空调冷热源设计

本项目空调最大小时冷负荷为9300kW（2645Rt），采暖最大小时热负荷为5800kW，该建筑物的全年计算热负荷指标为55.2W/㎡，全年计算冷负荷指标为88.6W/㎡。

空调冷热源采用冰蓄冷＋电蓄热＋水蓄冷＋免费制冷的联合供能系统。其中：主冷源为冰蓄冷系统，采用以融冰为优先的控制策略，热源采用开式电蓄热系统，配置２座蓄热容积为350m3的混凝土蓄热水池。为提高蓄热水池的全年利用率，另设一套水蓄冷系统作为夏季冰蓄冷系统的运行调节的补充或在过渡季节部分负荷时使用的辅助冷源。对于裙房大空间冬季需供冷的区域，考虑到已有的冷却塔资源，对该部分区域供冷采取由板式水－水换热器及冷却塔组合的“免费冷源”方案。冷热源机房均设在地下室。基于LEED铂金级及其他的节能要求和经济措施，本项目的冷热源采用融冰优先冰蓄冷系统、水蓄热/蓄冷系统及免费供冷系统。

融冰优先冰蓄冷系统

考虑到本项目执行峰谷电价，电网低谷时空调负荷较小，最大冷负荷高，平均负荷相对小且经常处于部分负荷运行，本项目空调冷源采用冰蓄冷系统，为末端提供低温冷水。冷源配制为3台制冷量为2100kW（600Rt）的双温工况离心式机组；空调方式采用主机上游的冰蓄冷系统。蓄冰系统的载冷剂为25%的工业用乙二醇溶液。另选用2台4651kW（400×104ｋcal/h）的板式热交换器制取空调冷冻水。空调冷冻水的供/回水温度为7/12℃。

空调方式采用主机上游的冰蓄冷系统。蓄冰系统的载冷剂为25%的工业用乙二醇溶液。另选用2台4651kW（400×104ｋcal/h）的板式热交换器制取空调冷冻水。空调冷冻水的供/回水温度为7/12℃。控制，且最大限度地将夜间谷时电价所蓄的冰于次日基本用完，减少实际使用投资回报年限。

水蓄热/蓄冷系统

空调热源采用开式电蓄热系统，热源为4台蓄热容量为100kW的电热水锅炉，配置2座蓄热容积为350m3的混凝土蓄热水池。另加2台2900kW（250×104ｋcal/h）水－水板式换热器作为空调采暖热源。空调热水的供/回水温度为45/60℃。

基于以下几点综合考虑，本项目另外设计了一套水蓄冷系统作为辅助冷源：

1）蓄热水池主要供冬季供热使用，将蓄热水池同时利用兼作蓄冷水池，可提高水池的全年利用率；

2）本项目有一幢宾馆楼，根据宾馆的使用特点，晚上低谷电时恰是宾馆使用负荷高峰，同时2幢办公楼也存在晚上加班使用的情况，此时蓄冰系统正处于低谷电蓄冰工况，另设螺杆式机组可作为冰蓄冷系统运行调节的补充。

3）双工况离心式机组在制冰工况下性能系数相对较低，而水蓄冷的蓄冷温度相对高，制冷机耗电较低，利用螺杆式机组进行水蓄冷可减小离心式机组因制冰工况效率低而引起的能耗增加。

4）本项目有一栋综合展览中心，主要为体育比赛、展览和宴会功能之用，负荷使用不稳定，利用水池蓄冷和蓄热保证该部分不稳定的负荷，可增加系统的稳定性和适应性。

5）在过渡季节部分负荷工况下，利用水池蓄冷和蓄热供能，可以避免冰蓄冷系统的开启，提高能源利用效率。

水蓄冷系统冷源为一台制冷量为700kW（200Rt）的螺杆式冷水机组，利用2座350m3的蓄热水池蓄冷，另选用1台2325kW（200×104ｋcal/h）的板式热交换器制取空调冷冻水。空调冷冻水的供/回水温度为7/12℃。

根据不同的设备启停和阀门切换也可以实现螺杆式机组直接供冷和谷电时电锅炉直接供热。本项目考虑到实际使用时的特殊情况（如宾馆冬季晚上用热时），将水池分设成2组也是为了可实现边蓄边用的目的。

水蓄冷系统设计中关键之处在于冷量的储蓄方面，即如何最大限度地减少充、排水混合的影响，做到蓄存冷水与回水之间的分离。自然分层水系统的布水器必须能够形成一个冷热水混合程度最小的斜温层，还要保证斜温层不被以后发生的扰动所破坏，这需要通过适宜的Ｆｒ数设计布水器并选择布水器合适的孔口，同时设计适当的Ｒｅ数减小斜温层的厚度和衰减，确保合理运行。本项目水蓄冷系统2座混凝土水池规格为8400mm×16800mm，水池从外至内材料分别为防水层、保温层（厚100mm聚氨酯现场发泡）、不锈钢316Ｌ内胆（厚1.0mm），水池底部均匀分布高度为500mm的长条行混凝土地梁（6890mm×300mm），间隔500mm，间隙以加气混凝土填实。水池立面根据设计的水管布置预留不同标高和口径的套管，并设置3000mm×550mm检修安装门预留孔洞。

免费供冷系统及板换工况转换

针对本项目大空间办公内区、裙房大空间、大空间宴会厅等冬季需供冷的区域，考虑到已有的冷却塔资源，可对该部分区域供冷采取由水－水板式换热器及冷却塔组合的“免费冷源”方案；当冷却塔提供的冷却水温低于9℃时，经水－水板式换热器的冷水作冷源使用，满足该部分区域空调制冷需要，从而达到仅启动冷却水系统，不开启制冷机组和蓄冷系统，即可实现最大限度降低能耗的目的。

基于LEED铂金级及其他的节能要求和经济措施，本项目的冷热源采用包含融冰优先冰蓄冷系统、水蓄冷系统和免费供冷系统的联合供能系统，可适应多种负荷需求，最大限度地提高能源利用率和节省能耗。

1）考虑到本项目执行峰谷电价，电网低谷时空调负荷较小，最大冷负荷高，平均负荷相对小且经常处于部分负荷运行，本项目空调冷源主要采用的是主机上游的融冰优先分量冰蓄冷系统，以平衡电网、利用低谷电价、减小机组投资和输送能耗。

2）空调热源采用开式电蓄热系统，提高水池的全年利用率，另设一套制冷系统作为辅助冷源，可作为冰蓄冷系统运行调节的补充，且满足不稳定负荷和过渡季节部分负荷的使用需要。2座蓄水池通过不同的工况切换可实现同时蓄能、同时用能、边蓄边用等8种工况，满足多种负荷情况所需。

3）针对冬季需供冷的大空间及内区，利用已有的冷却塔资源，实现“免费制冷”，最大限度利用能源，降低能耗。