北方地區蓄冷空調、蓄熱空調的使用現狀

摘要：近年來，隨著對節能和環保的日益重視以及晝夜電價分計制產生，以及材料科學的快速發展，相變蓄冷和蓄熱的研究和應用發展迅速，于是蓄冷、蓄熱空調也得到了廣泛地使用。

關鍵詞：北方;蓄熱;蓄冷空調;使用情況

1 蓄冷空調的使用

蓄冷空調系統也是熱能儲存系統，即空調制冷設備利用夜間低谷點制冷，將冷量以冰、冷水和固體相變材料的形式儲存起來，在空調高峰負荷時間段利用儲存的冷量向空調系統供冷，以達到減少制冷設備安裝容量、降低運行費用和電力負荷削峰填谷的目的。蓄冷空調的蓄冷方式有兩種：一種是顯熱蓄冷，另一種是潛熱蓄冷，常用的蓄冷系統又可以分為三種基本類型：冰蓄冷、水蓄冷、共晶鹽蓄冷。

空調很適合蓄冷使用，大多數空調與供暖系統能夠間歇使用，如上班時供應、下班時關閉，這就會使系統本身可以使用原有設備在間歇期（夜間電力低谷期）進行能量儲存，為第二天的空調運行供能或補充，蓄冷空調的使用主要集中在城市建設和經濟發展迅速、同時用電量大、電力緊缺的北方也得到了應用和推廣，例如北京、河南、河北、等省市都采用了蓄冷空調。

河南作為人口最多的一個省，到了夏季用電量會很大，而且空調用電在電網中，特別是民用電中的比例越來越大，蓄冷空調的使用就變得越來越廣泛。

河南省人大服務住宅樓就采用了蓄冷、蓄熱空調，夏季冷源采用冰排管內融冰的部分冰蓄冷方案;夜間主機蓄冰時，住宅采用基載冷水機組繼續供冷。空調大部分運行在60%負荷，在這種負荷下，從冰蓄冷空調系統的優化原理可以知道蓄冰槽需要承擔大部分的冷負荷。在電力低谷時段23：00-6：00雙工況制冷機同樣是滿負荷進行蓄冰，由于蓄冰槽的供冷能力所占比例較大，在7：00-8：00及9：00-23：00的電力高峰段，負荷由蓄冰槽承擔;在電力平峰段，負荷大部分由蓄冰主機承擔，盡可能地降低了運行電費。冬季熱源采用3臺480Kw電鍋爐水蓄熱，蓄熱池為200m～3鋼筋混凝土水池，通過板式換熱器供給冬季空調循環熱水;70%以下冬季負荷時，采用全蓄熱，蓄熱池還全年提供蓄熱生活熱水。電鍋爐夜間產生的熱電超出夜間負荷的部分蓄存起來，白天需要采暖的期間，蓄存的熱量用于白天電力高峰期空調，從而充分享受電力優惠政策，減少冬季供暖運行費用，滿足供熱要求。

北京現在也使用蓄冷空調，北京首都體育館建成于1968年，原設計空調冷源利用北京西郊較豐富的地下水，由兩口深井汲取14℃的深井水。時隔20多年后，北京的地下水資源日益緊張，繼續以深井水作為空調冷源已經不可能，而且考慮到北京用電緊張，因此，首都體育館決定建造冷凍機房作為空調冷源，而且要求設置蓄冷水池，采用水蓄冷的方式，來緩解用電緊張。

河北北方學院附屬第一醫院門診樓，它的原空調系統運行費用不僅高而且還存在水力失調現象，為了節約能源和運行費用，改善醫療條件、辦公條件、醫院對原空調系統進行了改造，增加了冰蓄冷裝置，實現了夏季利用低谷電時段用冷水機組制冰蓄冷，待平谷和峰電時利用冰蓄冷系統制備空調用冷媒，而且蓄冷空調控制系統通過對制冷機、蓄冰箱、水泵、冷卻塔運行工況的調整和系統管路調節閥開度的控制，使空調系統各工況的模式處于最佳的狀態，為用戶提供穩定的供水量和溫度，全面實現系統的功能。

