冰蓄冷空调系统经济性分析

冰蓄冷空调系统经济性分析

曹勐

深圳市富士特节能环保有限公司

摘要：现阶段，随着中国经济的快速发展，人们的生活水平也日益提高，推进了空调系统的快速普及，所以空调用电量也越来越大，这便导致城市电力供需矛盾愈发尖锐。而冰蓄冷空调系统便具有“移峰填谷”的特点，然而与常规空调相比，这种空调需要较大的初投资，所以经济性分析是冰蓄冷空调进推广应用的前提条件。鉴于此，本文针对冰蓄冷空调系统，分析了其特点、经济分析方法和常见的影响因素，最后还以某工程为背景，分析比较了其和常规空调在经济性上的差别，仅供参考。

关键词：系统经济性；冰蓄冷空调；分析

目前，中国的电力需求增长得越来越快，年发电量和发电机组容量都名列世界第二位。然而供电高峰电力不足、电力低谷过剩之间的矛盾却越来越突出，电网的峰谷差多已远远超过最大负荷的1/3。所以，冰蓄冷空调系统以其“移峰填谷”电力负荷的作用而获得了越来越广泛的应用。但推广应用冰蓄冷空调系统的关键在于用户经济收益的预期。

一、冰蓄冷空调系统的整体特点

1、“移峰填谷”是指制冷机组在晚上低谷期，蓄存冷量以供用电高峰段使用，基于低谷段的优惠电价，能将总的运行费用降低；

2、与常规空调相比，冰蓄冷空调中的制冷设备用于满负荷运行时间更多，这对提高制冷机运行效率有利；

3、在夜间大气具有较低的温度，能将冷凝温度降低，进而同步提高制冷机的能效比COP（每降低1℃冷凝温度，约能将产冷量约提高2%）与制冷量；

4、与普通空调相比，蓄冷式空调往往会减少制冷机容量，乃至其附属电力及运转设备的功率或容量，进而节约投资上述设备的费用；而蓄冷空调系统却需要更高的一次性投资，主要是增添了蓄冷用的设备；

5、“移峰填谷”使冰蓄冷系统在总体上将电能的利用率、使用输发电设备的效率提高了；而对于每个蓄冷系统来说，往往比常规空调系统消耗更多的能源。这主要是由于在进行蓄冷时，冰蓄冷空调系统往往会需要制冷机组降低蒸发温度，而理论上每降低1℃的蒸发温度，则制冷机组需要平均约增加3%的耗电率；还有蓄冷设备的二次换热及散热损失等。

二、冰蓄冷空调系统分析经济性的方法

在经济分析方法中，作为一种最早也最广的使用方法，简单静态经济评价法一般用投资冰蓄冷空调所需添加的费用除以每年运行所节省的费用，来算出投资回收期。

1、初投资冰蓄冷空调系统所需添加的费用

IS-IC=△I

其中，IS表示初投资冰蓄冷空调系统的费用（元）；IC表示初投资常规空调系统的费用（元）；△I表示初投资冰蓄冷空调系统所需添加的费用（元）。

2、全年运行冰蓄冷空调系统所节约的费用

PC-PS=△P

其中，PS表示全年运行冰蓄冷空调系统的总电费（元）；PC表示全年运行常规空调系统的总电费（元）；△P表示全年运行冰蓄冷空调系所节约的电费（元）。

3、实际的投资回收期

△I/△P=n

其中，n表示实际的投资回收期（年）。

所用的简单静态经济评价法最直观简单，通常投资回收期在5年以下的被认为可行经济。而蓄冷空调系统是长期性投资，对其效益展开分析时，除了要考虑设备成本和其运行资金以外，还要考虑各种经济变化因素，比如，通货膨胀率等。所以，若投资回收期超过5年，则动态经济评价法更适用，评价也与实际更相符。

目前，随着工程量的不断增多以及资金量的快速增大，时间因素现己变为比较方案时的重要因素。通过纳入资金时间价值，与资金运动规律更相符，评价也与实际更相符。即与静态经济评价法相比，动态经济评价法更精确和完善，这种方法包括动态分析回收期法与分析寿命周期投资法。

