西山老年公寓电蓄能空调应用方案

北京西山老年公寓项目电蓄能空调应用方案2013-06-14目录第一章工程概况第二章建筑负荷估算第三章空调系统设计说明第四章空调系统经济性分析及运行费用计算第一章工程概况一.基本情况以下参数均由用户提供A.项目建筑采暖总面积:26212m²，项目共有5栋建筑其中：8＃楼:5900㎡；9＃楼:2963㎡；10＃楼:2886㎡；11＃楼:2886㎡；12＃楼:2863㎡；13＃楼:11600㎡；B.项目系统室外设计参数（北京地区通用参数）夏季空调计算干球温度33.2℃冬季空调计算干球温度-12℃空调计算湿球温度26.4℃采暖计算温度-9℃空调日平均计算温度/℃空调计算相对湿度45%通风温度/℃通风温度/℃平均风速2.2m/s平均风速2.6m/s大气压力99.86kpa大气压力102.04kpaC.项目系统室内设计参数:冬季设计室内温度:16-25℃；夏季设计室内温度：25-28℃。D.项目单位面积空调冷热负荷指标:单体名称建筑面积（m2）冷负荷（kW）冷负荷指标(W/m2)热负荷（kW）热负荷指标（W/m2）8＃楼5900//22838.69＃楼2963//114.338.610＃楼2886//11138.611＃楼2886//11138.612＃楼2863//110.538.613＃楼116005805044738.6合计262125801121.8注：由于用户原设计中只有13＃楼采用中央空调、其它采用分体空调，所以表中只列了13＃楼的冷负荷。E.生活热水负荷项目所需生活热水量：项目按每日（500人；50L/每人）生活热水计：日用水量25吨；F.项目冷、热源主机选配:项目的冷、热源部分：项目总热负荷为1271.8kW。其中：采暖负荷为1121.8kW；生活热水负荷为150kW。由于本项目的总供电为800kVA，所以选SCHUERER-BENZWB65.75.90电蓄热机组6台为热源，标准供热能力为450kW（单台蓄热峰值电功率为90kW；机组总配电量550kW，蓄热机组的蓄热峰值功率小于总供电能力的70%）。6台蓄热机组同时为采暖或制冷和生活热水提供热源。为满足全负荷采暖需要另选1台700kW燃气锅炉做采暖调峰备份。冬季供给采暖系统：60-90℃热水（系统终端为风机盘管、暖气片）。13#楼总冷负荷为580kW。在该区选1台制冷量350kW热水型吸收式溴化锂制冷机；另选1台制冷量350kW冷水机组做制冷调峰备份。G.电价表:时段电价（元/kWh）备注尖峰11:00-13:00；20:00-21:001.4409夏季高峰10:00-11:00；13:00-15:00；18:00-20:001.3222平电7:00-10:00；15:00-18:00；21:00-23:000.8395谷电23:00-7:000.3818H.天然气价格:6.2元/m³二.基本目标利用低谷电制热实现冬季供暖、夏季供冷（大部分）并可全年提供生活热水。三.设计依据A、设计规范规定1）民用建筑热工设计规范GB50176-932）采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003B、设计基础资料1）民用建筑暖通空调设计技术措施2）室外主要气象参数，如1.1B中所述3）业主提供的建筑规划方案四.设计范围本次设计范围为该建筑空调系统方案初步设计。第二章建筑负荷估算一.室内设计参数(略，设计院未提供相应参数)室内设计参数：房间名称冬季空调夏季空调温度（℃）相对湿度（％）温度（℃）相对湿度（％）卧室/起居室2030//卫生间2530//厨房1630//餐厅2030//养老院2030//医护休息室2060//电视房2060//注：13＃楼采用中央空调，夏季室内设计温度25℃；相对湿度60%。二.