冰蓄冷中央空調存在的問題與改進方法

（深圳中電投資股份有限公司，廣東 深圳 518000）

冰蓄冷中央空調將促進節能減排事業發展冰蓄冷中央空調是由冰提供冷源的中央空調系統，相對于常規中央空調增加一個蓄冰裝置。冰蓄冷中央空調可以減緩用電高峰緊張，比常規空調系統每年節約運行費用10%-30%。冰蓄冷技術的誕生，是人類能源開發與利用的又一場革命。冰蓄冷利用電網峰谷之間的差異來平衡電網使用效率，用戶投入較低的費用，便保證白天的空調供冷需求。

在我國，冰蓄冷技術的節能功效一直伴隨著爭議，不少人認為，冰蓄冷技術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，并沒有節能;同時，因為是使用的低谷電，所以享受低谷電價，只是實現了"節錢"。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 億平米的商務建筑物而言，如果全面使用商用建筑蓄冰空調系統，每年可為國家節電38.4 億元，節煤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，這一技術的實施還相當于為大氣減少217 萬輛汽車尾氣的排放量，種樹474 萬畝。在這樣的數據面前，我們不能否認，冰蓄冷技術是有巨大的節能潛力的。

1 冰蓄中央冷空調工作原理

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

2 冰蓄中央冷空調的優點

2.1 減少了電力需求。由于減少了風量，低溫送風系統的風機能耗可降低30%～40%，且由于采用供回水大溫差，冷水側水泵的電耗也可降低，節約電費預計為20%左右。

2.2 充分利用冰蓄冷系統的高品位低溫冷量，提高能源利用率。降低了初投資和運行費用。較低的送風溫度減少了所要求的送風量，減小了設備的大小和管路的尺寸，降低了系統費用，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。提高了現有空調系統的供冷能力。

2.4 用電移峰填谷比較明顯。在春、秋過渡季節時，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移。

3 冰蓄中央冷空調存在問題及優化

在與常規系統相比較的基礎上，對冰蓄冷低溫送風空調系統的特殊性進行了分析和研究，對其關鍵部分闡述了優化設計理論和方法。

3.1 送風溫度和蓄冷率是系統設計優化。冰蓄冷低溫送風空調系統的經濟分析，對冰蓄冷低溫送風系統的初投資和運行費用進行了分析，對不同運行控制策略下系統運行費用計算進行了研究，并提出了優化控制模式下系統全年運行費用的計算方法。同時介紹了冰蓄冷低溫送風空調系統的評價方法。

3.2 冰蓄冷低溫送風空調技術的全部生命力在于其經濟性。實現一個系統的經濟性即系統優化在于對系統的優化設計、優化控制和優化管理，其中優化設計是系統優化的基礎和關鍵。冰蓄冷低溫送風空調系統的優化設計應在達到規定的空調設計參數與保證運行可靠的前提下，實現初投資、轉移高峰用電負荷、節電與節省運行費用的最優化。

3.3 電價以及用電限制。當地的電價政策是是否使用蓄冷空調系統的重要因素。峰谷電價差越大，采用蓄冷空調越有利。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；峰谷電價比為2.5:1 時，可以放心采用蓄冷系統；峰谷電價比為3:1 時，可以大膽采用蓄冷系統。當然，在我國由于電價政策與國外不同，需要具體情況具體分析。合理確定設備容量還必須考慮到當地電力部門對高峰用電的限制政策。

3.3 建筑物類型。不同的建筑物其負荷分布不同。對于負荷比較集中，且負荷多發生在用電高峰時期的建筑物，采用蓄冷系統就可以充分利用低谷電價，節省空調系統的運行費用。晝夜負荷較平均的場所，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系統。

3.4 當地典型年的氣象資料。冰蓄冷低溫送風空調系統的選擇必須以整個供冷季節的逐時冷負荷分布為基礎，而逐時負荷是依據典型年的氣象資料算出的。全新風循環作為省能器供冷的地區，采用低溫送風空調系統就不合適了。

3.5 改進制冷設備。如壓縮機、閥門、控制系統等。設備上選用合資CIAT 冰球，可靠的 工業蝶閥等，從技術上采取國內外已有成功的經驗，省去冰蓄冷中央空調系統中的板式換熱器，認真做好增加系統的可靠性，采用變風量空調器，蝶閥和全部法蘭聯結，管道內壁防腐處理，增加乙二醇溶液回收裝置，防止溶液損失一系列技術措施，完全可以克服無換熱器缺點,達到降低投資運行費用的目的。

4 中央空調動態冰蓄冷技術的應用

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

動態冰蓄冷技術采用制冷劑直接與水進行熱交換，使水結成絮狀冰晶；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的能效。冰漿的孔隙遠大于固態冰，且與回水直接進行熱交換，負荷響應性能很好。動態冰蓄冷技術可應用于新建系統以及既有系統的節能改造。新建系統需要根據冷量輸送需求進行全新設計，其它過程相同，包括根據制冷機組的額定功率搭配制冰機組；根據負荷情況合理配置蓄冰槽，并根據應用場合配置不同的控制系統。

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