空调蓄冷方式的比较

空调蓄冷技术 #、
#&*++空调蓄冷的方式
’()() 水蓄冷
水蓄冷是利用价 格 低 廉 、使 用 方 便 的 水 作 为蓄冷介质， 利用水的显热进行冷量储存的， 它
)(’ 移 峰 填 谷 方 式 主 要 为 抽 水 蓄 能 电 站 ，
利用电网谷段电量抽水蓄能，在电网峰段发电
【作者简介】 管 屏， 男， 毕业于上海机械学院动力工程系， 现为上海第二工业大学教师。
电网调峰方式 *、
从调峰机理上分析，目 前 实 际 应 用 的 电 网 调峰方式大体上有三类： 调峰、 移峰填谷和削峰 填谷。
)() 调 峰 方 式 主 要 有 大 容 量 火 电 机 组 调
峰、 火电机组二班制运行调峰、 大型重油内燃发 电机组调峰以及大型燃气轮发电机组调峰等， 这些都是被动式调峰， 即根据负荷需求， 调节机 组出力或定时起动待运机组。
上 海 去 年 和 今 年 由 于 夏 季 持 续 高 温 ，使 空 占 调用电量猛增， 空调用电负荷约 5** 万 千 瓦 ， 全市夏季用电负荷的 4*/ 左 右 ，造 成 上 海 用 电 高峰时供需缺口在 4** 万 千 瓦 左 右 。上 海 有 关 方面只能采取各种限电措施来确保居民生活用 电不受影响及电网安全运行。 但上海总体上并不缺电 ，现 在 的 最 大 矛 盾 是白天用电负荷很高， 而夜晚负荷很低。 解决这 个矛盾的方法有二个：一是在今后的中央空调 建设项目中采用燃油或燃气的溴化锂吸收式制 冷机组， 此为一个渐进的过程， 且要视今后的能 源环境政策而定；二是大力推进各种电网调峰 技术。
制冰桨机的动态制冰。 当空调系统采用蓄 冰 和 低 温 送 风 相 结 合 的 形式后， 系统的管网， 风机、 天窗、 风扇和盘管， 泵， 配电设施以及冷却塔等附件， 在材料、 尺寸 和容量方面要比无蓄冰的制冷系统要 小 ，可 实 现系统设备投资上的节约。 在建设过程中， 施工 量和材料消耗量相对也要减少。 另外， 由于减少 了管网和空气分配系统的体积，建筑 物 的 可 用 空间会有所增加。 在运行时， 由于风扇和水泵设 备容量的减少， 其耗电量也会降低。所以， 在空 调工程中，选用蓄冰和低温送风系统 相 结 合 在 初投资上是可以和常规制冷空调系统相竞争 的， 且在分时计费的电价结构下， 其运行费用要 比常规制冷空调系统低得多。
# 采用大温差水蓄冷槽使得空调末端侧
亦有了大温差化的可能，空调水量的减 少 带 来 水泵动力的减少。
"#$#" 大过冷度制冷 & 高温水蓄冷空调系统
如果水蓄冷系统中水温在高于 !’( — !"( 情况下也能被利用，那么该系统的单位 容 积 蓄 冷量将增大， 并具有许多优点。 为了突破这种约 束，根据使制冷剂在节流前过冷可以提 高 制 冷 量的原理，提出了采用大过冷度逆流式 过 冷 器 的水蓄冷空调系统，该系统的最大优点 在 于 拓 宽 了 空 调 水 蓄 冷 限 定 在 !"( 以 下 的 温 度 范 围 ， 能利用现有蓄冷空调系统所难以充分利用的 空 调机回水温度 （!"( ） 以上的蓄冷量来供冷， 理 论上可将空调用蓄冷的有效温度提到仅比冷 凝 器出口的制冷剂略低的温度，例如达到 环 境 的 温度 （$’( ） ， 这样可使水单独作为空调蓄 冷 剂 ， 并有足够大的单位容积显热 （!’’ — !"’)* + , ） ， 而水蓄冷的所有优点都被充分发挥。 该系统有以下几个优点： 不需要更换已 ! 适合常规制冷机组运行， 有的空调设备。
合理用能技术
箱， 提高了过冷器的换热效率， 减少系统投资。 这些新技术的应用必将提高水蓄 冷 技 术 与 其它蓄冷技术的竞争力，使水蓄冷技术的应用 场合得以进一步拓展。
建议场地宽裕的企业，如上 海 浦 东 及 郊 区 几个工业开发区中的企业， 应优先发展投资小、 收益大的水蓄冷调峰系统。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
参考文献： 结束语 !、
表 ! 水蓄冷系统和冰蓄冷系统的比较
水蓄冷 工所需设备空间 设备初投资费用 制冷机组选择 制冷机耗电 冷水泵耗电 维修费用 贮槽用于冬季蓄热 技术要求程度 大 低 自由选择 冰蓄冷 水 蓄 冷 的 ! " #$! " % 高 专用机组
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高 高 可兼用 容易
