使用冰蓄冷中央空调需要注意的问题与优化方向

使用冰蓄冷中央空调需要注意的问题与优化方向

随着人们对生活质量重视程度和消费水平的提高，工作和生活环境中的使用空调的情况越来越多，在改善生活环境的同时也给电力供应和环境资源带来较大压力。冰蓄冷空调作为一种新兴的蓄热空调技术应用形式，在我国拥有较为广阔的发展空间。冰蓄冷空调具有有效提高能源利用效率，减小制冷设备体积和装设功率，从而大幅降低空调系统的运行费用和维修费用的优点。文章介绍了冰蓄冷技术的原理和优势，并对其优化改进提出相关建议。

标签：冰蓄冷；动态冰蓄冷技术；中央空调

冰蓄冷中央空调使用独特的节能环保技术。它以冰作为冷源，在结构上比常规中央空调多出一个蓄冰装置。冰蓄冷中央空调在人类能源开发与利用领域实现了新突破，它能够降低用电高峰压力，节约投资和运行成本，冰蓄冷技术通过调整不同用电时段的电力负荷，在保障白天空调制冷需求的基础上，降低用户用电成本。相较于一般的常规空调，每年可以节省10%～30%的运行费用。

在国内，人们关于冰蓄冷技术的节能作用的讨论长期存在。有相当一部分人认为，冰蓄冷技术在晚上主要是在夜间消耗电能，虽然缓解用电压力，但消耗的电量是不变的，只是单纯因为夜间电价便宜而节约了用电成本，并没有节能。基于这一论点，有人进行了相关测算。以我国每年新增的约3亿平米的商务建筑物为例，如果全面使用商用建筑蓄冰空调系统，每年可为国家节省用电资金38.4亿元，节煤319万吨，减少二氧化碳排放867万吨，减少二氧化硫排放11.2万吨。换句话说，上述减排结果大致等效于为大气减少217万辆汽车尾气的排放量，种树474万亩。从上述数据，可以看到冰蓄冷技术的节能潜力是何等巨大。

1 冰蓄中央冷空调工作原理

冰蓄冷空调以水或有机盐溶液作为蓄冷介质，在夜间运行制冷，将蓄冷介质转换成固态，在白天通过融化吸收热量，达到降温效果。由于夜间为供电低谷时段电价较低，而白天处于用电高峰电价较高，冰蓄冷空调通过自身制冷蓄冷时段分别处于用电高峰和低谷时段的特点，既缓解了高峰时期的用电压力，提高用电低谷时段用电效率，同时也利用不同时段的电价差来节约用电费用，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 降低电力需求

冰蓄冷技术使用冰为冷源，风量相对减少，从而使得低温送风系统的风机能耗降低30%至40%。同时，因为供回水温差很大，冷水侧水泵能耗也有所降低，大体可节约电费约20%左右。

2.2 降低了初投资和运行费用

由于冰蓄冷系统冷量品位很高，使得能源利用效率大幅提升，而且送风温度较低，降低了送风量的要求，从而实现了设备和管路的小型化，减小了占有空间，降低了设备造价，从一定程度上弥补了制冰蓄冰增加的费用额度。

2.3 用较低的房间相对湿度提高了热舒适

由于以冰作为冷源，空气湿度相对较低，空气更加清新，体感舒适度有所上升。

2.4 用电“移峰填谷”效果明显

特别是在春、秋两季，主机只需在用电低谷时段启动蓄冰，其他时段无需启动，从而实现了高峰、平价时段间的用电转移。

3 冰蓄中央冷空调存在问题及优化

冰蓄冷系统可以实现电网的“移峰填谷”的效果，这可从价格差中带来经济效益。但是冰蓄冷系统的初投资费用比常规空调高很多，成为限制其发展的一个重要因素。如何最大限度地发挥其节能的优点，可快速恢复最初的投资，是冰蓄冷空调技术和设计的关键。冰蓄冷低温送风空调系统具有具有常规空调系统无法比拟的优点，同时也存在着一些不足。通过对冰蓄冷低温送风空调系统和常规空调系统的对比分析，就其关键部分的改进优化提出相关建议。主要有以下几个方面。

