冰蓄冷中央空调存在的问题与改进方法

摘要：随着社会的发展和人们生活水平的提高，空调在现代建筑中的应用越来越广泛，但是空调的高耗能给电力市场带来了巨大压力，冰蓄冷空调作为蓄热空调技术应用的一种主流形式，近年来在我国得到了较快的发展，冰蓄冷空调不仅能提高发电设备的年利用率，还可减小制冷设备容量和装设功率，大大降低空调系统的运行费用和维修费用，作为新技术当然也存在一些缺点和问题。本文就冰蓄冷中央空调存在的问题进行研究，提出改进方法。

关键词：冰蓄冷；动态冰蓄冷技术；中央空调

中图分类号：u463.85+1 文献标识码：a

冰蓄冷中央空调将促进节能减排事业发展冰蓄冷中央空调是由冰提供冷源的中央空调系统，相对于常规中央空调增加一个蓄冰装置。冰蓄冷中央空调可以减缓用电高峰紧张，比常规空调系统每年节约运行费用10%-30%。冰蓄冷技术的诞生，是人类能源开发与利用的又一场革命。冰蓄冷利用电网峰谷之间的差异来平衡电网使用效率，用户投入较低的费用，便保证白天的空调供冷需求。

在我国，冰蓄冷技术的节能功效一直伴随着争议，不少人认为，冰蓄冷技术虽然是在晚上消耗电能的，但单位制冷量使用的电量是一定的，并没有节能；同时，因为是使用的低谷电，所以享受低谷电价，只是实现了"节钱"。对于这一说法，有人专门做过这样的估算，针对我国每年新增约3亿平米的商务建筑物而言，如果全面使用商用建筑蓄冰空调系统，每年可为国家节电38.4亿元，节煤319万吨，减少二氧化碳867万吨，减少二氧化硫排放11.2万吨。同时，这一技术的实施还相当于为大气减少217万辆汽车尾气的排放量，种树474万亩。在这样的数据面前，我们不能否认，冰蓄冷技术是有巨大的节能潜力的。

1 冰蓄中央冷空调工作原理

冰蓄冷空调就是利用水或一些有机盐溶液作为蓄冷介质，在夜间电力供应冰蓄冷空调就是利用水或一些有机盐溶液作为蓄冷介质，在夜间电力供应低谷期开机制冷，将它们制成冰或冰晶，到白天电力供应的高峰期，利用冰或冰晶融解过程的潜热吸热作用，将冷量释放出来，作为空调冷源，从而转移高峰用电负荷，达到合理利用电力资源和减小国家电力工业建设投资的目的。

2 冰蓄中央冷空调的优点

2.1 减少了电力需求。由于减少了风量，低温送风系统的风机能耗可降低30%～40%，且由于采用供回水大温差，冷水侧水泵的电耗也可降低，节约电费预计为20%左右。

2.2 充分利用冰蓄冷系统的高品位低温冷量，提高能源利用率。降低了初投资和运行费用。较低的送风温度减少了所要求的送风量，减小了设备的大小和管路的尺寸，降低了系统费用，从而从一定程度上补偿了增加的制冰蓄冰费用。

2.3 占用建筑空间小。用较低的房间相对湿度提高了热舒适。提高了现有空调系统的供冷能力。

2.4 用电移峰填谷比较明显。在春、秋过渡季节时，除低谷时段开主机蓄冰外，其它时段可不开主机。高峰、平价时段用电完全转移。

3 冰蓄中央冷空调存在问题及优化

在与常规系统相比较的基础上，对冰蓄冷低温送风空调系统的特殊性进行了分析和研究，对其关键部分阐述了优化设计理论和方法。

3.1 送风温度和蓄冷率是系统设计优化。冰蓄冷低温送风空调系统的经济分析，对冰蓄冷低温送风系统的初投资和运行费用进行了分析，对不同运行控制策略下系统运行费用计算进行了研究，并提出了优化控制模式下系统全年运行费用的计算方法。同时介绍了冰蓄冷低温送风空调系统的评价方法。

3.2 冰蓄冷低温送风空调技术的全部生命力在于其经济性。实现一个系统的经济性即系

统优化在于对系统的优化设计、优化控制和优化管理，其中优化设计是系统优化的基础和关键。冰蓄冷低温送风空调系统的优化设计应在达到规定的空调设计参数与保证运行可靠的前提下，实现初投资、转移高峰用电负荷、节电与节省运行费用的最优化。

3.3 电价以及用电限制。当地的电价政策是是否使用蓄冷空调系统的重要因素。峰谷电价差越大，采用蓄冷空调越有利。国外有资料介绍，峰谷电价比为2：1时，可以考虑采用蓄冷系统；峰谷电价比为2.5：1时，可以放心采用蓄冷系统；峰谷电价比为3：1时，可以大胆采用蓄冷系统。当然，在我国由于电价政策与国外不同，需要具体情况具体分析。合理确定设备容量还必须考虑到当地电力部门对高峰用电的限制政策。

3.3 建筑物类型。不同的建筑物其负荷分布不同。对于负荷比较集中，且负荷多发生在用电高峰时期的建筑物，采用蓄冷系统就可以充分利用低谷电价，节省空调系统的运行费用。昼夜负荷较平均的场所，如果不是低谷电价特别具有吸引力，原则上不适合用蓄冷空调系统。

3.4 当地典型年的气象资料。冰蓄冷低温送风空调系统的选择必须以整个供冷季节的逐时冷负荷分布为基础，而逐时负荷是依据典型年的气象资料算出的。全新风循环作为省能器供冷的地区，采用低温送风空调系统就不合适了。

3.5 改进制冷设备。如压缩机、阀门、控制系统等。设备上选用合资ciat冰球，可靠的工业蝶阀等，从技术上采取国内外已有成功的经验，省去冰蓄冷中央空调系统中的板式换热器，认真做好增加系统的可靠性，采用变风量空调器，蝶阀和全部法兰联结，管道内壁防腐处理，增加乙二醇溶液回收装置，防止溶液损失一系列技术措施，完全可以克服无换热器缺点，达到降低投资运行费用的目的。

4 中央空调动态冰蓄冷技术的应用

我国大部分地区处于温带和亚热带，每年空调使用时间较长，在南方地区甚至可达8个月。夏季高温时段空调用电负荷大而且集中，这是造成城市电力负荷峰谷差的主要原因，而冰蓄冷空调是实现用户侧调峰的有效技术之一。目前我国已有的蓄冰空调工程设备70%以上来自国外，且99%都属于静态蓄冰技术，主要包括盘管制冰、冰球制冰等传统静态制冰方式，其体积大、运行成本高、制冰效率低，平均制冷量只有空调工况制冷量的50%。

动态冰蓄冷技术采用制冷剂直接与水进行热交换，使水结成絮状冰晶；同时生成和溶化过程不需二次热交换，由此大大提高了空调的能效。冰浆的孔隙远大于固态冰，且与回水直接进行热交换，负荷响应性能很好。动态冰蓄冷技术可应用于新建系统以及既有系统的节能改造。新建系统需要根据冷量输送需求进行全新设计，其它过程相同，包括根据制冷机组的额定功率搭配制冰机组；根据负荷情况合理配置蓄冰槽，并根据应用场合配置不同的控制系统。