰释冷共同提供。
分量蓄冰模式时蓄冰系统的储冰容量、制冷机组及配套设备容量均较小,系统的初期投资较低。
但转移的峰电量不高,节约的运行费用有一定的限制。
根据控制目标的不同,分量蓄冰的运行模式分为两种:
制冷主机优先和融冰优先。
制冷主机优先指空调负荷优先由制冷主机提供,不足部分由融冰释冷提供。
制冷主
机优先控制系统简单,但缺点是不能充分利用夜间所制取的冰的冷量,运行费用较高。
融冰优先指空调负荷优先由融冰释冷提供,不足部分由制冷主机提供。
融冰优先能最大限度地利用夜间蓄冰的冷量,充分利用夜间低廉的电力,运行费用低,缺点是控制系统复杂,需要进行负荷预测和负荷计算。
本工程供冷系统推荐采用分量储冰模式,以融冰优先的方式运行
五、蓄能空调系统设备选型
5.1蓄冰机组选型
夜间电力低谷时段为0:
00-8:
00,在电力低谷时段制冰,以一台原550RT的冷水机组作为基载主机。
其估算的名义制冷量1934kW,功率387kW。
选择IH/C255-6滑落式片冰冷水机组两台作为蓄冰机组。
所选机组主要参数见下表:
表二:
滑落式片冰机组主要参数
机组型号
空调工况
制冰工况
制冷量(RT/kw)
功率(kw)
IH/C255-6
375/1300
260
255/900
236
550RT
550/1934
387
/
白天运行时由融冰释冷满足负荷的需要,不足部分由基载主机和滑落式片冰冷水机组提供。
5.2蓄冰装置
采用滑落式片冰冷水机组自带的蒸发板模块制冰,制冷剂在板内蒸发,水在蒸发板表面形成冰板,当冰层达到一定厚度时自动脱落,储存在蓄冰槽内。
当蓄冰槽内的冰达到一定的高度或蓄冰时间到,则蓄冰结束。
蓄冰槽容积为350m3,槽体为钢筋混凝土结构;
在槽体内壁粘贴50mm厚的保温层,在保温层上面作防水处理,防水层上敷设30X30方格的Φ2铁丝。
防水层按当地习惯作法无特殊要求。
5.3自控系统
自控系统是组成冰储冷空调系统的关键部份,直接控制系统工况切换、制冰和融冰的速率。
一个蓄冰系统得优劣在很大程度上取决于系统的可靠性、制冰效率和融冰速率的控制,因此自控系统是整个蓄冰空调系统的大脑。
本工程的自控系统硬件选用日本欧姆龙产品,软件采用本公司与南京理工大学联合精心设计的冰蓄冷优化控制软件,配置日本欧姆龙公司的工业级可编程控制器与触摸屏作为下位机系统,实现系统的智能化运行。
配置计算机为上位机控制,实现远程监控,机组运行情况自动记录、保存。
5.4蓄能系统设备清单
表三:
蓄能系统设备清单
名称
型号
数量
功率
总功率
备注
(kW)
(Kw)
基载机组
1
片冰机
2
520
美国MUELLER
基载机冷冻泵
200-315(I)
55
国优名牌,备1
冷冻水泵
110
与基载机共用冷冻泵
基载机冷却水泵
片冰机冷却水泵
200-315(I)A
3
45
90
片冰机循环水泵
150-250
18.5
37
基载机冷却塔
LBCM-450
22
国优名牌
片冰机冷却塔
LBCM-300
11
板式换热器
2151kw
蓄冰槽
350立方米
自控系统
合计
5.7主要设备特点
滑落式片冰冷水机组
✧滑落式片冰冷水机组由压缩冷凝机组、蒸发板模块和控制系统组成,实现制冷和制
冰两种工况,是高效的满液式蒸发双工况冷水机组。
✧开放式设计,制冷效率高,运行费用低。
✧直接蒸发制冰,没有乙二醇中间换热环节,具有独特的制冰控制模式,在制冰工况
下同样效率较高。
✧部分负荷特性好,在负荷较低时同样效率出色。
✧PLC精确控制,良好的逻辑控制和故障报警功能。
体积小,重量轻,换热效率高,占地面积省
安装维护方便,便于能量调整和拆卸
全不锈钢结构,永不生锈
先进的设计和工艺,无泄漏之担忧
控制系统
蓄冰控制系统通过对制冷主机、系统循环泵、冷却塔、系统管路阀门等进行控制,自动切换蓄冰系统的运行模式,根据负荷匹配的原则,恒定控制供回水的温度。
控制系统按设定的顺序,控制制冷主机、水泵和冷却塔等设备的启停,并实时监控各设备的工作状态如下:
制冷主机启停状态、故障报警
冷冻水泵启停状态、故障报警
冷却水泵启停状态、故障报警
冷却塔风机启停状态、故障报警
冷却水供水温度遥测、显示
循环水供、回水温度遥测、显示
冷冻水供、回水温度遥测、显示
空调实时冷负荷显示
蓄冰槽水位遥测、显示
本系统采用集散型(DCS)结构,实现集中管理、分散控制的技术目标。
系统由中央控制单元和现地控制单元两部分组成。