2 蓄熱空調的使用

大家一直認為，空調一直是南方居民用來采暖的“神器”，但是近些年，因為房間面積變大，暖氣不給力等許多因素，越來越多的北方住戶，也開始選擇用空調取暖。

空調設計中，以往都是按設計負荷（高峰負荷）選擇設備，因此熱源設備全年大部分時間均在部分負荷下運行，這樣不僅增加了初投資，也降低了熱源設備的效率，很不經濟，為了解決這一問題，蓄熱技術應運而生，它可充分利用夜間低谷電力，使熱源設備一直保持額定輸出，在最高效率下運行。

正所謂“三九四九冰上走”，三九是被認為是一年中最冷的時候，特別是在我國北方，此時人們正遭遇著“刺骨”之冷，“刺骨”之痛。低溫時需要供暖的代名詞。雖然大部分北方地區實現了集中供暖，但是部分地區還沒有達到提供暖氣的條件，比如說北方的農村，比如說我的家鄉，在河南的一個農村，并沒有提供暖氣，到了冬天大部分都是采用空調來進行取暖的，大部分家庭會選擇普通空調，但是此空調比較耗電，就會有人在購買空調時選擇蓄熱空調，說起蓄熱空調，使用最多的就是松下空調，冬季低溫環境下，一般空調在制熱時會出現10分鐘左右，甚至更長時間的暫時停機。盡管空調出風口打開，但并無熱風吹出，造成室內溫度忽冷忽熱不穩定，蓄熱空調搭載松下蓄熱系統，通過把壓縮機運轉的時所產生的廢熱加以回收利用，無需室內機專門停機對室外機進行除霜，可保持平穩運轉，恒溫制熱，使空調制熱效果得到提升，不僅讓室內使用體驗得到了很大改善，而且節約了耗電量。

但是對于一些大型建筑一般都是采用集中熱源的，此時的蓄熱空調不單單只是空調系統，它要與鍋爐、蓄熱系統結合一起才能達到此時的供暖要求。比如北京的杰寶公寓最初的設計方案是采用常規的空調系統，夏季采用2臺螺栓式冷水機組為商場供冷，公寓部分采用分體空調;冬季采用3臺燃氣鍋爐對商場和公寓實行集體供熱，為避免鍋爐本體承壓過高，供暖熱水和空調熱水均經過二次換熱，后來發現這種方案不大被顧客接受，于是取消了公寓集中供暖系統，采用了戶式壁掛爐，但是商場卻需要設置一個天然氣調壓站、一套換熱設備，而且設于地下的鍋爐房的煙囪必須靠外墻出至屋面以上，工程量大而且影響建筑外觀，于是，后來提出來安裝2臺電熱鍋爐，利用夜間低價谷電進行蓄熱，電能蓄熱的介質為水，白天為商場空調供熱。

系統蓄熱量是隨著商場熱負荷的變化而變化，室外溫度降低時，空調熱負荷變大，蓄熱量增加，蓄熱時間長，為了保證空調的供水溫度不高于60℃，設一電動三通調節閥，使部分回水流入蓄水罐，部分通過旁通管與蓄熱罐出水混合，旁通水量的大小由蓄熱罐出水溫度和空調回水溫度決定。

電能蓄熱比較適合空調白天運行，夜間停機的場合，如商場、寫字樓、博物館等公共建筑，同空調蓄冷想比，采用空調蓄熱成本低廉，運行可靠，空調蓄熱采用谷電蓄熱，對冬季電網負荷起到積極的穩定作用。

隨著社會的進步和生活質量的提高，空氣調節已經成為我們不可缺少的一個組成部分，但是空調用電量高峰時可以加大電網的峰谷用電差，不節能，所以必須要加強用電需求管理，要推動用戶削峰減谷，但它不可能把人們的生活規律改變了，所以只有通過技術手段才能提高用電效率，節約電能，蓄冷、蓄熱空調技術能夠幫助電網有效實行移峰填谷，達到節能的目的。如今，蓄冷、蓄熱空調在不少地區已經得到了廣泛的應用，隨著人們節能意識的加強和政策的支持，蓄冷、蓄熱空調在中國的應用會越來越廣泛。

參考文獻：

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作者簡介：毛明瑞（1999，07-），女，河南省新鄉人，鄭州市高新技術開發區鄭州大學 建筑環境與能源應用工程專業? 本科生