济南国海能源科技有限公司

1. 济南国海能源科技有限公司 空调系统蓄能技术 主讲人：姜培朋（济南国海能源科技有限公司副总工程师） 2013.5 节能环保 绿色发展

2. 目 录 • 蓄能发展契机 • 蓄能技术简介 • 水蓄能原理 • 蓄能案例

3. 蓄能发展契机 蓄能发展契机 》公司简介

4. 蓄能发展契机 电力负荷不平衡 • 1999年世界主要国家的电力负荷率为：德国71.8%，英国65.4%，法国67.9%，美国61%，日本56.6%。 • 中国许多城市空调用电量已占其高峰用电负荷的40%以上。2005年，全国虽然新增投产发电机组达到6500万千瓦，总装机容量将超过5亿千瓦，全国电力供需形势依然吃紧，国家电网公司系统预计最大缺口在2500万千瓦。电力负荷不平衡使电网利用率低，电厂高峰时能力不足，电厂、电网投资加大。 • 2010年总装机容量9亿多千瓦，发电量为4万多亿度，发电机组平均负载率约50%。 》公司简介

5. 蓄能发展契机 电力负荷平衡意义 (电力供应侧) • 水电 – 电力调度必须服从水利调度。 • 火电 – 60-70%能源损失，夜间负荷降低致发电效率降低。 • 核电 – 安全第一，夜间不能减载，须匹配抽水蓄能电站.投资庞大，损失25%以上电能。 • 从发电方式可以看出，电力负荷平衡是保证电力供应侧安全和提高发电效率的基本要求，同时可减少因高峰容量不足而增加的发电设施基础投资。 》公司简介

6. 蓄能发展契机 电力负荷平衡意义 (电力需求侧) • 配电 –可以减小配电容量，节省用电用户配电投资 • 输电—降低电网高峰负荷，舒缓兴建新电厂和电网压力，减少电力基础设施投资。 • 用电 –满足用电高峰负荷，避免跳电、限电、拉闸与分区轮流停电，降低社会与经济成本。 • 从电力需求侧可以看出，电力负荷平衡是提高社会、经济效益的有效措施。 》公司简介

7. 蓄能发展契机 如何解决负荷不平衡——蓄能 （电力供应侧管理） • 抽水蓄能电站：3000-7000元/KW，负荷调控能力好但投资大 （广州从化65亿240万KW、惠州81亿元 240万KW、深圳42.6亿元120万KW、阳江81亿元240万KW） • 化学蓄能（蓄电池）：25年以上回收期，除特殊场合外，大规模推广不可行。 （电力需求侧管理） • 空调蓄能： 冰蓄冷：只能蓄冷，-7度双工况主机，新建或换主机，此外冰桶和乙二醇成本高，运行费用高。不适合改造项目。 水蓄能：用常规主机，投资较少，且可以蓄热，提高蓄能系统的综合经济效益。 共晶盐：只能蓄热，占地少但投资大，回收期长 》公司简介

8. 蓄能发展契机 推动蓄能系统发展的因素 • 当电力需求在高峰逼近供给: • -电价上涨 • -开始分区停电 • -电网负荷高峰与低谷的差异太大，极大地降低了电力系统的经济性。电力公司希望稳定用电负荷。 • -中央空调是造成本区域电网高峰负荷增加的最主要原因 》公司简介

9. 蓄能发展契机 蓄能空调技术的应用依赖于电力分时电价政策，与其密不可分。政府鼓励低谷用电，国家物价局、国家发改委协同国家电力公司，先后出台了一系列指令性或指导性的计划下达至各地方经贸委和电力公司，要以经济手段推动电力“削峰填谷”的实现。 目前绝大多数的地方均推出了峰谷分时电价政策，特别是制订了针对蓄能空调技术推广使用的各种优惠政策。分时电价政策是战略政策，是社会的持续发展所需要的，而不是权宜之计，政策是长期而稳定的。 推动蓄能发展的因素——关于分时电价政策 》公司简介