空调负荷计算根据业主提供的图纸、负荷计算结果、新风量计算结果计算负荷如下表：负荷估算表建筑面积m2建筑冷负荷(kW)建筑热负荷(kW)新风负荷(kW)新风负荷(kW)8＃5900/228//9＃2963/114.3//10＃2886/111//11＃2886/111//12＃2863/110.5//13＃11600580447//第三章空调系统设计说明一、建筑空调系统建筑采用集中电蓄热机组热源+燃气锅炉系统：在冬季由蓄热机组直接提供60-90℃（可根据需求在30℃-90℃之间连续调节）热水供风机盘管和暖气片采暖。建筑采用集中电蓄热机组与热水型吸收式溴化锂制冷机+普通冷水机组为冷源系统：在夏季直接提供8℃冷水供风机盘管制冷。二、室内末端系统建筑室内末端选用：用户现采用风机盘管系统和暖气片系统。三、冷、热源系统1.冬季A.在冬季，项目总热负荷为1271.8kW；设计日总供热量为14915.35kWh（其中：采暖：13461.6kWh；生活热水：1453.75kWh）。使用6台WB65.75.90蓄热机组+燃气锅炉供热，工作流程为:a.设计原则：利用每天8小时低谷电（0.3818元/kWh）进行蓄热，根据需要全天释放热量达到供暖的目的。b.项目运行情况分析：由1.1中用户提供的情况，项目供热全负荷为1271.8kW。根据建筑使用的特点，为全天正常供热。由电网的电价表（见1.1G）来看，在设备正常供热期间，有16个小时电价在高位区间（1.3222元/kWh-5小时；0.8395元/kWh-11小时），所以必须使用电蓄热机组才能有效利用低谷电的价格优惠。同时天然气的价格为6.20元/m³，要尽量减少使用天然气才可减少运行费用。c.运行模式：原则：尽量使用低谷电按需供热以降低运行费用！具体的方法：1）综前所述，项目在设备正常采暖供热时，供热全负荷为1271.8kW，设计最大日供热量为14915.35kWh，实际供热需求一般为设计最大供热量的50%左右，即7457.7kWh。为此，我们选用6台WB65.75.90蓄热机组与1台700kW的燃气锅炉联合使用。供热峰值总功率可达1300kW，总供热量可满足14915.35kWh的设计要求。其中6台WB65.75.90蓄热机组的总供热量可达4320kWh，由此得出，6台WB65.75.90蓄热机组的总供热量已可满足全天实际供热需求的70%，一般在每采暖季开始（11月-12月中旬）和结束前（2月中旬-采暖结束）这段时间只使用蓄热机组就可基本满足采暖需求，只有在较大的供热峰值出现时才需要启动燃气锅炉消峰（一般多发生在12月下旬到2月上旬或有强寒流天气时）。运行模式：根据项目的特点和分时电价的情况，可将设备运行模式初步定为：在低谷电时段（23:00至7:00）：6台蓄热机组蓄热（单台蓄热的峰值功率为90kW；6台蓄热的峰值总功率为540kW）同时向采暖和生活热水系统供热。在非低谷电时段（7:00至23:00）：此时已进入电价高位区间，6台蓄热机组蓄热向采暖和生活热水系统供热。此时蓄热机组不再用电（电控设备、循环泵等除外），蓄热机组的总蓄热量可满足日常供热70%的需要。如遇严寒天气，当供热高峰出现蓄热机组供热不足时，才启动燃气锅炉供热进行调峰。B.可同时提供生活热水根据上述流程可实现节约运行费用的目的。2.夏季A.在夏季，项目制冷总负荷为580kW，使用6台WB65.75.90蓄热机组与热水型吸收式溴化锂制冷机+普通冷水机组为冷源供冷，其中蓄热机组与热水型吸收式溴化锂制冷机制冷功率为350kW，制冷量约为3024kWh（可采用余热回收方式制取生活热水，以降低运行费用），当制冷高峰时，可短时启动冷水机组调峰，工作流程为:a.设计原则：利用每天8小时低谷电（0.3818元/kWh）进行蓄热，根据需要向热水型吸收式溴化锂制冷机供热，由热水型吸收式溴化锂制冷机向用户供冷。b.项目运行情况分析：由1.1中用户提供的情况，项目制冷全负荷为580kW。根据建筑使用的特点，为全天制冷。由电网的电价表（见1.1G）来看，在设备制冷期间，有16个小时电价在高位区间（0.3818元/kWh-8小时；0.8395元/kWh-8小时；1.3222元/kWh-5小时；1.4409元/kWh-3小时），所以使用电蓄热机组与热水型吸收式溴化锂制冷机才能有效利用低谷电的价格优惠，只有当制冷高峰时，才短时启动冷水机组调峰。