工程概況
北京市果品倉儲用房及配送中心位于北京市海淀區(qū)四道口2號，總建筑面積為52161㎡，其中地下23428㎡，地上28733㎡。地下兩層，地上三層。地下二層設(shè)置有汽車房、泵房和消防水池，局部設(shè)戰(zhàn)時物資庫。地下一層設(shè)置有商業(yè)、變電室、制冷機房、鍋爐間和庫房等。地上三層均為大空間交易大廳。屋頂設(shè)電梯機房和水箱間。夏季空調(diào)最大冷負荷為8200kw，冬季采暖最大熱負荷為4000kw。
照片3：果品商廈項目流程圖
冰蓄冷技術(shù)簡介
北京市果品用房倉儲用房及配送中心旨在建立一個國際一流的環(huán)保商業(yè)區(qū)，因此須在能源方面提出一個完整的符合國家產(chǎn)業(yè)及環(huán)保政策的能源方式。空調(diào)系統(tǒng)推薦使用具有高效節(jié)能、環(huán)保清潔、安全、穩(wěn)定、便于管理、節(jié)省占地空間以及舒適等諸多優(yōu)點的水源熱泵技術(shù)結(jié)合蓄冷技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)。
冰蓄冷技術(shù)主要為了平衡電網(wǎng)的晝夜峰谷差，在夜間電力低谷時段向蓄冷設(shè)備蓄得冷量，在日間電力高峰時段釋放其蓄得的冷量，減少電力高峰時段制冷設(shè)備的電力消耗，是電力部門“削峰填谷”的最佳途徑。我國從20世紀90年代開始推廣這項技術(shù)，目前已有大批建成的工程項目。如北京天創(chuàng)世緣、北京長河大廈（牛頓辦公區(qū)）、英國百安居家具超市北京四季青店、北京岳各莊農(nóng)貿(mào)市場、北京大寶寫字樓、北京茶葉城、北京音像城、北京用友軟件園等工程。
商業(yè)、辦公、大型計算機房等建筑，其對于夏季制冷負荷的需求量往往要大于冬季采暖負荷，且主要集中在白天上班時段內(nèi)（處于峰電期內(nèi)），將水源熱泵技術(shù)與蓄冷技術(shù)強強聯(lián)合，既可利用水源熱泵技術(shù)同時滿足制冷和采暖的特性，又可采用蓄冷技術(shù)進行電網(wǎng)的削峰填填谷。既使用戶使用到了廉價的空調(diào)采暖方式，又解決了污染問題，還為電網(wǎng)的晝夜平衡做出了貢獻，可以大幅度降低空調(diào)系統(tǒng)日間電力高峰時期的用電負荷。在電力企業(yè)收益的同時，還可以減少CO2的排放量，如考慮移峰填谷用電的電量為燃煤發(fā)電機組，則減少的CO2排放量更為可觀，對于環(huán)境質(zhì)量的提高大大有益。另一方面，用戶也可通過使用峰谷電價差而得到了運行費用的節(jié)省，可謂一舉多得。因此，大力推廣水源熱泵技術(shù)和蓄冷技術(shù)相結(jié)合的方式，既符合國家的環(huán)保政策，也符合用戶的根本利益。
系統(tǒng)冷熱源設(shè)備的配置
從冬夏季的冷、熱負荷可以看出，本項目存在負荷大，且冬季熱負荷為夏季冷負荷49%左右的特點，所以考慮到整個系統(tǒng)的安全與可靠性，同時兼顧冬、夏季的負荷情況，冬季由熱泵機組承擔全部熱負荷，夏季由熱泵機組聯(lián)合蓄冰設(shè)備共同承擔冷負荷。經(jīng)過計算，選用4臺國際著名品牌法國西亞特公司生產(chǎn)的LWP4200型三工況水源熱泵機組用于采暖空調(diào)系統(tǒng)，同時選用520m3法國西亞特公司生產(chǎn)的AC.00型蓄冰設(shè)備，設(shè)計日由蓄冰設(shè)備提供最大冷量為28860KWH，占設(shè)計日全天冷負荷的31%。
抽灌井系統(tǒng)設(shè)計
經(jīng)計算，水源熱泵換熱需要抽水井的總出水量為445m3/h，根據(jù)所在區(qū)域水文地質(zhì)條件，初步設(shè)計4口抽水井和4口回灌井，抽水井深約87m，單井出水量達到120m3/h以上，回灌井深約為87m，單井回灌水量達到120m3/h以上。抽灌井最小井間距不低于30m?；毓嗑O(shè)計與抽水井相同，管線設(shè)置為雙管制，確保抽水井和回灌井可抽、灌倒換使用，以延長抽、灌井的使用壽命。
蓄冰方式及特點
1、蓄冰方式選擇
蓄冰空調(diào)按負荷分配不同分為兩種形式：全負荷蓄冰和部分負荷蓄冰。
全負荷蓄冰是將電力高峰時段的冷負荷全部轉(zhuǎn)移到低谷和平峰時段，用電高峰時段制冷機不運行，供冷量全部由電力低谷和平峰時段蓄冰設(shè)備蓄存的冷量來承擔。運行費用顯著降低，但需配置較大的制冷機和蓄冰裝置，設(shè)備投資較高，且蓄冰裝置占地面積大，應(yīng)用于影劇院、大型會議室等特定場合。