三、冰蓄冷空调系统影响经济性的因素

1、各地区的实际电价政策

（1）电力增容费及报装费等，会直接对初投资冰蓄冷空调系统产生影响。系统初投资会随电力增容费或报装费的增高而降低，有时甚至能使初投资比常规方案还低。这样即使不改变其他电价政策，则很显然冰蓄冷方案也比常规方案好。

（2）峰谷电价结构会直接对冰蓄冷空调系统的实际运行费用产生影响，系统节省的运行费用会随峰谷电价差值的增大而变多，这样将大幅缩短投资回收期。

（3）在各地区还存在一些其他方面的电价调荷政策，比如，免息贷款、奖励性补贴等。

2、设计和运行冰蓄冷系统的策略

按运行策略，可将冰蓄冷系统划分为全部和部分两种蓄冷系统。其中全部蓄冷系统往往完全利用低谷阶段电力，具有最强的移峰能力，能节省大量的电费，但制冷机组和蓄冷装置需较大的装机容量，且初投资大；而部分蓄冷系统却相反，制冷机和蓄冷装置的容量不大，且初投资小，利用率高，但移峰能力却不强，仅节省较少的电费。

3、系统送风温度

通过应用冰蓄冷方式，能制取低温冷冻水（1～3℃），供给处理空气的系统，可降低其送风温度到4～7℃（在常规空调系统约为13～15℃）。通过结合冰蓄冷的低温送风技术，可以充分应用冰蓄冷系统制得的低温冷冻水，在某种程度上将初投资降低，进而将系统经济性、竞争力提高。

四、分析工程案例

1、实际工程概况

位于某市的一栋大厦具有16000m2的总建筑面积，商城和娱乐城分别具有11000m2和5000m2的面积。其中商城空调从8：00运行至22：00，而娱乐城空调全天候运行。

2、比较两种设计空调冷站的方案

（1）比较初投资：相较于常规空调系统，冰蓄冷空调系统添加了蓄冰设备，故其设备初投资更大；但通过冰蓄冷能降低制冷主机容量乃至电力增容费。而系统总投资超过了常规空调系统。具体来说，中央空调冰蓄冷冷站的初投资约超过了常规中央空调冷站的13%。

（2）比较运行费用：推行了分时电价政策，且冰蓄冷空调系统多在用电低谷期运行，故其年运行电费远低于常规空调系统，这便是这种冰蓄冷空调系统的主要优势。而在该工程案例实践当中，峰谷运行电价比是3.2︰1，这样在年运行费用上，冰蓄冷空调要比常规空调低23.4%，即全年运行冰蓄冷空调系所节约的电费△P高达18.42万元。

（3）计算投资回收期：通过相关数据算得初投资冰蓄冷空调系统所需添加的费用△I为67.49万元，而全年运行冰蓄冷空调系所节约的电费△P为18.42万元，即通过静态经济评价法，可得这种工程中的冰蓄冷空调系统的实际投资回收期n是3.7年。

因此，这一工程中应用冰蓄冷空调系统完全经济可行，而且用户仅约需3年半便能将全部投资回收。同时自回收期以后，每年将净得18.42万元的收益，具体相当可观使经济效益。

五、结语

综上所述，冰蓄冷空调系统以其运作方式，将能源利用率提高了，并将资源配置优化了，它是空调系统的一个重要的发展方向。而中国在分析冰蓄冷空调系统的实际经济性方面，现已获得了一些进展。总的来说，冰蓄冷空调系统的实际经济性，会较多受所在地的电费结构等优惠政策所影响，评估其可行性，还需要在对比常规空调系统的经济性后方可确定。这样便能在推进冰蓄冷这种空调系统在中国发展的同时，还能将实惠带给广大客户。

参考文献：

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[4]王良健.某冰蓄冷空调系统的设计及其经济性分析[D].南京师范大学，2014.