中央控制单元即“上位机”,采用专用的工业电脑,以图形和菜单的形式提供友好的人机界面,并承担控制模型中较为复杂的计算、以及系统运行数据的管理。
现地控制单元即“下位机”,采用可编程控制器(PLC),除提供底层输入输出操作外,还承担简单的单回路闭环控制。
现地控制单元在脱离控制中央控制单元时应能维持空调系统的基本运行,并具备支持这一功能的人机交互手段。
控制方案具备以下特点:
●采用集散型结构,集中管理分散控制,充分释放故障风险。
●把上位机界面友好和运算速度快的特点和下位机的稳定可靠实现有机的结合。
●上位机以图形的方式显示主控界面,使整个工艺流程一目了然。
●控制室安装有LED大屏幕显示器,同步显示系统的运行状态。
●下位机配备触摸屏显示器提供简单的人机界面,供脱离上位机时操作。
●采用最流行的TCP/IP通讯协议加入BAS,使BAS无需附加设备便能接纳本系统。
●包括全自动操作在内的四个操作层面满足不同的操作要求。
●丰富的系统自检功能为系统的维护和故障预警提供了方便。
●所见即所得的参数整定功能,同步显示控制曲线使参数整定一目了然。
●自控技术和冰蓄冷工艺的完美结合,使系统不仅“能用”而且“好用”。
●采用现场总线的温度传感器,数字信号传输,使可靠性和检测精度都大幅提高。
六、蓄能空调系统运行策略分析
制冰主机共有四种运行模式:
主机与融冰联合供冷:
制冷机组在空调工况运行,提供负荷所需要的部分冷量,不足部分由融冰释冷提供。
主机单独供冷:
制冷机组在空调工况运行,提供全部负荷所需要的冷量。
融冰释冷:
融冰释冷提供全部负荷所需要的冷量。
主机制冰:
在电力低谷时段,主机制冰蓄冷。
由于在供冷季节内每天的负荷都不同,蓄冰系统始终以最经济的方式运行,充分利用电力低谷时段的电力,节约最多的运行费用,机组的运行模式也需要相应调整。
下面的图表说明100%负荷、75%负荷、50%负荷和25%负荷等工况蓄冰系统的运行策略的变化。
图二:
100%设计负荷运行策略
图三:
75%设计负荷运行策略
图四:
50%设计负荷运行策略
图五:
25%设计负荷运行策略
七、其它空调系统设备选型
7.1常规冷水机组设备选型
根据尖峰负荷15156kw,机房设备如下表:
表四:
常规冷水机组机房设备
冷水机组
650RT
457
914
4
165
冷却水泵
冷却塔
LBCM-500
44
八、经济分析
8.1制冷机房设备功率对比表
表五:
功率对比表单位:
机组类别
机房装机容量
蓄能空调
1298
常规空调
1697
蓄能空调机房装机容量比常规空调减少399kW。
蓄冰空调电力移峰率为23.5%。
8.2运行费用分析
蓄能空调供冷年运行费用:
按300天计
(0.01x12365+0.42x9371+0.45x6397+0.12x3459)x300=2205960元
常规空调供冷年运行费用:
(0.01x16271+0.42x12806+0.45x9343+0.12x5877)x300=3135246元
常规空调与变压器容量有关的基本电费每年比蓄冰空调多
399kW/0.8*240元/年*KVA=294900元
离心式空调与变压器容量有关的基本电费每年比蓄冰空调多
633kW/0.8*240元/年*KVA=119700元
△蓄冰空调年运行费用比常规空调减少3135246-2205960+119700≒104.9万元
8.3综合投资分析
8.3.1综合投资分析
表六、蓄能空调机房投资单位:
人民币万元
单价
总价
(万元)
99.8
168
336
2.5
5
2.2
6.6
1.1
3.3
10.8
7.2
14.4
27
54
35
40
40
安装工程
123
输变电费用
1298KW
0.08/KW
103.84
总计(综合投资)
841.74
8.3.2综合投资分析
表七、常规空调机房投资单位:
117.9
235.8
10
12
24
29
29
82.3
1697kw
0.08/kw
135.76
637.46
8.4静态差额投资回收期
8.4.1蓄冰空调与常规空调相比
蓄冰空调综合投资比常规空调略高:
841.74-637.46=204.28万元,但由于蓄冰空调的年运行费用比常规空调低104.9万元,高出的投资可通过年运行费用的节省在2年内收回,即静态差额投资回收期为
年
九、MUELLER公司简介
9.1PaulMueller公司简介
总部位于美国密苏里州斯普林菲尔德市的PaulMueller公司创立于1940年,是纳斯达克的上市企业。