3.1 加强对送风温度和蓄冷率的系统设计优化

送风温度和蓄冷率是冰蓄冷低温送风空调系统的关键参数，直接影响着空调系统的能源利用效率和经济效益。从系统设计角度对送风温度和蓄冷率进行优化，是提高冰蓄冷送风空调系统技术水平和经济效益的根本途径。

3.2 冰蓄冷低温送风空调技术的核心价值在于可以实现较高水平的经济效益

要保障系统的经济效益，实现系统优化需要从设计、控制和管理几个方面着手。其中设计是根源和基础。冰蓄冷低温送风空调系统的优化设计要在满足设计指标和安全运行的基础上，降低初投资成本，平衡不同用电时段的电力负荷，从而实现降低电力资源消耗和节约经济成本的最优化。

3.3 考虑电价以及用电限制的影响

当地的电价政策是决定冰蓄冷空调系统适用性的关键指标。峰谷电价差越大，冰蓄冷空调的经济效益越好。国外相关数据显示，峰谷电价比达到2：1是采用蓄冷系统的门槛指标；峰谷电价比为2.5：1时，采用蓄冷系统可以创造较

好的经济效益；峰谷电价比为3：1时，采用蓄冷系统创造的经济效益非常显著。

由于国内电价政策与国外不同，是否使用冰蓄冷空调还要考虑当地具体情况。另外，当地对高峰时期的用电限制相关规定对设备容量具有重要影响，必须予以考虑。

3.4 考虑建筑物类型的影响

建筑物类型、功能不同，其用电负荷分布也不一样。如果建筑物用电负荷比较集中，且负荷多发生在用电高峰时期，那么采用蓄冷系统平衡用电费用，就可以实现较好的经济效益。如果建筑物白天晚上用电负荷相差不大，或者当地用电高峰和低谷电价差额不大，那么冰蓄冷空调系统的经济效益就不明显，甚至不适合使用。

3.5 考虑当地典型年的气象资料的影响

当地整个供冷季节的逐时冷负荷分布是选择冰蓄冷低温送风空调系统与否的重要参考，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。

3.6 改进制冷设备

通過对设备的质量管控与改进，实现整体系统技术水平的提高。积极吸收外国先进技术经验，去除冰蓄冷中央空调系统中的板式换热器，可以提高系统可靠性。而通过采用变风量空调器、联结蝶阀和全部法兰、对管道内壁进行防腐处理、增加乙二醇溶液回收装置，防止溶液损失等相关技术措施，可以解决没有换热器的问题，从而实现节省初投资和运行费用的目的。3.7 降低送风系统的温度

空调系统的送风温度从常规的12℃降到4～12℃，同一条件下冷却空调负荷量减少，从而减少功率消耗的风机正常运行所消耗的功率，使系统节约能源和降低运营成本。根据流体力学的风机功率公式可以得出，送风量减少会使风机所耗功率会三次方下降。此外，送风量减少伴随着风管尺寸的减小，从而使系统减少了初投资。因此，降低空气温度可以使冰蓄冷空调系统在实施“移峰填谷”的同时，并能降低系统的运行费用和初投资，取得了可观的经济效益。

3.8 增加热回收装置

空调系统排风中的余热直接排放到大气中，既造成城市的热污染，又浪费了热能。如果将排风中的余热（余冷）加以回收再利用，如加热生活热水、处理新风等，则可提高系统的整体能源利用率，达到节能的目的，同时又可降低机组负荷，节省初期投资。热回收装置可分为两大类：全热回收装置和显热回收装置。全热回收装置用具有吸湿作用的材料制作，既能传热又能传湿，可同时回收显热和潜热；显热回收装置则用不含吸湿作用的材料制作，只能传热，不能传湿，只能回收显热。在设计中，对全热回收装置和显热回收装置的选择应因地而宜。