冰蓄冷中央空調(diào)存在的問題與改進(jìn)方法

（深圳中電投資股份有限公司，廣東 深圳 518000）

冰蓄冷中央空調(diào)將促進(jìn)節(jié)能減排事業(yè)發(fā)展冰蓄冷中央空調(diào)是由冰提供冷源的中央空調(diào)系統(tǒng)，相對于常規(guī)中央空調(diào)增加一個蓄冰裝置。冰蓄冷中央空調(diào)可以減緩用電高峰緊張，比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)每年節(jié)約運行費用10%-30%。冰蓄冷技術(shù)的誕生，是人類能源開發(fā)與利用的又一場革命。冰蓄冷利用電網(wǎng)峰谷之間的差異來平衡電網(wǎng)使用效率，用戶投入較低的費用，便保證白天的空調(diào)供冷需求。

在我國，冰蓄冷技術(shù)的節(jié)能功效一直伴隨著爭議，不少人認(rèn)為，冰蓄冷技術(shù)雖然是在晚上消耗電能的，但單位制冷量使用的電量是一定的，并沒有節(jié)能;同時，因為是使用的低谷電，所以享受低谷電價，只是實現(xiàn)了"節(jié)錢"。對于這一說法，有人專門做過這樣的估算，針對我國每年新增約3 億平米的商務(wù)建筑物而言，如果全面使用商用建筑蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，每年可為國家節(jié)電38.4 億元，節(jié)煤319 萬噸，減少二氧化碳867 萬噸，減少二氧化硫排放11.2萬噸。同時，這一技術(shù)的實施還相當(dāng)于為大氣減少217 萬輛汽車尾氣的排放量，種樹474 萬畝。在這樣的數(shù)據(jù)面前，我們不能否認(rèn)，冰蓄冷技術(shù)是有巨大的節(jié)能潛力的。

1 冰蓄中央冷空調(diào)工作原理

冰蓄冷空調(diào)就是利用水或一些有機鹽溶液作為蓄冷介質(zhì)，在夜間電力供應(yīng)冰蓄冷空調(diào)就是利用水或一些有機鹽溶液作為蓄冷介質(zhì)，在夜間電力供應(yīng)低谷期開機制冷，將它們制成冰或冰晶，到白天電力供應(yīng)的高峰期，利用冰或冰晶融解過程的潛熱吸熱作用，將冷量釋放出來，作為空調(diào)冷源，從而轉(zhuǎn)移高峰用電負(fù)荷，達(dá)到合理利用電力資源和減小國家電力工業(yè)建設(shè)投資的目的。

2 冰蓄中央冷空調(diào)的優(yōu)點

2.1 減少了電力需求。由于減少了風(fēng)量，低溫送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機能耗可降低30%～40%，且由于采用供回水大溫差，冷水側(cè)水泵的電耗也可降低，節(jié)約電費預(yù)計為20%左右。

2.2 充分利用冰蓄冷系統(tǒng)的高品位低溫冷量，提高能源利用率。降低了初投資和運行費用。較低的送風(fēng)溫度減少了所要求的送風(fēng)量，減小了設(shè)備的大小和管路的尺寸，降低了系統(tǒng)費用，從而從一定程度上補償了增加的制冰蓄冰費用。

2.3 占用建筑空間小。用較低的房間相對濕度提高了熱舒適。提高了現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的供冷能力。

2.4 用電移峰填谷比較明顯。在春、秋過渡季節(jié)時，除低谷時段開主機蓄冰外，其它時段可不開主機。高峰、平價時段用電完全轉(zhuǎn)移。

3 冰蓄中央冷空調(diào)存在問題及優(yōu)化

在與常規(guī)系統(tǒng)相比較的基礎(chǔ)上，對冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的特殊性進(jìn)行了分析和研究，對其關(guān)鍵部分闡述了優(yōu)化設(shè)計理論和方法。

3.1 送風(fēng)溫度和蓄冷率是系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化。冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟分析，對冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)的初投資和運行費用進(jìn)行了分析，對不同運行控制策略下系統(tǒng)運行費用計算進(jìn)行了研究，并提出了優(yōu)化控制模式下系統(tǒng)全年運行費用的計算方法。同時介紹了冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的評價方法。