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"#"$$空调蓄冷方式的比较
目前，共晶盐蓄冷系统 和 气 体 水 合 物 蓄 冷 系统由于技术经济上的原因，在实际工程中使 用比较少，实际工程中使用最多的是冰蓄冷系 统， 其次是水蓄冷系统。 所以下面只对冰蓄冷和 水蓄冷两种方式进行比较。 水蓄冷系统和冰蓄冷系统的 简 单 比 较 见 表 水蓄冷系统和冰蓄冷系统各有利 ! 。可以看出， 弊。一般讲， 在空间容许的情况下， 在进行系统 改造时，为了充分利用原有制冷设备多选用水 蓄冷系统。在可用空间和电力供应比较紧张的 大都市， 在对新、 旧建筑物空调系统进行设计和 改造时， 应用冰蓄冷空调系统的较多。所以， 在 选择蓄冷系统类型时，必须进行技术经济分析 和比较， 以确定最佳方案。
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空调蓄冷方式的比较
" 上海第二工业大学
摘
管
屏
要： 本文介绍了电网调峰的几种方式， 蓄冷空调在电网调峰中的
重要地位， 各种蓄冷方式和特点， 并对水蓄冷和冰蓄冷的应用条件进行 了比较， 指出了上海地区水蓄冷技术的应用领域。 电网调峰 关键词： 蓄冷空调 水蓄冷 冰蓄冷
供电， 将谷段电力移至峰段使用， 从而达到电网 调峰的目的。
低 中 差 高
对于上海而言，若要在 较 短 时 间 内 缓 解 夏 季高峰时段的供电紧张状况，同时尽量节约企 业投资， 在场地允许的情况下， 应优先考虑技术 较为容易且投资较少的水蓄冷系统方式。特别 是在上海浦东及郊区几个工业开发区中的企
" 采用逆流式过冷器和自然分层蓄冷水
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为缓解上海夏季供电紧张状 况 ，采 用 蓄 冷 空调系统对用电负荷进行削峰填谷是最为经济 也最有效的方式。 目前业已成热的空调蓄冷方式有 水 蓄 冷 和 冰蓄冷两种，它们都能达到人们所预期的削峰 填谷效果。水蓄冷所需投资不大， 所占用的空间 较大。 水蓄冷可在不更换制冷机组的情况下添加 蓄冷系统。 另外， 水蓄冷系统可以利用消防水池、 原有的蓄水设施或建筑物地下室作为蓄冷容器， 从而降低水蓄冷系统初投资。冰蓄冷的投资较 大， 但所需空间较少， 适用于场地紧张的地方。 此 外， 冰蓄冷系统需要更换专用的制冷机组。 华泽钊， 刘道平， 吴兆琳， 邬志敏， 蓄冷技 $、 术及其在空调工程中的应用，北京：科学出版 社， $../ 严德隆， 张维君， 空调蓄冷应用技术， 北 !、 京： 中国建筑工业出版社， $../ 刘鉴民， 蓄冷空调与其它常用电网调峰 0、 方式调峰效益 的 比 较 研 究 ，电 网 技 术 ， $../ ， !$ （$! ） 方贵银， 陈则韶， 大过冷度制冷—高 温 水 #、 蓄冷空调系统研究， 中国建设信息： 供热制冷， （1 ） !""! ， "" 于航， 渡边俊行， 大温差水蓄冷空调系统 2、 的工程应用实例， 暖通空调， （0 ） !""! ， 0!
’()(’ 冰蓄冷
由于水 蓄 冷 系 统 的 局 限 性 ， 冰 蓄 冷 于 &* 年 代脱颖而出， 在世界各国得到迅速发展。 冰蓄冷就是将 水 制 成 冰 的 方 式 ，利 用 冰 的 相变潜热进行冷量的储存，由于冰蓄 冷 除 可 以 利用一定温差的水显热外，主要利用的是 因此与水 蓄 冷 相 比 ， 冰蓄冷 !!$+, - +. 相变潜热， 系统的蓄冷能力提高 )* 倍以上 ， 并可使蓄冷槽 体积减小 &*/ 左右。 冰蓄冷系统的 技 术 水 平 要 求 较 高 ，它 必 须 使用特定的制冷机组，要求制冷剂的 蒸 发 压 力 要低， 所以压缩机耗能高。而且， 冰蓄冷系统的 设计和控制比水蓄冷系统复杂好多。 采用的制冰形式主要有： 管内、 管外蓄冰， 密封件蓄冰罐的静态制冰和冰收获器 、接 触 式
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合理用能技术
时的热传递效率高。 对于直接接触式蓄冷系统、 热交换效率与蓄冷水相当， 而且技术简单。 易于 与现有的冷水机组空调系统配用。低压系统的 造价大大低于共晶盐式， 具有较大的吸引力。 但 此方法还有一系列问题有待解决、如制冷剂蒸 气带水份的消除， 防止水合物膨胀堵塞， 制冷剂 中润滑油的分离。