10. 蓄能发展契机 部份省、市分时价政策 》公司简介

11. 蓄能发展契机 部份省、市分时价政策 》公司简介

12. 蓄能技术简介 蓄能技术简介 》公司简介

13. 蓄能技术简介 蓄能中央空调系统 采用水或其他（如共晶盐等）为介质，将夜间电网谷段多余的电力（低电价时）通过制取低温水或冰的方式来蓄存冷量（或通过制取热水、熔融盐的方式蓄存热量），在电网用电高峰时段（高电价时）将低温水或冰蓄存的冷量（或热水、熔融盐蓄存热量）释放出来，作为空调系统的冷源（或热源），节省电网用电高峰时段空调系统的用电量，这样的空调系统称为蓄能中央空调系统。蓄能中央空调系统是有效地获取峰谷价差效益的技术。 》公司简介

14. 蓄能技术简介 蓄能中央空调系统 》公司简介

15. 蓄能技术简介 蓄能空调在国内外的发展 • 美国南加利福尼亚爱迪生电力公司于1978年率先制定分时计费的电费结构。1981年后推广应用蓄冷技术，并颁布相关的奖励措施。到90年代，美国已有40多家电力公司制定了分时计费电价。美国蓄能协会预测到2010年全美空调采用蓄能技术的将达到95%以上。 • 日本1990年只有200个左右的冰蓄冷系统，到2002年已经发展到1万多个蓄冷空调系统。1997年4月日本召开的综合能源对策内阁会议上，把节能和负荷平均化措施作为国家的基本国策加以确定，大力鼓励对节能和负荷平均化极为有利的蓄能空调技术。 • 韩国已经在1999年立法，三千平方米以上的公共建筑必须采用蓄能空调系统。 • 我国的台湾地区已经有600多幢建筑采用蓄能空调系统。 • 我国在94年电力部郑州会议上，正式将蓄能空调系统写入国家红头文件，被列为十大节能措施之一 》公司简介

16. 蓄能技术简介 我国蓄能空调发展情况

17. 蓄能技术简介 蓄能空调系统是否节能？ 1、蓄冰系统本身用电量就比冷水机组高 --- 增加耗能 蓄水系统用电量基本不增加，但考虑蓄能水泵能耗，空调系统能耗也小幅增加 --- 不节能 2、输、配电线损减少，提高电网效率 --- 节能 3、发电厂夜间能源效率提高8% - 30% --- 十分节能 所以，从电能的生产、输送、使用整个流程，蓄能是节能的。 》公司简介

18. 蓄能技术简介 蓄能空调系统的意义 • 社会效益： • 1、减少新建电厂投资；同时提高夜间发电效率，减少二氧化碳的放出，节能； • 2、平衡了电网负荷，提高了电网的安全运行性能； • 用户经济效益： • 3、对于用户，因电价差而节省电费达30-70%。 • 4、安装蓄冷后，空调设备装机容量和配电容量可以减少，从而减少投资。 • 5、水蓄冷可作备用冷源。同时可作消防用水等。 • 6、有关国家的补助和奖励制度：电力转移补贴等。 》公司简介

19. 蓄能技术简介 蓄能空调系统的形式 温度分层型、多水池型、隔膜型 或迷宫与多水池折流型 按水池形式分 水蓄冷（热） 蓄能系统 》公司简介 按融冰方式分 内融冰 冰蓄冷系统 冰盘管 按储冰装置分 外融冰 冰球 主机并联 按工作方式分 按主机位置分 主机上游 主机串联 共晶盐蓄热 主机下游