3.2 冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)的全部生命力在于其經(jīng)濟性。實現(xiàn)一個系統(tǒng)的經(jīng)濟性即系統(tǒng)優(yōu)化在于對系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)化控制和優(yōu)化管理，其中優(yōu)化設(shè)計是系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)在達(dá)到規(guī)定的空調(diào)設(shè)計參數(shù)與保證運行可靠的前提下，實現(xiàn)初投資、轉(zhuǎn)移高峰用電負(fù)荷、節(jié)電與節(jié)省運行費用的最優(yōu)化。

3.3 電價以及用電限制。當(dāng)?shù)氐碾妰r政策是是否使用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的重要因素。峰谷電價差越大，采用蓄冷空調(diào)越有利。國外有資料介紹，峰谷電價比為2:1時，可以考慮采用蓄冷系統(tǒng)；峰谷電價比為2.5:1 時，可以放心采用蓄冷系統(tǒng)；峰谷電價比為3:1 時，可以大膽采用蓄冷系統(tǒng)。當(dāng)然，在我國由于電價政策與國外不同，需要具體情況具體分析。合理確定設(shè)備容量還必須考慮到當(dāng)?shù)仉娏Σ块T對高峰用電的限制政策。

3.3 建筑物類型。不同的建筑物其負(fù)荷分布不同。對于負(fù)荷比較集中，且負(fù)荷多發(fā)生在用電高峰時期的建筑物，采用蓄冷系統(tǒng)就可以充分利用低谷電價，節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的運行費用。晝夜負(fù)荷較平均的場所，如果不是低谷電價特別具有吸引力，原則上不適合用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。

3.4 當(dāng)?shù)氐湫湍甑臍庀筚Y料。冰蓄冷低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的選擇必須以整個供冷季節(jié)的逐時冷負(fù)荷分布為基礎(chǔ)，而逐時負(fù)荷是依據(jù)典型年的氣象資料算出的。全新風(fēng)循環(huán)作為省能器供冷的地區(qū)，采用低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)就不合適了。

3.5 改進(jìn)制冷設(shè)備。如壓縮機、閥門、控制系統(tǒng)等。設(shè)備上選用合資CIAT 冰球，可靠的 工業(yè)蝶閥等，從技術(shù)上采取國內(nèi)外已有成功的經(jīng)驗，省去冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)中的板式換熱器，認(rèn)真做好增加系統(tǒng)的可靠性，采用變風(fēng)量空調(diào)器，蝶閥和全部法蘭聯(lián)結(jié)，管道內(nèi)壁防腐處理，增加乙二醇溶液回收裝置，防止溶液損失一系列技術(shù)措施，完全可以克服無換熱器缺點,達(dá)到降低投資運行費用的目的。

4 中央空調(diào)動態(tài)冰蓄冷技術(shù)的應(yīng)用

我國大部分地區(qū)處于溫帶和亞熱帶，每年空調(diào)使用時間較長，在南方地區(qū)甚至可達(dá)8 個月。夏季高溫時段空調(diào)用電負(fù)荷大而且集中，這是造成城市電力負(fù)荷峰谷差的主要原因，而冰蓄冷空調(diào)是實現(xiàn)用戶側(cè)調(diào)峰的有效技術(shù)之一。目前我國已有的蓄冰空調(diào)工程設(shè)備70%以上來自國外，且99%都屬于靜態(tài)蓄冰技術(shù)，主要包括盤管制冰、冰球制冰等傳統(tǒng)靜態(tài)制冰方式，其體積大、運行成本高、制冰效率低，平均制冷量只有空調(diào)工況制冷量的50%。

動態(tài)冰蓄冷技術(shù)采用制冷劑直接與水進(jìn)行熱交換，使水結(jié)成絮狀冰晶；同時生成和溶化過程不需二次熱交換，由此大大提高了空調(diào)的能效。冰漿的孔隙遠(yuǎn)大于固態(tài)冰，且與回水直接進(jìn)行熱交換，負(fù)荷響應(yīng)性能很好。動態(tài)冰蓄冷技術(shù)可應(yīng)用于新建系統(tǒng)以及既有系統(tǒng)的節(jié)能改造。新建系統(tǒng)需要根據(jù)冷量輸送需求進(jìn)行全新設(shè)計，其它過程相同，包括根據(jù)制冷機組的額定功率搭配制冰機組；根據(jù)負(fù)荷情況合理配置蓄冰槽，并根據(jù)應(yīng)用場合配置不同的控制系統(tǒng)。

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