盘管式外融冰冰蓄冷系统的技术经济分析

张海涛，吴志湘，周 敏，孔祥睿，宋阳光，于鹏飞

(西安工程大学，陕西 西安 710048)



盘管式外融冰冰蓄冷系统的技术经济分析

张海涛，吴志湘，周 敏，孔祥睿，宋阳光，于鹏飞

(西安工程大学，陕西 西安 710048)

摘要：归纳了冰蓄冷系统的经济性评价方法与影响其经济性的一些因素，并应用一个外融冰冰蓄冷系统的工程实例阐明了其优越的经济性。

关键词：外融冰；冰蓄冷评价方法；工程实例；投资回收期

1引言

冰蓄冷空调系统能够实现对电网负荷的“移峰填谷”，是现代空调发展的一个重要方向。而冰蓄冷空调系统的经济性是它能否得以推广的关键，本文结合工程实例，对冰蓄冷空调系统进行了经济分析与应用论证。冰蓄冷空调的经济效益分为两部分，即社会经济效益和用户经济效益。改革开放以来， 我国政府投入了大量的财力建设电厂， 但仍满足不了年增长率为5%～7% 的供电需要。近年来， 随着现代工业的发展和人民生活水平的提高， 中央空调的需求量越来越大， 一些大中城市空调用电量已占其高峰用电量的30%以上， 使得电力系统峰谷荷差加大， 电网负荷率下降， 电网不得不实行拉闸限电， 严重制约了工农业生产的增长和投资环境的改善[1]，而蓄冷空调系统对电网的移峰填谷无疑有巨大的社会经济效益。本文将对于冰蓄冷空调系统的用户经济效益进行详细讨论。

概括起来， 空调蓄冷的主要优点包括: 降低发电设备装机容量， 提高发电设备平均效率， 提高电网运行的安全性; 降低制冷机的装机容量， 提高设备的运行效率; 降低用户电费支出等[2]。空调系统的总费用包括初投资和运行费用，而采用冰蓄冷空调系统是否经济需要对其初投资和运行费用进行综合考虑，采用适宜的经济性评价方法，对于具体工程具体分析才能得出结论。

2经济性评价方法

表1　经济性评价方法对比

静态经济评价方法直观且实用，在投资回收期后，其每年节省的运行费用即为冰蓄冷空调系统为用户实现的经济效益。一般来说，投资回收期5年以内认为经济可行[3]。

从宏观上说，空调系统的初投资包含设备购买费用与安装调试费用两部分，其中设备购买费用包括冷机、泵、冷却塔、冰槽、阀件、管路等；空调系统的运行费用由“基本电费”和“电度电费”两部分构成(一部分城市仅考虑电度电费)，电度电费是指实际用电量的费用，即电价乘以用电量；基本电费按装机容量乘以基本电价(按月收取)，收取一笔固定费用。

冰蓄冷空调系统增加的初投资：

ΔI=Is-Ic

(1)

Is为冰蓄冷空调系统的初投资/元；Ic为常规空调系统的初投资/元。

冰蓄冷空调系统减少的运行费用：

ΔP=Pc-Ps

(2)

Pc为常规空调系统的运行费用/元；Ps为冰蓄冷空调系统的运行费用/元。

投资回收期：

(3)

ΔI为冰蓄冷空调系统增加的初投资/元；ΔP为冰蓄冷空调系统减少的运行费用/元。

需要注意的是，冰蓄冷空调系统不是一项短期投资，在分析其经济效益时，除整个系统的初投资与运行费用外，还需考虑动态因素，如通货膨胀率、贷款利率等。因此，当投资回收期较长(例如大于5年)，采用动态的经济性评价方法更符合实际情况。

3冰蓄冷空调经济性影响因素

影响冰蓄冷经济性的因素较多，包括：电价政策、设计与运行策略等。

3.1电价政策

电力增容费、电力报装费对于冰蓄冷系统初投资影响很大，电力报装费或电力增容费越高，冰蓄冷系统初投资降低越多，甚至会低于常规系统，在此情况下，即使其他电价政策不变，冰蓄冷系统可能已优于常规系统。其次，峰谷电价政策对于冰蓄冷系统的运行费用具有直接影响。峰谷电价差越大，冰蓄冷系统节省的运行费用越多，使得回收期缩短。

此外，还有一些其他的电价政策，例如对于非工业性空调用电，我国部分城市空调季按装机容量每月每千瓦收取一定费用，给予奖励性补贴、免贷款等。总之不同的电价政策对于冰蓄冷系统的经济性影响非常大，电价政策越倾向移峰填谷，冰蓄冷系统用户收益越大。