20. (换热器) 楼房 蓄冰主机 蓄冰罐 (初级泵) (次级泵) • 蓄能技术简介 冰蓄冷系统组成 》公司简介

21. 蓄能技术简介 水蓄能系统 运行过程： 一、蓄能过程：水的流向从蓄水罐开始，经过V13、蓄能水泵、V12、2号冷水机组（或锅炉）、V11、V14，回到蓄水罐，Ｖ３、V4、V7、V9关闭 二、蓄水罐释能过程：水的流向从蓄水罐开始，流经V14、V9、2号循环水泵、V5、分水器——集水器、V7、V13，回到蓄水罐，V11、V12关闭。 三、在蓄能过程中，1号循环水泵、1号机组可以向用户供冷（热），蓄冷（热）和供冷（热）是两个独立环路，互不影响。 四、蓄水罐释能时，也可以启动1号冷水泵及1号机组，释冷（热）、制冷（热）联供。 》公司简介

22. 蓄能技术简介 水蓄能的基本设备 蓄水罐（蓄水池）、蓄能水泵、释能水泵、板式换热器（蓄能水体为开式的系统）、自控系统 》公司简介 其中，以蓄水罐（蓄水池）为核心部件，而核心技术则是温度分层技术。

23. 蓄能技术简介 水蓄能的储存型式 有温度分层型、多水池型、隔膜型、迷宫型、多水池折流型，其中温度分层型是使用最广泛、投资最节省、控制最简单的型式 》公司简介

24. 蓄能技术简介 实施水蓄能的条件 • 执行峰谷电价的供电政策，或其他对蓄能优惠的电价政策、补贴 • 以水为冷热源媒介的中央空调系统，且制冷机（或锅炉）为电驱动 • 建筑具有安装水箱或水池的空间，或有可利用的消防水池（仅可用作蓄冷） 》公司简介 适用场所 商业，民用建筑空调（商场、酒店、办公楼、医院、车站、机场、体育馆等） 工业制冷（纺织、食品、制药等）

25. 蓄能技术简介 蓄能空调系统的优点 1、节省大量空调系统运行费用 1）节省高峰电力负荷，通过分时峰谷电价降低运行费用 2）节约部分电能，因为夜间蓄冷时，环境温度也较低，制冷机组的能效比白天搞。一般高6~8% 2、空调系统更加稳定可靠，不会出现因极端高温天气制冷机组高温报警停机而造成空调系统停冷情况。 3、对于新建空调系统，适当增加部分蓄冷蓄热功能，可以减小制冷机等主动力设备容量，节省投资；对于空调改造扩容情况，通过蓄能改造，提升现有冷暖设备的供给能力，节省投资 4、容易实现全自动运行，节省运行管理成本 5、节省配电容量及变配电基础设施投资 》公司简介

26. 蓄能技术简介 水蓄能与冰蓄冷比较 1、水蓄能系统电耗比相同容量的冰系统节电30%以上 2、水蓄能系统系统投资约是相同容量的冰系统的三分之一到二分之一 3、水蓄能系统维护简单，使用寿命长，像混凝土水池使用寿命在30年以上 4、水蓄能系统可以实现冷、热双蓄 5、水蓄能系统对制冷机组要求较低，普通中央空调冷水机组即可实现。 6、水蓄冷的蓄能密度较小，仅为冰蓄冷的四分之一到三分之一，因此占地空间大。 》公司简介

27. 蓄能技术简介 其他蓄能方式 1、共晶盐蓄热：蓄能密度大，投资高，适用于高温（150℃）以上蓄热场所 2、制冷剂相变蓄能：单位体积蓄能密度大，可达冰蓄冷能力的1.2倍，因此占地小；可与制冷机系统直接联系，不存在换热过程，因此比水蓄能能耗更低。 济南国海能源科技有限公司在这一领域积极探索，目前处于理论研究阶段。一旦有所突破，相信必会给蓄能领域带来革命性的改观，尤其工业用冷场所。 3、冰盐蓄冷。 普通冰蓄冷只能获得0℃左右的蓄能冷量，对于一些低温用冷（食品、制药、商场低温冷冻柜），普通冰蓄冷无法满足。冰盐蓄冷可以获得0℃以下的蓄能温度。 》公司简介

