相变贮能新风机组运行经济分析

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1、相变贮能新风机组运行经济分析摘要：阐述了该机组的结构与特点，提出了一种综合考虑相变材料利用率、空气处理效果满意率和运行费用节省率来确定系统最佳蓄冷量和运行方案的方法；通过经济分析提出了临界附加初投资的概念，可作为是否应该投资的判据；作为算例，对该机组的经济性及其在北京地区的使用效果作了全年模拟分析。关键词：相变贮能新风机组经济分析临界附加初投资最佳蓄冷量Abstract　Explainsitsstructureandfeatures,presentsamethodfordeterminingtheoptimu

2、mthermalstorageandoperationprogrammesonatrade-offbasisbetaterial,effectsofairhandlingandthesavingsinoperationcosts;Folloicanalyssis,definesaconceptofcriticaladditionalinitialinvestmentasameasureoftheunits'profitability;Andprovidesandannualsimulationoftheeco

3、nomicsandeffectsaterial，economicanalysis，criticaladditionalinitialinvestment，optimumthermalstorage1引言　　针对我国长年来电力生产和供应的突出矛盾，国家已制定政策，以经济手段推动电力"削峰填谷"的实现，蓄冷空调是其中一项最主要的技术措施。目前，蓄冰空调技术日趋完善，但由于冰的凝因点低，需要制冷机提供-3～-7℃的温度，这样一般将使制冷机成本增加25%～30%[1]。而利用高温相变材料（融点高于0℃）蓄冷，制冷机提

4、供7℃的的水温即可，可以提高制冷机的效率（COP）。本文介绍的相变贮能新风机组是一种新型高温相变蓄冷空系统。　　作为一种贮能型空调设备，其蓄冷量和运行方案的选择很关键。文中提出了一种综合考虑相变材料利用率、空气处理效果满意率和运行费用节省率来确定系统最佳蓄冷量和运行方案的方法，根据逐时的室外气象参数对系统进行了运行经济分析，并提出临界附加初投资的概念，可作为生产厂商的投资判据。　　2系统简介　　与常规的新风机组相比，相变贮能新风机组的不同之处是用相变贮能换热器取代了表冷器，如图1所示。它的工作方式与蓄冰空不尽

5、相同，在蓄冰空调中，由制冷机提供冷量蓄冰，冰贮存的冷量先传递给水，再由水传递给空气。而在本系统中，制冷机提供的冷量先传递给水，再由水传递给相变材料，然后用相变材料冷却空气。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1相变贮能新风机组系统示意图　　可看出，这种机组主要有如下优点：　　①常规空调系统中白天制冷机需同时承担新风和房间的负荷，采用本文中的系统后白天制冷机只承担房间负荷（当采用部分蓄冷方式时也要承担部分新风负荷），晚上只承担相变贮能换热器的蓄冷负荷，因此这种系统能有效降低机组的容量，同时能降低电力增容

6、费。　　②这种机组在降低制冷机组容量的同时，制冷机白天和晚上都工作，从而使其运行效率得到提高。　　③因制冷机组主要利用夜间廉价电运行，故能大幅度降低机组运行费用。　　④与蓄冰空调相比，这种同组因利用高温相变材料蓄冷，制冷机提供较高水温（7℃）的冷冻水即可，故可提高制冷机效率，并可降低对制冷机的性能要求。此外，相变贮能新风机组不是在集中冷源处蓄冷而是在空气处理设备处蓄冷，所以可以省去蓄冰空调中需要的蓄冰槽、板式换热器、乙二醇泵及相关管道。并且，在过渡季节，夜间可进一步利用自然通风对相变材料蓄冷，进一步降低运行能

7、耗。　　3经济性分析　　3．1概述　　作为经济性分析，这里暂时只和常规新风机组比较，即求省去表冷器而采用贮能换热器后机组的投资回收年限。因为贮能式换热器作为一种尚待开发的新型设备，它的总成本（见下文初投资部分）尚不容易预测，因此本文提出另外一种经济性分析方法，即计算出厂n年内回收成本时允许的最大附加初投资，我们定义为临界附加初投资，以作为投资厂商的投资判据。　　①初投资　　贮能式新风机组的初投资　　　　　　Mi=Mi0+Mi1-Mi2　　(1)　　其中Mi0为贮能换热器的总投资；Mi1为占地费及其它费用；Mi

8、2为因削减电力高峰峰期用电量而节省的电力增容费及削减制冷机组容量而节省的制冷机组的成本。　　常规新风机组的初投资　　　　　　Mi0=M0i0+M0i1　　(2)　　其中M0i0为表冷器成本；M0i1为占地费有其它费用。　　②运行费用　　贮能式新风机组的运行费用　　　　　Mr=Mr0+Mr1+Mr2（3）　　其中Mr0为贮能式换热器夜间蓄冷时制冷机的电费（包括部分负荷工况时白天蓄冷负荷不足进制冷机的电