经过半个多世纪的发展,PaulMueller公司已成为美国规模最大的不锈钢工业和过程设备制造公司,其产品应用在世界一百多个国家的工业和过程项目中,其中包括空调,制冷,工艺冷却,热能回收,食品、饮料与乳制品加工,制药与化工,以及水净化等行业。
PaulMueller公司二十世纪七十年代在世界上首先创立了动态蓄冰工程的概念,是世界上最大的动态制冰设备生产厂,其产品包括滑落式片冰冷水机组和冰浆系统。
其生产的滑落式片冰冷水机组采用专利产品——不锈钢垂直蒸发板作为蒸发器制冰,Mueller®
公司的滑落式片冰冷水机组既是制冰机组,同时也是高效的冷水机组,已经在世界各地1000多个项目中发挥着卓越的功效。
其产品应用在世界一百多个国家的工业和过程项目中,包括空调、制冷、工艺冷却、热能回收、食品、饮料与乳制品加工、制药与化工以及水净化等行业。
公司总部(密苏里州斯普林菲尔德市)
PaulMueller公司于二十世纪九十年代进入亚太区,在日本、韩国和中国台湾地区片冰系统和冰浆系统得到广泛的推广,成为蓄冰系统的主要形式之一。
PaulMueller公司于2002年正式进入中国大陆,大力推广先进的动态蓄冰系统,
同年,PaulMueller公司在南京建成一个年产200套动态蓄冰系统的组装基地。
依托组装基地强大的技术力量,形成了一个面向全国的技术服务中心,有一支技术雄厚的、反应迅速的工程师队伍,全程服务于动态蓄冰系统的整个销售和使用环节。
归功于全体员工的努力,在中国大陆地区已经有数家用户接受动态蓄冰系统,得益于产品的优良品质和专业服务,给用户带来了巨大的经济效益。
9.2本项目现阶段主要实施人员简介
总经理:
系XX空调有限公司总经理,南京理工大学热能工程硕士,高级工程师,曾多次荣获国家、省市科技进步奖,是江苏省暖通协会常务理事、江苏省制冷协会主要成员,在国内行业期刊杂志上发表数篇论文,拥有三项国家专利。
主笔了蓄冷行业首个国家标准《蓄冰空调系统测试及评价方法》。
组织实施如浙江嘉兴华庭街、上海东华大学(一期)蓄冰空调系统等多项大型工程的设计、制造、安装和相关的管理工作。
副总经理:
X
系XX空调有限公司副总经理,华中科技大学制冷专业学士,南京理工大学热能工程硕士,高级工程师,在国内行业期刊杂志上发表数篇论文,参与了蓄冷行业首个国家标准《蓄冰空调系统测试及评价方法》的编写工作。
组织实施如浙江嘉兴华庭街、上海东华大学(一期)蓄冰空调系统等多项大型工程的设计、制造、安装工作。
有丰富的设计、施工、管理经验,为确保项目的顺利实施提供可靠保证。
自动化部经理:
系XX空调有限公司自动化部经理,自动化控制专业,级工程师,在模拟控制、数字控制、数值分析、模糊控制、计算机软件、硬件以及计算机网络的开发应用有深入地研究。
精通多种计算机系统和程序开发语言。
工作经验丰富,组织能力强,为项目的顺利实施提供可靠保证。
9.2对本次项目的技术支持服务体系
9.2.1总设想
值此之际,对贵公司给予我公司参与本工程表示衷心感谢。
该空调工程项目具有以下几个显著特点:
✓本工程采用了先进的动态蓄冰空调系统—滑落式片冰冷水机组,这在国
际上也是属于领先的空调技术。
✓由于业主即是开发商又是物业管理者,因而对系统的初投资和运行费用
同样重视,因而对系统的节能要求高。
我公司对本项目的设备选型和辅助设备的配套作了精心选择,并制定了详细的运行策略,确保用户的每一分支出物有所值,
✓对设备所占的有效面积控制严格,蓄冷蓄热同时考虑,节省有效空间。
✓机房设备的自控程度高。
除了每一台机组有可编程控制器控制之外,对
整个机房内的所有设备有一个整套的计算机管理系统,自动化程度大幅度体提高,简化了操作强度。
9.2.2优势自我分析
对项目的充分了解
前期,我公司对业主的意图进行了充分的领会,对工程的设计思路做了详细的了解。
对本工程的特殊性作好了特殊对待的思想准备、组织准备和技术准备。
丰富的经验
美国米勒公司是有50多年历史的国际型公司,她的动态之冰在冰蓄冷工程史上占有不可或缺的一席之地。
产品销往世界各地的各个领域,用于各种不同的建筑工程项目。
产品是一先进的成熟的产品。
强大的组织保证
有一支由专家、工程技术人员组成的技术队伍作为领军,有一批从事多年空调工程安装的施工技术人员。
在工程的每个环节都有强有力的技术力量把关、控制。
周到的服务
作为市场经济中的企业,我们在竞争中求发展,我们
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