28. 蓄能技术简介 蓄能技术的发展 就单纯蓄能改造项目而言，除非条件非常优越，很难通过节省的运行费用回收改造投资（合同能源管理) ，因此蓄能必须和其他节能技术相结合，提高节能收益，才能进一步推广蓄能的发展。其中包括： 1、蓄能技术和地（水）源热泵相结合 2、蓄能技术和太阳能制冷相结合 3、新型蓄能技术，包括低温段熔盐蓄冷、相变蓄能等 4、蓄能技术和其他清洁能源相结合 》公司简介

29. 水蓄能原理 水蓄能原理 》公司简介

30. 水蓄能原理 温度分层型水蓄能原理 》公司简介 水的导热性能非常差，约是铜的七百分之一，通常水的热传导，是通过密度差及重力引起的对流来实现的。如果通过一些措施，使得水池中的水密度分布下高上低，那么重力便不会引发水的对流，自然水体便可以实现温度分层。

31. 水蓄能原理 温度分层型水蓄能原理 影响水体温度分层效果的因素： 1、水体截面流速， 2、进入水体的水射流扰动 为了减小射流扰动，蓄冷水体通常要加布水器。 优异的布水系统，蓄水体中形成的斜温层一般0.3~0.8m 》公司简介

32. 水蓄能原理 》公司简介

33. 水蓄能原理 》公司简介

34. 蓄能案例 蓄能案例 1、济南中信广场—全蓄热、部分蓄冷 2、舜耕山庄—部分蓄冷、蓄热+分布式能源 3、济南国际机场—部分蓄冷、蓄热+地源热泵 4、几个已投入使用的新建蓄冷项目 》公司简介

35. 蓄能案例 济南中信广场 项目情况： 济南中信广场位于济南市中心泉城广场西南角，地理位置优越，建筑美观、大气。大厦于2002年竣工并投入使用，总建筑面积约4万m2，其中主楼为3.2万m2，群楼建筑面积约0.8万m2。 制冷站配置3台550RT开利离心式制冷机组（总计5803kW），供夏季制冷空调；供暖配置3台1100kW电锅炉，供冬季采暖用热。消防水池一个，约800m3。 中信广场空调负荷主要集中在7:00~17:00。而此时段恰是用电高峰期，电价较高。空调负荷与电价对照见下图表： 》公司简介

36. 蓄能案例 济南中信广场 改造措施（单纯蓄能改造，全蓄热，部分蓄冷）： 1、改造消防水池，实现蓄冷功能； 2、在地下室某处新建300m³的蓄水池，实现蓄冷蓄热； 3、改造现有空调系统管路，实现蓄能功能； 4、改造现有空调系统的控制系统，使之满足蓄能控制要求。 改造后，空调负荷、制冷机（电锅炉）电耗、电价分布如下图表： 》公司简介

37. 蓄能案例 济南中信广场 效益分析： 改造前后运行费用比较见下表： 》公司简介

38. 蓄能案例 舜耕山庄 山庄现状： • 舜耕山庄供热（包括冬季空调采暖、全年卫生热水）由3台WNS2.8—1.0/95/70—Q天然气锅炉提供。全年消耗燃气 ： 849492m3。 （2012年统计数据） • 舜耕山庄空调制冷采用电驱动压缩式冷水机组，总制冷能力5099kW。 • 舜耕山庄执行济南市商业用电价： 尖峰时段：1.3461元 峰时段：1.2706元 平时段：0.8174 元 谷时段：0.3642元。 • 2013年8月25日起舜耕山庄天然气价格执行4元/Nm³。 》公司简介

