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水蓄冷中央空调:商用场所降低运行成本的解决方案

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对于工业园区、产业园区、大型商场、写字楼、酒店等商用场所来说,中央空调常年不间断运行,能耗开支占据运营成本很大比例。在峰谷电价政策普及背景下,传统空调高峰集中制冷电费高昂,而水蓄冷中央空调利用夜间低谷电价储冷,白天高峰释冷,从根源削减空调能耗,是商用场所节能降本的实用选择。

水蓄冷中央空调的工作原理


水蓄冷中央空调的工作原理简洁易懂,主要逻辑是“夜间蓄能、白天用能”,契合各地商用电峰谷时段划分的规则,也是其能够大幅降低运行成本的关键。在夜间低谷时段,启动空调主机和蓄能系统,主机制冷产生的冷量通过换热设备传递到蓄冷水池中储存;白天高峰时段,关闭或减少空调主机运行,启动释能系统,将蓄冷水池中的冷量释放,通过空调末端输送到各个区域,满足降温需求。

同时,系统具备完善的应急保障功能,可应对偶发情况,让用能稳定,同时不浪费低谷电价的优势。若遇到持续高温等偶发天气,或场所用能负荷突然增加,导致蓄冷水池中的蓄能量不足,无法满足用能需求时,可随时开启空调机组直供模式,直接通过主机产生冷量,保障室内温度稳定,不影响工厂生产、商业经营进度。这种“蓄能为主、直供为辅”的工作模式,既能够更大限度利用峰谷电价的差异节约电费,又能够保障用能稳定,实现成本控制与运营稳定的双重目标。

车间内建设蓄水池实拍图片


水蓄冷中央空调-节能效果明显

一、电费节约

以北京1千伏及以上商用电价为例,其峰∶平∶谷电价比例为1.8∶1∶0.3(引《北京市发展和改革委员会关于进一步完善本市分时电价机制等有关事项的通知》),这意味着低谷电价仅为高峰电价的1/6,差距十分明显。如借助水蓄冷技术,在夜间低谷时段(23:00-次日7:00)储存冷量,白天高峰时段释放冷量,仅用夜间低谷电价时段来开启空调给水池蓄冷,白天高峰时段用蓄冷水池的水来给建筑物降温,这时制冷所需要的费用约是高峰时直接用空调机组制冷用电费用的1/6(仅考虑制冷功率的情况下)。

二、机组能效提高

电价低谷的时间段也正是环境温度低的时间段,此时空调的运行能效会更高,以格力某款普通风冷模块式冷热水机组为例,25度环温下的制冷量约比30度环温下的制冷量多6%,看似不多,但长期运行下来,也能为工厂等商用场所节省可观的运营开支,且不影响空调使用效果,兼顾经济性与实用性。

三、运行成本对比

以北京密云10000㎡某工厂+办楼为例,未采用水蓄冷时,夏季空调高峰时段日运行电费约4500元。采用水蓄冷方案后,将空调主机运行时间转移至低谷时段,同等制冷量下的日运行电费可降至约900元。单日节省电费约3600元,按一个夏季运行120天计算,一个季节可节省约43.2万元运行开支。

水蓄冷空调适用场景

水蓄冷空调尤其适合以下商用场所:

一、 日间制冷需求大、夜间基本无负荷的办公楼、商场等场所。

二、 生产设备发热量大、制冷费用较高的场所。

三、 园区、数据中心等具备场地条件建设蓄水池的场所。

四、 当地峰谷电价差大于3倍的区域(差价越大,节能效果越突出)。格力低温空调源热泵机组

水蓄冷中央空调安装的必要条件

要采用水蓄冷中央空调,需满足一定的前提条件,主要是具备储存冷量的空间,即蓄水池,这是系统发挥节能优势的基础。工业园区、产业园区等商用场所要搭建该系统,主要有两种路径可选,要么利用现有的消防水箱,要么自建蓄水池。利用现有的消防水箱是比较经济的方式,无需额外占用场地,只需对原有消防水箱进行简单改造,完善保温、密封设施,使其兼顾蓄冷功能,就能投入使用,降低前期的建设成本。

若现场没有现成的消防水箱可用,则可选择合适的场地自建蓄水池,如园区绿化带的地上或地下、工厂车间室内的地下都可以选择。优先选择地埋式蓄水池,土壤温度相对稳定,能有效减少蓄能过程中的冷热量损耗,提高蓄能效率,同时不占用地面生产、经营空间,避免对正常运营造成影响。

不管采用哪种方式,都需保障蓄水池的密封性和保温性,避免出现漏水、冷热量泄漏等问题,否则会影响蓄能效果,削弱节能优势,增加运行成本。

蓄水池容量的科学设计

蓄水池容量的科学设计,是保障水蓄冷系统平稳运行、充分发挥节能优势的关键,设计过程中需综合考虑蓄水池的可利用温差、混水方式、一天的热损失等重要因素,既能满足全天用能需求,又不会造成资源浪费,进而更大化利用低谷电价的成本优势。可利用温差是蓄水池设计的重要参数,可利用温差越大,单位体积水能够储存的冷量就越多,所需的水池容量就越小;反之,可利用温差越小,所需的水池容量就越大。

混水方式的选择也会影响蓄水池的设计,目前主流的混水方式有分层式和迷宫式两种。分层式混水可有效减少冷热水混合,更大限度地保留冷量,蓄能效率更高,相同用能需求下,所需水池容量相对较小,更适合对节能效果要求较高的工厂等商用场所。

此外,一天的热损失不可忽视,蓄水池在蓄能过程中,会因环境温度差异出现一定的冷热量泄漏,热损失越大,需要储存的冷热量就越多,所需的水池容量也就越大。可通过加强水池保温层设计、优化密封性能等方式,减少热损失,进而合理控制水池容量,实现建设成本与运行成本的双重优化。同时,空调主机的设计也需同步适配,需保障主机在低谷电价时段产生的能量,能够满足场所全天的用能需求,同时覆盖一天的热损失,避免因主机负荷不匹配导致的能量浪费或蓄能不足。

结语

水蓄冷中央空调的主要价值在于充分利用峰谷电价差异,将夜间低谷电力的成本优势转化为商用场所日间运营的节能收益。通过合理设计蓄水池容量、选择适合的混水方式、做好保温密封,并保障主机与用能负荷匹配,工厂、园区等商用场所可有效降低空调运行电费支出。对于电价峰谷差明显、日间制冷需求集中的场所,这是一项技术成熟、回报周期可控的节能改造方向。

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