c.运行模式：原则：尽量使用低谷电以降低运行费用！具体的方法：1）综前所述，项目在设备正常制冷时，设计制冷全负荷为580kW，设计最大制冷量为5800kWh，实际制冷需求一般为设计最大制冷量的40%左右，即2320kWh。为此，我们选用6台WB65.75.90蓄热机组与热水型吸收式溴化锂制冷机联合使用。制冷峰值总功率为350kW，总制冷量约为3024kWh。由此得出，6台WB65.75.90蓄热机组与热水型吸收式溴化锂制冷机的总制冷量已可满足全天的总制冷量需求，只有在较大的制冷峰值出现时才需要开启普通冷水机组消峰。运行模式：根据项目的特点和分时电价的情况，可将设备运行模式初步定为：在低谷电时段（23:00至7:00）：6台蓄热机组蓄热（单台蓄热的峰值功率为90kW；6台蓄热的峰值总功率为540kW）但不向热水型吸收式溴化锂制冷机供热；在这个时段内热水型吸收式溴化锂制冷机不工作；在此期间由冷水机组供冷（此时普通冷水机组使用的也是低谷电），普通冷水机组在这个时段工作可有较大的性价比优势同时减少蓄热机组的蓄热负荷。在非低谷电时段（7:00至23:00）：此时已进入电价高位区间，普通冷水机组停止工作，6台蓄热机组蓄热开始向热水型吸收式溴化锂制冷机供热，此时蓄热机组不再用电（电控设备、循环泵等除外），热水型吸收式溴化锂制冷机开始供冷，蓄热机组的总蓄热量可基本满足热水型吸收式溴化锂制冷机日常制冷需要。如遇高温天气，当制冷高峰热水型吸收式溴化锂制冷机供冷不足时，才开启普通冷水机组供冷进行调峰；或在高温天气季节（每年7月-8月）可选择普通冷水机组在电价平段（0.8395元/kWh）进行定时启动，普通冷水机组在这个时段工作有一定的性价比优势同时减少蓄热机组的蓄热负荷，减少蓄热机组的蓄热消耗，从而减少普通冷水机组在尖峰和峰段电价区间被动启动调峰的几率。通风运行时段：（23:00至9:00）：根据当地的气候特点和酒店的具体使用情况，空调系统在该时段可部分采用通风运行模式以降低运行费用。如需制冷，应由冷水机组供冷（此时普通冷水机组使用的也是低谷电），普通冷水机组在这个时段工作可有较大的性价比优势同时减少蓄热机组的蓄热负荷。B.同时提供生活热水。由于热水型吸收式溴化锂制冷机产生的冷却水温度较高，可采用余热回收方式制取生活热水，进一步降低运行费用。根据上述流程可实现节约运行费用的目的。四、本冷、热源系统方案的优点1.节能环保低谷电---我国近几年来大力推行的低谷电政策是国家电网节能减排最重要的方法之一，在我们的方案中最大限度的使用了低谷电，为我国的节能减排事业和电网的安全运行做出了我们应有的贡献。系统节能---由于在我们的方案中使用了电蓄热机组，其输出热水的温度可在30℃-90℃之间按需连续调节，因而可以减少建筑内循环系统中换热器的数量和循环次数，从而减少换热器的换热损耗和循环泵的能耗，与普通系统比较系统节能可在10%以上（经换热器换热一次其能量损失约为换热量的10%）。减少区域内排放---本系统无论制冷、采暖都以电能为主，减少了区域内排放。2.安全可靠能源供应---在传统空调系统中一般夏季使用冷水机组制冷、冬季使用天然气烧锅炉采暖，在夏季极端炎热或冬季极端寒冷天气时由于社会用电量（制冷）或用气量（采暖）大增，政府会实施严格的（用电量或用气量）限制措施以保证城市能源供应安全（这种问题在我国各地几乎每年都发生），同时本项目的燃气供应是由槽车运输，如遇大雪或道路结冰天气，运输发生问题会影响本项目建筑的正常运行。而我们的系统是对能源的错峰使用，因而不会发生上述问题。同时电力供应的可靠程度远高于燃气供应，不受天气影响。即便发生短时停电，由于我们的系统采用蓄热方式，只要保证循环系统正常运行即可保证制冷、采暖的基本供应。建筑安全---我们的系统使用电力作为主要能源，减少在建筑附近天然气的存储量，提高了