39. 蓄能案例 舜耕山庄 • 改造措施（蓄能+分布式能源）： • 新上2台500KW天然气内燃机发电机组以及附属装置。发电机组为山庄提供部分电能；发电机组的缸套水、尾气等废热经过换热后接入原热水供热系统。 • 新上1000+100m³蓄水罐，1000m³蓄水罐冬季蓄热用于采暖，夏季蓄冷用于空调；100m³蓄水罐全年蓄热用于卫生热水 • 新上1400kW电锅炉，充分利用谷电，作为天然气的补充。 • 改造现有空调系统管路，实现蓄能功能 • 改造山庄配电系统，使之满足分布式能供能要求。 • 工艺流程示意图： 》公司简介 用电负荷 控制系统 发电机组 燃气 用热负荷 电锅炉 蓄能系统

40. 蓄能案例 舜耕山庄 能耗单价对比： 》公司简介

41. 蓄能案例 舜耕山庄 改造前后能耗费用对比： 》公司简介 年节省能耗费用321.9万元，投资回收期初步预测约3.1年。

42. 蓄能案例 济南国际机场 • 存在的问题: • 制冷季节耗电费用高 • 当前候机楼夏季制冷耗电费用高达每制冷季（5月1日—10月1日）205万元，新建登机廊桥及办公大楼投用后，制冷费用将高达347万元。 • 采暖费用高 • 整个机场冬季采暖费用高，2台10吨燃煤锅炉每个采暖季（11月15日—第2年的3月15日）费用高达700万元，平均每平方采暖费54元；新建登机廊桥及办公大楼需增加一台10吨燃煤锅炉，投用后采暖费用将高达1050万元。 • 热源容量受限制 • 当前机场采暖负荷，已达到2台10吨燃煤热水锅炉总加热能力的极限，无法满足新建办公大楼及南登机廊桥的采暖需求。 》公司简介

43. 蓄能案例 济南国际机场 改造措施（蓄能+地源热泵，部分蓄冷、蓄热）: 将机场制冷、采暖分成南北两区，其中： 南区空调制冷、采暖系统改造为：蓄能+地源热泵（低温），并将现有冷水机组改为热泵机组 北区采暖系统改造为：蓄热+地源热泵（高温）；空调制冷仍采用现有的分体式空调 实现满足新建面积投运后整个机场的制冷、采暖，燃煤锅炉全年停开目标。 》公司简介

44. 蓄能案例 济南国际机场 改造前后负荷变化对比: 改造前 改造后

45. 蓄能案例 济南国际机场 改造前后能耗费用对比： 》公司简介

46. 主要案例 • 蓄能案例 上海浦东国际机场（水蓄冷） 》公司简介 数据比较说明：每年可节省空调电费约900万元，水蓄冷空调较常规电制冷空调初投资节省650万元。

47. 主要案例 • 蓄能案例 济南奥体中心（水蓄冷） 济南奥体中心位于省城东部新城区，总占地面积81公顷，总建筑面积约35万平方米，包括一场三馆，总体布局成“东荷西柳”。6万人体育场在西边，呈“柳叶”造型；体育馆、网球中心、游泳中心在东边，呈“荷花”造型，分别取自济南的市树和市花。 》公司简介

48. 主要案例 • 蓄能案例 奥体中心“东荷”蓄冷系统 》公司简介

49. 主要案例 • 蓄能案例 济南西客站（冰蓄冷） 济南西客站的制冷总面积是16万平方米，冰蓄冷在其中是补充。冰球的用量是1200立方米。西客站总蓄冰量为：1200×58.4kw/h=70080kw/h。当时的计算负荷为150w/㎡。可供面积5672㎡。 1）峰谷电时间为晚上零点至早上7.30。蓄冰时间为7.5小时 2）机组选型：5台制冷量为2000kw/h的制冷机组 3）机组的输入功率为423kwh  》公司简介

50. 济南国海能源科技有限公司 Add.济南高新区新泺大街2008号银荷大厦D座501-1 Tel. 0531-88685755 Fax. 0531-88685755-8003 P.C：250101 Email:guohai@gohigh.cc http://www.gohigh.cc Thanks 谢 谢! 主 讲 人： 姜 培 朋 （电话：13001725232；邮箱13001725232@163.com）