冰蓄冷地源热泵中央空调设计及经济分析

摘要：　为了充分利用地源热泵的节能特性与蓄冷技术的“移峰填谷”和降低运行成本特性，以上海浦东某商厦为对象，设计了1套制冷量达1997kW的冰蓄冷式地源热泵中央空调，并对其与常规空调的初投资、运行费用进行了对比分析。结果表明采用该系统可达到“移峰填谷”的目的；初投资比常规空调增加了，但初投资的回收年限较短；运行费用比常规空调系统低，可给用户带来可观的经济收益。
　　0 引言
　　进入21世纪以来，全球气候变暖的问题变得越来越严重，冰JII融化、海平面上升、湖泊消失等问题日显突出。为应对气候变化，世界各国纷纷采取措施，节能、低碳已成为当今社会的一大主题。我国也展开了一系列节能减排的措施，热泵技术就是其中一项有利措施。截止~2009年年底，全国地源热泵应用面积1.39亿m2，并且正以较快的速度发展。低运行费用和稳定的工作效率使得地源热泵技术快速发展，但是地源热泵的初投资一般较高，很多情况下，静态增量投资回收期高达10年甚至更高。为了降低地源热泵的投资回收期，可以考虑在地源热泵系统中增加蓄能装置，将地源热泵技术与蓄能技术相结合。
　　本文针对近年来上海市提出的分时计价方案，以浦东某商厦为设计对象，设计了l套冰蓄冷地源热泵中央空调。该系统可以将电网负荷低谷期的电力用于制冷，通过利用蓄冷介质的潜热或显热效应将冷量“积蓄”起来，而在电网负荷高峰期，再将冷量释放出来用于建筑物的空调，以承担高峰期空调所需的全部或者部分负荷。该设计可以进一步降低地源热泵的运行成本，降低了增加的初投资的回收年限，提高了设备的经济性。
　　1 设计简介
　　1.1 工程概况
　　本设计以浦东某商厦为对象，以制冷工况为设计基准，室外侧进风干/湿球温度为34℃/28.2 ℃时，制冷量为1997 kW。商厦各楼层的使用情况见表1。

　　1.2 负荷分析
　　在难以进行典型设计日逐时冷负荷计算的情况下，根据设计日总冷负荷，采用系数法来计算逐时冷负荷151。系数法是通过大量的科学统计出来的，能方便、准确地计算出设计日逐时冷负荷。逐时系数的选取参见文献[4]。求得各房间的总冷负荷见表2。

　　由以上数据求得商场夏季工况空调设计负荷为56 707.5 kwh，得出冷负荷逐时分布图如图1所示。