)(! 削 峰 填 谷 方 式 主 要 为 蓄 冷 空 调 ， 它 是
负荷侧调峰技术，即电能用户利用电网 谷 段 电 力制冷蓄冷以提供用户需供冷时的需求 ，从 而 使电网负荷峰波平坦。其结果不仅可免除 机 组 调峰，还大大减低了城市配电网的最大 供 电 负 荷。 对以上三种调峰方式 进 行 技 术 经 济 分 析 可 知，蓄冷空调系统是目前所有可能采用 的 调 峰 技术中最经济也最有效的方式。作为社会 总 投 资， 蓄冷空调系统也是最低的。 此外蓄冷空调系 统还可减少矿物燃料对环境的污染以及避免 建 造抽水蓄能水库对环境的影响。 为鼓励用户削峰 填 谷 ，上 海 电 力 部 门 制 定 了峰谷电价政策， 将高峰电价与低谷电价拉开， 低谷电价只相当于高峰电价的 ) - 4($ ， 鼓励用户 使用低谷电，为蓄冷空调这一技术提供 了 广 阔 的应用前景。
’()(4 气体水合物蓄冷
气体水合物是在特 定 温 度 和 压 力 下 水 在 外 来气体分子周围形成坚实包络状结晶 体 ，在 水 合初结晶对释放出相当于水结冰的相变 热 。由 于 大 多 数 制 冷 剂 与 水 相 作 用 时 能 在 $%)!# 条 件下形成气体水合物， 而且结晶相变热较大， 被 认为是理想的空调蓄冷介质。气体水合 物 蓄 冷 是一新兴的空调蓄冷技术，它不仅蓄 冷 温 度 与 空调工况相吻合， 蓄冷密度高、 而且蓄冷—释 冷
’()(! 共晶盐蓄冷系统
共晶盐 （也 称 为 优 态 盐 、 蓄冷是利用 012 ） 固液相变持性蓄冷的另一种方式。蓄冷 介 质 主 要是由无机盐、 水、 促凝剂和稳定剂组成的混合 物。目前应用较广泛的是相变温度约为 & — 3# 的共晶盐蓄冷材料 ，其 相 变 潜 热 约 为 3$+, - +. 。 在蓄冷系统中， 这些蓄冷介质多置于板状、 球状 式其它形状的密封件中， 再放置于蓄冷槽中。 一 般地讲， 其蓄冷槽的体积比冰蓄冷槽大， 比水蓄 冰槽小。 其主要优越性在于它的相变温度较高， 可以克服冰蓄冷要求很低的蒸发温度的弱点、 并可以使用普通的空调冷水机组。虽然 该 系 统 的制冷效率比冰蓄冷系统高，但蓄冷 材 料 成 本 较高， 且易发生老化现象。
业，它们大多有中央空调系统并且都有 很 大 的 绿化地或空地， 便于在地下建造蓄水槽。
"#%$$水蓄冷技术的发展
为了提高水蓄冷 技 术 竞 争 力 ，国 内 外 的 一 些研究机构和企业开始开发更经济高效的水 蓄 冷新技术：
"#$#! 大温差型水蓄冷空调系统
即 通 过 扩 大 水 蓄 水 池 的 蓄 冷 温 差 达 %& 甚至更大， 达到增加蓄冷量， 减小水蓄冷 !’( ， 槽体积， 提高空调系统效率的目的。 大温差水蓄冷有以下独到的优点： 克服水蓄冷 ! 可以减小水蓄冷槽的体积， 槽体积大的弱点。 避免带来系统 " 可以使用常规空调设备， 初投资增加的压力。
!) !上海节能 !"#$%"#& ’$()%* +,$-().#/&,$ 011234536
合理用能技术
具有初投资少、 系统简单、 维修方便、 技术要求 低、 可以使用常规空调制冷系统， 以及在冬季可 以用于蓄热等特点。用水蓄冷在很多场 合 是 成 功的， 它有许多其它蓄冷材料不可比拟的优点， 即传热性能好、 性能稳定、 价廉易得。水蓄冷技 术适用于现有常规制冷系统的扩容或改造， 可 以实现在不增加或少增加制冷机组容量的 情 况 下， 提高供冷能力。另外， 水蓄冷系统可以利用 消防水池、蓄水设施或建筑物地下室 作 为 蓄 冷 容器， 这样可以降低水蓄冷系统的初投资， 以提 高系统应用的经济性。 水蓄冷的主要技术 问 题 就 是 保 持 蓄 水 槽 中 热回水与水槽中的冷水处于分离状态 ，避 免 进 出水直接混合，解决方法是合理设计 水 蓄 冷 槽 的结构形式， 如可采用多蓄水罐方法、 迷宫法、 隔膜法、 自然分层方式等方法。 其中自然分层水 蓄冷技术应用得较为普遍。 但常规的水蓄冷系统是利用 ! — "# 左右的 低 温 水 进 行 蓄 冷 ，并 且 只 有 $%&# 的 温 差 可 利 用， 其单位容积蓄冷量较小， 使水蓄冷系统的蓄 冷水池占地面积较大，所以水蓄冷系 统 没 有 被 广泛采用。