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适合于地铁工程的冰蓄冷方式研讨工学论文
摘要：依据地铁车站冷负荷变化的特点以及当地气象条件。电价政策通过对地铁车站常规制冷系统和冰蓄冷系统的投资及运营成本进行比较分析得出合理优化的制冷方案。
关键词：地铁 冰蓄冷技术 运行策略 技术经济
本文以成都地铁工程采用屏蔽门空调系统为例，根据成价工[2005]68号文件成都的峰谷电价比在3倍以上，利用“削峰填谷”。平衡电网负荷。节省运行费用。特别是地铁项目通风与空调系统是用电大户，采用蓄冷技术节省的运行费用更加可观。
适合地铁工程的全，冰系统
1、成都地区的电价政策
适合地铁工程的全蓄冰系统能充分发挥冰蓄冷技术的经济效益和合理的系统设计还跟当地的电力政策具有直接的关系。
由于地铁的空调期是5到10月而成都地区的丰水期6到10月，两个时期墓本重合。所以取用丰水期电价作为讨论问题的基础。
经对比知道。地铁车站空调高峰负荷与丰水期电价的高峰基本一致。即负荷的高峰即为电价的高峰在考虑冰蓄冷系统时有效避开电价高峰即有效转移了空调的负荷高峰。
2、适合地铁工程的全蓄冰方案
（1）份计思路
我们的分析基于近期客流对应的空调负荷进行。即采用相当于远期负荷90%的负荷值进行设备配置。
全蓄冰方案若严格按照设计日总冷负荷和利用低价电的原则。势必造成设备容量的增大。地铁车站空调系统90%的时间是在设计日高峰全日负荷的60%及以下的负荷条件下运行为了充分发挥全蓄冰移峰填谷的优势以60%设计日高峰全日负荷为基准在设备选型时要求夜间低谷电价阶段的，冰蓄完全满足白天所有时段空调系统运行所铸的冷蓄并考虑在高于60%设计日高峰全日负荷情况下，冰机在白天制冰运行，即融冰和蓄冰同时进行以满足设计日高峰全日负荷的需要。这样空调系统90%的时间是运行在全融冰状态。
而当空调全日负荷超过设计日高峰全日负荷的60%时（这样的时间在空调季节只有10%的时间约20天），在平价电价时间段，冰机进行蓄冰运行。此时由于蓄冰机回液温度较高，蓄冰效率比正常，冰工况下效率高也有利于全蓄冰系统的运行。
（2）系统介绍
本系统采用蓄冰球蓄冷。蓄冰机制冰循环只有乙二醉循环泵和蓄冰机。系统简单。运行控制简单。只要要求，冰机运行时即全负荷运行，运行效率高。
融冰循环由苗冷植乙二醉循环泵和板式换热路组成乙二醉二次循环系统经过板式换热器热交换后将空调系统所据冷蓄转移到循环水系统。冷冻水温度由乙二醉二次循环系统流，控制。
该系统的最大优点是可以实现蓄冰机在任何时候运行均在最大负荷下高效运行。蓄冰机为单工况蓄冰不需要部分，冰系统中因双工况制冷机进行工况转换时要求的转换时间。相应增加了t冰时间。
（3）制冰设备选择
由于地铁工程属投资大使用年限长的地下工程如在建成后进行土建改扩建几乎是不可能的。所以建筑设计时均按远期规划考虑。制冷设备在客流达到远期时几乎达到设备本身的服务年限。在分析冰蓄冷系统时按近期客流设计日典型车站逐时负荷及全日负荷为依据。
为了充分利用低谷价电蓄冰减小设备容量。在设备选型时要求夜间低谷电价阶段（8小时）的蓄冰量完全满足白天18小时所有时段空调系统运行所需的冷量。制冰机制冰容为：8653/8=1082kw。只有在空调季节的负荷高峰段（20天）。才需要蓄冰机在白天平价电时段全负荷进行蓄冰。
3、运行策略
（1）设计日高峰负荷阶段（20天）
系统所需全日负荷为13941 KWh时（约20天）蓄冰机需在谷价电时段共8个小时（蓄冰f 1082x8=8656KWh）及平价电时段5小时（蓄冰t5x1082=5410KWh）全负荷蓄冰运行（共计蓄冰8656+5410= 14066KWh}所蓄冰量满足全天空调系统全融冰运行所需冷量。此时有7小时是蓄冰系统及融冰系统同时而独立的运行。谷价电时段蓄冰量转移负荷比8656/14066=61。5%。
（2）空调季节的中期及后中期：60%的设计日高峰负荷8653KWh（约60天）
