【摘要】以水源热泵、蓄冰技术为叙述对象，分析介绍系统的优势以及不同运行策略下得节能效果，
【关键词】水源热泵 蓄冰技术 节能
一、项目背景：
当今社会随着我国经济的不断发展，环境污染和能源危机已成为不可回避的问题，如何解决这一问题，已成为全社会的课题。建筑能耗约占整个社会能耗的25-30%，而空调系统的能耗约占整个建筑能耗的60%，所以如何做好空调系统环保节能就显得尤为重要。[1]
二、项目概况：本工程为大红门绿色产业园项目，总建筑面积52000m2，该工程全楼做集中空调系统，总冷负荷为5340Kw，热负荷3250 Kw。
三、空调系统
本工程的冷热源采用水源热泵+冰蓄冷系统，由于夏季冷负荷比冬季采暖负荷大，考虑到该建筑使用性质，在夜间电力低谷时段不需要空调，因此结合冰蓄冷技术。本工程采用三台LWP-4200型 三工况机组作为空调的冷、热源，该主机有制冷工况、制热工况和制冰工况三种运行模式，冬季利用地下15℃的恒温水，提取其中的热量，供给空调系统50℃的热水，夏季利用地下水作为冷机的冷却水。系统中设置了一套蓄冰装置（蓄冰槽容积为240立方米）用于夏季消峰填谷，减少白天耗用高价电，降低运行费用。冰蓄冷系统为主机上游串联单循环回路流程，按分量蓄冰模式设计，夏季在夜间低谷电期间制冰，白天主机与冰槽联合向末端系统提供冷量，低温乙二醇溶液与末端冷水系统采用板式换热器隔开，换热器乙二醇侧设计供回水温度为5.5℃/10.5℃，冷水侧设计供回水温度7℃/12℃。
由于大量使用了夜间低谷电，代替了白天电力高峰时段的用电量，所以夏季运行费用也得到了大大降低。 该项技术充分利用了地下水恒定的、可再生的能源，并通过电力这一清洁能源，实现了冬季采暖、夏季制冷的两项功能。被利用能量后的井水完全回灌回地下，对井水无污染、无浪费。
下图为该工程水源热泵机房系统原理图
四、项目运行费用分析
1、由于现在国家电力部门提倡削峰填谷的政策，电价分时计费，低谷时段电费的价格只相当于高峰时段的1/4，高峰时段（8：00-11：00/18：00-23：00）电价：1.065元；平峰时段（7：00-8：00/11：00-18：00）电价：0.678元；低谷时段（23：00-7：00）电价：0.250元。充分利用国家鼓励使用低谷电的优惠政策，采用水源热泵+冰蓄冷系统可降低空调运行费用并且降低变压器容量。具体运行方式如下：夏季水源热泵设备在23：00-7：00蓄冰运行，低温乙二醇冷冻水将蓄冰球内的水冻结成冰（蓄冰槽内充满大量蓄冰球），并使冰继续降低温度，直至达到要求，水源热泵空调主机停止工作；当市场开业前半小时启动循环泵（如8：30此时电价1.065元），融冰并与主机联合运行，乙二醇溶液通过板式换热器将蓄冰槽内的冰储存的冷量释放到室内循环系统中，这样就做到了在谷电时储存冷量（电费0.25元）峰电（电费1.065元）时使用，降低了运行费用。采用此系统还可大幅度降低空调主机容量，减少水源热泵系统水井数量，从而降低了空调主机设备及水井、外线等工程投资。
2、与电制冷及普通水源热泵系统运行费用比较
夏季空调季按150天计算，冬季供暖按125天计算，电制冷方案和普通水源热泵方案因为没有冰蓄冷装置，空调负荷按负荷系数0.6计算运行费用。水源热泵加冰蓄冷方案因为有冰蓄冷装置可移峰填谷来降低运行费用，冰蓄冷装置与水源热泵机组的主从关系可根据不同的负荷水平进行调整，日负荷逐时计算，电费也逐时计算。根据北京市场运行经验夏季空调150天中前后的一段时间共30天负荷率为30%，这个时期几乎完全依靠冰蓄冷系统供冷； 50天负荷率为50%，50天负荷率为70%，另外夏季空调150天中有20天负荷率为100%，这些时期水源热泵机组全部或部分供冷，冰蓄冷系统实现削峰填谷的功能，按不同的三个负荷水平阶段分别计算运行费用。
1）、计算参数
2）、冬、夏季空调用电负荷
六、结论：
通过以上计算可以看出冰蓄冷加水源热泵机组方案（方案Ⅲ）年运行费用较普通水源热泵系统（方案Ⅱ）每年节约37万元，因空调系统是高运行费用的系统，运行费用是在系统方案确定的过程中必须认真考虑的首要问题之一。冰蓄冷加水源热泵机组方案运行2年节约的运行费用可收回比普通水源热泵机组方案多投入的资金。
参考文献：
[1]刘媛 离心式冷水机组加装变频节能装置的经济性预测与评估[J] 制冷与空调 2011（06） 116-120