部分負荷蓄冰是將電力高峰時段的冷負荷部分轉(zhuǎn)移到低谷和平峰時段，即電力高峰時段所需的冷量部分由蓄冰設(shè)備供給，部分由制冷機供給。用戶初投資和運行費用均較低，廣泛運用于賓館、公寓、酒樓、辦公大樓、購物商場、廠房以及醫(yī)院等各類工業(yè)、民用建筑。因此本項目采用部分負荷蓄冰方式。
2、熱泵技術(shù)+蓄冰技術(shù)的特點
1、更加合理、更加經(jīng)濟：蓄冰技術(shù)可以減少熱泵機組的需水量，以及冬季閑置的機組投資。使用熱泵技術(shù)可以利用較低溫度的地下水作為夏季機組制冰的冷卻水，大大提高機組的制冰效率。將熱泵技術(shù)與蓄冰技術(shù)相結(jié)合使用，可互相充分利用各自的優(yōu)點，配置更加合理，投資更加經(jīng)濟，堪稱最為優(yōu)化的組合方式。
2、更加高效、節(jié)能：供熱系數(shù)可高達4.3，正常為3.5—4.0（隨室外氣溫變化和采用的不同冷凝溫度而變化）。即輸入1kw電能可產(chǎn)生4.3kw的熱量。供冷系數(shù)可高達5.1，正常為4.0—4.5。
3、運行費用更低：冬季使用該系統(tǒng)進行采暖時，其地下水和電即相當于鍋爐燃燒的煤或油，而且地下水占熱量的70%-75%，也就是說，機組在制熱過程中，有70%-75%的燃料是不用花錢的，所以，其供暖運行費用僅約為燃油鍋爐30%，電熱鍋爐的35%，燃氣鍋爐的50%。夏季使用該系統(tǒng)進行制冷時，由于使用晚上較低費用的低谷電蓄冷，而在白天將儲存的冷量釋放出來，最大限度的節(jié)省費用。所以，其制冷運行費用僅為常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的70%。
4、無后顧之憂：由于近年來國內(nèi)夏季用電負荷日趨緊張，一些地區(qū)已經(jīng)采用拉閘限電，以及對各單位限制時段用電量等多項舉措。而蓄冰技術(shù)正是夜間電力低谷時段向蓄冰設(shè)備蓄得冷量，在日間電力高峰時段釋放其蓄得的冷量，將大量本應(yīng)是電力高峰時段使用的電力轉(zhuǎn)移到夜間電力低谷時段使用，減少電力高峰時段制冷設(shè)備的電力消耗，是解決該問題的最佳途徑。用戶也不必為了限電而停工停產(chǎn)，從而造成巨大的損失。
5、一機多用、充分挖掘機組的潛能：由于現(xiàn)在的熱泵機組可以同時三工況工作，即冬季制熱、夏季白天制冷、夏季晚上蓄冰，冬夏季還可以按照用戶要求制取生活熱水，因此大大節(jié)省了用戶的一次投資。其總投資僅為傳統(tǒng)空調(diào)+鍋爐系統(tǒng)的60%—70%。
6、運行維護簡單：空調(diào)采暖系統(tǒng)全部為自動化控制，每班只需1個人值班即可（而10萬平方米以上小區(qū)燃煤鍋爐房每班則需4個人）。
7、無污染、更清潔：由于熱泵機組在制熱過程中無任何燃燒化學反應(yīng)，不排放任何廢棄物，無需設(shè)置任何除污裝置。
8、更加安全、更加可靠：一般熱泵機組可保證安全運行10萬小時，正常使用約合20-25年，而鍋爐存在著較大的安全隱患。由于鍋爐本身以及操作人員等無法確定的因素，造成鍋爐系統(tǒng)的不穩(wěn)定、不安全。同時，蓄冰系統(tǒng)作為相對獨立的冷、熱源，增加了集中空調(diào)系統(tǒng)的可靠性。
運行費用分析
1、夏季空調(diào)運行費用：水源熱泵+蓄冰系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)一樣，運行費用主要取決于各設(shè)備的用電費用。北京的夏季空調(diào)期為6月初到10月中，約140天，運行費用統(tǒng)計上，同樣采用分時段計算法，即把整個空調(diào)期劃分為5個時段：20%負荷段、40%負荷段、60%負荷段、80%負荷段和100%負荷段，分別逐時計算相應(yīng)時段的運行費用，并加以匯總，可以得出總的運行費用為140.35萬元,制冷面積為52161㎡，合26.9元/㎡。
2、冬季采暖運行費用：北京的冬季采暖期為11月15日到次年3月15日，為120天，運行費用統(tǒng)計上，同樣采用分時段計算法，并加以匯總，就得出總的運行費用為71.51萬元,供暖面積為52161㎡，合13.67元/㎡。
3、全年的運行費用:水源熱泵+蓄冰空調(diào)系統(tǒng)全年的運行費用約為211.9萬元,合每平方米40.6元。由此看出：運行費用與其他空調(diào)系統(tǒng)是相當節(jié)能的。