3.2设计与运行策略

冰蓄冷系统的设计蓄冷率对于其经济性具有关键影响，设计蓄冷率越大，冰蓄冷系统的装机容量越大，蓄冷装置(蓄冰槽)容量越大，冰蓄冷系统初投资增加，但运行费用降低，因此存在一个最佳蓄冷率，使得冰蓄冷系统的投资回收期最短。另外，冰蓄冷系统的运行策略亦颇为关键，全蓄冷的运行策略充分利用了冰蓄冷系统的优越性，运行费用节省最多，但由于装机容量和蓄冷容量大，此运行策略的初投资高。而部分蓄冷的运行策略相反，其削峰能力较弱，相对于全蓄冷的运行策略，运行费用较高，但初投资较低。

空调的冷负荷分布趋势对于冰蓄冷系统经济性影响较大。在空调高峰时段，负荷呈高而窄分布时，采用冰蓄冷系统最为经济，这时候采用冰蓄冷系统能最有效的实现移峰谷。

4冰蓄冷空调系统经济分析实例

西安某一实际盘管式外融冰冰蓄冷系统，供冷给贵宾楼、酒店、信息中心、停车楼等多片区域，总空调面积为32.34万m2；两座蓄冰槽共装有蓄冰钢盘管144台，蓄冷量为29 600RTh，下面分析与评价其经济性。

常规冷站是根据上述盘管式外融冰冰蓄冷系统设计日负荷设计，设计日总冷负荷为153 370RTh，尖峰负荷为10 210RTh。

两种系统主要制冷设备构成

盘管外融冰冰蓄冷系统主要制冷设备见表2。

表2　盘管式外融冰冰蓄冷系统主要设备

注：3台800RT的冷机最多只能启用2台

常规系统主要制冷设备见表3。

表3　常规系统主要设备

4.2两种系统初投资比较

盘管外融冰冰蓄冷系统初投资见表4。

表4　盘管式外融冰冰蓄冷系统初投资

常规系统初投资见表5。

表5　常规系统初投资

4.3两种系统运行费用比较

运行费用比较时间段为一个供冷季，6月1日～10月9日。西安峰平谷电价见表6。

表6　西安市峰谷电价时间

盘管式外融冰冰蓄冷系统运行费用见表7。

表7　盘管式外融冰冰蓄冷系统运行费用

常规系统运行费用见表8。

表8　常规系统运行费用

4.4投资回收期

通过计算可得，此盘管式外融冰冰蓄冷系统的投资回收期：

投资回收期在5年之内，可知此盘管式外融冰冰蓄冷经济性良好。

5结语

外融冰冰蓄冷系统与常规系统相比，初投资增加了67.4元；外融冰冰蓄冷系统与常规系统相比，每个供冷季可节省19.7万元；外融冰冰蓄冷运行情况良好，3.4年即可回收初投资，之后的每个供冷季可比常规系统节省19.7万元，在设备运行全生命周期内(国内取15年)可获得228.5万元的收益。

近年来，更多地方推行了峰谷电价以及其他有利于冰蓄冷系统的政策，随着此类优惠政策在更多城市的实行，冰蓄冷系统一定可以更好地推广并且被广泛使用。

参考文献：

[1]叶水泉，陈国邦.蓄冷空调技术及其发展[J].低温工程，2001(6).

[2]王宝龙，石文星，李先庭.空调蓄冷技术在我国的研究进展[J].暖通空调，2010，40(6).

[3]曹红奋.冰蓄冷空调的技术经济分析[J].制冷，2002.

Techno-economic Analysis of Coil Tube Type External-Melt Ice-Storage System

Zhang Haitao，Wu Zhixiang，Zhou Min， Kong Xiangrui， Song Yangguang， Yu Pengfei

(Xi′anPolytechnicUniversity，Xi′an710048，China)

Abstract:The article briefly summarizes the economic evaluation methods of ice-storage system and a number of factors affecting the system′s economic efficiency.In addition，the article uses an engineering example of an external-melt ice-storage system to briefly explain its superioreconomic efficiency.

Key words:external-melt ice-storage system;economic analysis method;engineering project;investmentpayback period

文章编号：1674-9944(2016)02-0195-03

中图分类号：TU831.4

文献标识码：A

作者简介：张海涛(1991—)，男，陕西西安人，西安工程大学硕士研究生。

收稿日期：2015-11-03