随着城市化进程加速和建筑规模扩大,中央空调系统已成为商业建筑、公共设施和大型办公场所的能耗大户。伴随电力的不断泛滥和电力需求的逐渐增大,如何从节能的角度出发对传统的中央空调系统改造、升级、优化成为管理者共同关注的焦点。冰蓄冷技术作为一种成熟的节能解决方案,通过"削峰填谷"机制,不仅能够降低运行成本,还能为电网平衡做出重要贡献。下面系统讲解中央空调节能改造中的冰蓄冷技术,并且重点的分析它带来的4个关键的经济效益。
借助夜间的“低谷电”变成“冰谷”,将日间的“电高峰”转化为“冰峰”,冰蓄冷的技术就这样以“移峰填谷”高效的方式,实现了对电网的负荷有益的调配,真正做到了“不消耗自然资源,节约了大量的电能”。该技术主要应用于商业建筑、体育馆、影剧院等场所,核心设备包括蓄冰装置、双工况制冷机组及循环系统。
与传统的中央空调系统相比,冰蓄冷技术具有以下显著特点:
高效储能:利用冰的相变潜热进行冷量储存,同样冷量下所需体积比水蓄冷小得多
灵活运行:可根据电价政策和负荷需求选择全部蓄冷或部分蓄冷模式
系统兼容:可与现有中央空调系统改造结合,降低改造成本
在实际应用中,冰蓄冷技术已展现出显著的节能效果。以上海某项目为例,该建筑引入冰蓄冷中央空调系统后,实现了能源的时间错配与高效利用。数据显示:
改造前:制冷季节空调用电量约554万度/年
改造后:制冷季节空调用电量降至约452万度/年
年节电量:约102万度
如上海某座金融中心的冰蓄冷空调系统运用就充分地利用了,上海地区4.2:1的峰谷电价的巨大差别,从而使得空调系统的运行费用大大地节约。这些成功案例验证了冰蓄冷技术在中央空调节能改造中的实用性和经济性。
通过对峰谷电价的高效利用,冰蓄冷的技术就能带来最直接的经济效益。我国大部分地区实行分时电价政策,夜间低谷电价通常仅为高峰电价的30%-50%。通过对夜间的制冰与白天的供冷运行模式有机结合,可将系统的运行电费大幅降低。
以某商业建筑为例:
传统空调系统:日间高峰时段用电成本为1.2元/度
冰蓄冷系统:夜间低谷时段用电成本为0.4元/度
按年节电100万度计算,可节省电费约80万元/年
这种"高抛低吸"的用电策略,使冰蓄冷系统能够在3-5年内收回改造成本,之后持续产生净收益。
冰蓄冷系统能够显著降低制冷主机的装机容量需求。根据运行策略不同,冰蓄冷系统可分为全部蓄冷和部分蓄冷两种模式:
全部蓄冷模式:蓄冰装置承担全部冷负荷,制冷机组仅用于制冰
部分蓄冷模式:蓄冰装置承担部分冷负荷,制冷机组承担剩余负荷
无论哪种模式,蓄冰装置都承担了部分冷负荷,这意味着可以减少制冷主机的装机容量。减少的装机容量直接转化为:
降低制冷设备采购成本
减少机房面积和建设投资
降低配电设施容量和配套费用
据估算,采用冰蓄冷系统可减少制冷主机装机容量30%-50%,相应降低初始投资约20%-35%。
从宏观角度看,冰蓄冷技术通过"移峰填谷"为电网平衡做出了重要贡献,这种社会效益最终也会转化为用户的经济利益:
提高发电设备利用率:平衡电网负荷,使发电设备在更高效区间运行
延缓电网建设:减少为满足高峰负荷而进行的电厂和电网扩建投资
降低整体电价:电网运行效率提高可降低全社会用电成本
专家评估认为,冰蓄冷技术的研究成功不仅填补了我国在该领域的空白,而且将大大促进空调等行业的能源节约,具有重大推广价值。随着电力市场化改革的深入,这种电网平衡效益可能通过电价机制或政策补贴直接回馈给用户。
除了直接的能源和设备成本节约外,冰蓄冷系统还能带来以下运营维护方面的经济效益:
延长设备寿命:制冷主机在夜间低谷时段运行,环境温度较低,散热条件好,设备负荷相对稳定,可延长使用寿命
降低维护频率:系统运行时间减少,设备磨损降低,维护周期延长
提高可靠性:在电网故障或限电情况下,蓄存的冷量可作为应急冷源,减少停电损失
政策优惠:部分地区对采用蓄能技术的项目给予电价优惠或财政补贴
冰蓄冷系统特有的逆流换热器及平均控制法安全可靠,其换热面积大、结冰厚度薄、融冰效率高的特点,也使得系统运行能耗低,维护简便。
中央空调节能改造中的冰蓄冷技术通过"削峰填谷"机制,创造了多方面的经济效益。基于对电费直接的节约、对设备投资的优化等一系列的实施,将冰蓄冷技术的应用为建筑管理者带来全面的价值提升方案和广阔发展前景。
随电力市场的进一步深化和环保不断要求,我国的冰蓄冷技术经济效益将更加凸现。而对那些用电量大、峰谷电价的商业建筑和公共设施来说,通过对其冰蓄冷的改造,不仅能较好地降低其用电的运营成本,而且还能将其用电的峰谷电价差别充分地利用起来,从而实现了用电的经济效益与对社会的各项公益效益双赢。