空调全日负荷在设计日高峰全日负荷的60%时系统所需冷量为8653KWh，蓄冰机运行时间为：8653/1082=8小时。也就是说蓄冰机在低谷价电运行所蓄8653KWh蓄冰量完全能满足全天空调系统所蓄冷量。此时有两小时是蓄冰和融冰同时进行。谷价电时段蓄冰量转移负荷比8653/8653＝100%。
（3）空调季节的初期及后期；30%设计日高峰全日负荷（约104天）
系统所豁全日负荷为2854KWh，蓄冰机运行时间只需2854/713=4就能满足白天空调系统所需冷量。谷价电时段蓄冰量转移负荷比100%。
4、系统特点
该系统具有以下特点：
冷却水循环和冷冻水循环均为独立系统与常规水冷空调系统差别小。
蓄冰循环和融冰循环相互联系又彼此独立相互联系是因为两个循环通过蓄冰榴将两个循环系统连通。同为乙二醇溶液。在蓄冰槽内汇合。相互独立是因为两个系统可以单独运行互不干扰系统简单可靠。
由于蓄冰与融冰循环各自独立两个系统可以同时运行，即蓄冰的同时又能融冰可以取代部分蓄冰的功能。
由于蓄冰与融冰循环各自独立，两个系统可以同时运行，此时由干蓄冰机回液温度提高。蓄冰机运行效率提高了。
蓄冰系统可以在任何时间段启动。不存在在部分蓄冰系统中出现的裕要给两个系统相互转换的时间。相应延长了蓄冰时间2小时。
由干蓄冰与融冰循环各自独立，该特点可以应对特殊天气特别是攀热天气引起的空调负荷突然增加。此时只需启动蓄冰循环即可。
由于蓄冰与融冰循环各自独立。系统设备串联少组成非常简单。控制系统简单有效。
技术经济比较
1、全蓄冰系枕与布分量冰系统、常规电制冷系统综合经济比极以典型车站（晚期高峰空调负荷为966kw。近期高峰空调负荷为875kw。包括小系统空调负荷）采用不同制冷模式进行综合经济比较：
部分蓄冰系统比常规制冷系统增加初投资约为132万元运行费用节省10。885万元。增加初投资的回收期132/10。885 ≈ 12。13年静态投资回收期约为12年。
全蓄冰系统比常规制冷系统增加初投资约为159。8万元运行费用节省14。726万元。增加初投资的回收期159。8/14，726≈10。85年静态投资回收期约为11年。
2、技术经济性分析综述
通俗地说冰蓄冷系统的本质是通过增加设备的初投资来减少日常运行的成本。我们的研究和分析是寻找一个适当的蓄冰方式使该系统的初投资和运行成本的比例更为合理。
（1）技术优势
全蓄冰技术方案虽然在投资较部分蓄冰方案略高11% （26。7万元/车站）。但在前文全蓄冰系统的特点论述中表明该系统具有系统简洁、运行稳定、兼有部分蓄冰方案功能，系统控制简单可靠等明显的技术优势。
（2）长远的经济效益
冰蓄冷系统初投资的增加主要体现在蓄冰装置部分的购置上。但这部分的投资不能简单地归为初投资的增加，它的使用寿命较长。一般能达到50年以上。在常规电制冷的冷水机组达到使用寿命时它不摇要更换即减少二次投资的费用。
在以上我们论述的全蓄冰系统中制冰机组每年空调季节运行的总时间只达到常规电制冷系统冷水机组运行时间的50%左右。为部分蓄冰系统的双工况冷水机组运行时间的30%左右。也就是说该全蓄冰系统的制冷机组的设备年限更长其它系统孺更换设备时。该系统的设备仍然能保证良好的运行状况。
（3）潜在的经济效益
高峰电力的不足将会随着我国经济的高速发展表现得更为突出峰谷电价比不可避免地将增大。也就是说如果在空调运行的回收期内电价比增加将会引起空调运行费用的大大减少。回收期也会相应减少。
结论
综上所述「适用于地铁工程的全蓄冰技术虽然一次性投资稍高。但鉴于其能充分实现地铁工程中用电负荷的移峰填谷节省空调设备的运行费用而且较部分蓄冰方式具有更多的技术上的优势。在地铁工程推荐使用全蓄冰系统。
参考文献
【1】《成都地长1号践关于车站冰蓄冷技术方案研究专越报告》
【2】《成都地铁2号线一期工程可行性研究冰蓄冷技术方案专题研究报告》
【3】方贵银《蓄冷空调工程实用新技术》人民邮电出版社
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