蓄冷空调技术

蓄冷空调节电技术

来源:中华园林网发布日期：2007-06-02 浏览次数：15568

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空调调节是现代文明的象征，它是在自然环境下将室内空气的温度、湿度、清新度等控制在人们需要的某种范围之内，为工作、生产、生活提供一种舒适的环境条件，借以维护人们的身心健康和提高生产工效。随着社会的进步和生活质量的提高，空气调节已成为社会生活不可缺少的一个组成部分。

空气调节的种类繁多，按温度调节的范围来看基本上有两种类型：一种是只有降温调节功能的称为冷气空调；另一种是除有降温调节功能外还具有升温调节功能的称为冷暖空调。按空调的规模大小划分也有两大类：一类是集中冷源的中央空间，主要用于大面积多房间的空气调节，如宾馆、商厦、公寓、酒楼、写字楼、展览馆、图书馆、体育馆、医院、影剧院、康乐中心、车间等大中型活动场所；另一类是自带冷源的分散空调，如柜式、窗式、分体式空调器等，主要用于小面积单房间的空气调节，如居室、旅馆、饭馆、商店、写字间等小型活动场所。蓄冷空调指的是在传统中央冷气空调装置系统的基础上加装一套蓄冷设备所组成的蓄冷中央冷气空调，它的主要节电功能不是节约电量，而是在

用户终端为电网移峰填谷节约电力。

一、空气调节的工作原理

1．空气调节装置的基本结构

空气调节装置主要由三部分组成（见图3－19 ）。

（1）制冷系统：它包括压缩机、膨胀阀（或毛细管）、蒸发器、冷凝器和连接管路组成的封闭系统，其中充灌制冷剂，一般用氟里昂，通常把压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器几大部件称之为制冷机组，完成制冷功能和向空调箱输送冷媒的任务。

（2）空气系统：它主要包括空气处理设备、管道送风设备和末端设备，完成空气净化功能和向空调室送风、回风的任务。

（3）电气控制系统：它主要包括对空气净化和温、湿度的控制，各种阀门和风门的调节，以及完成各种保护功能和操作监控的任务。

2．空气调节的工作循环

空气调节的工作过程就是制冷系统和空气系统不断循环的过程。

（1）蒸发器是制冷剂从冷冻水回水摄取热量的装置。在蒸发器中，低压液态制冷剂从冷冻水回水摄取热量后蒸发为低温低压的蒸汽。

（2）压缩机是提高蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽压力，使其在冷凝器中容易液化的装置。在压缩机中，蒸发后的低温低压蒸汽制冷剂被压缩到可以液化的高温高压蒸汽。

（3）冷凝器是把压缩后的高温高压蒸汽制冷剂进行冷却液化的装置。在冷凝器中，把制冷剂从冷冻水回水摄取的汽化潜热和压缩机产生的压缩热传递给冷却水，使制冷剂冷凝为高压液体。

（4）膨胀阀（或毛细管）是把冷凝后的液化制冷剂的压力降到能使其达到蒸发压力状态的

装置。高压液态制冷剂经过膨胀阀（或毛细管）降到低压制冷剂，以便使它能够在低压蒸发器中膨胀蒸发，从而完成制冷循环。

（5）冷却塔是冷却循环水的装置。经过冷凝器的冷却水吸收了制冷剂的冷凝热而升温，为了使冷却水能循环使用，使它在流经冷却塔的过程中进行强制降温，然后返回冷凝器，从而完成冷却水的循环。

（6）在完成上述制冷工作循环的同时，经蒸发器降温了的冷冻水进入空调箱，在其中把空气系统中的回风和新风冷却后送入风道至末端空调室，在空调室升温的空气进入回风道，经过部分减排后回到空调箱与新风一起再行冷却，从而完成空气循环。

周而复始，空气调节工作过程持续不断地进行下去。

二、蓄冷系统的类别

1．蓄冷方式

蓄冷方式是指从热力学角度观察所采用的蓄冷方法。蓄冷空调的蓄冷方式基本上有两种：一种是显热蓄冷，它是在蓄冷介质状态不变的情况下，使其降温释放热量后蓄存冷量的方法；另一种是潜热蓄冷，它是在蓄冷介质温度不变的情况下，使其状态变化释放相变潜热后蓄存冷量的方法。

根据蓄冷介质的不同，蓄冷系统分为三种基本类型：一类是水蓄冷，即以水作为蓄冷介质的蓄冷系统；另一类是冰蓄冷，即以冰作为蓄冷介质的蓄冷系统；再一类是共晶盐蓄冷，即以共晶盐作为蓄冷介质的蓄冷系统。水蓄冷属于显热蓄冷，冰蓄冷和共晶盐蓄冷属于潜热蓄冷。

水的热容量较大，冰的相变潜热很高，而且都是易于获取和廉价的物质，是采用最多的蓄冷介质，因此水蓄冷和冰蓄冷是应用最广的两种蓄冷系统。

2．蓄冷方式的分类

蓄冷方式的分类方法有多种。按蓄冷设备结构的不同来区分，水蓄冷主要有迷宫式、隔膜式、多槽式和水温分层式几种,冰蓄冷主要有冰盘管式、容积式（封装式、冰球式）、冰片滑落式和冰晶式（冰泥式）几种（见图3－20 ）。冰蓄冷是蓄冷空调发展的主流。蓄冷方式各种设备的结构和工作特性这里不作介绍，请参阅有关专业文献。

图3-20 蓄冰系统分类图

3．蓄冷空调的特点

（l）蓄冷中央空调系统：蓄冷中央空调系统是在传统中央空调装置中，加装一套蓄冷装置

形成蓄放冷循环后的空调系统。

蓄冷中央空调系统与传统中央空调系统相比，最突出的优点是：可全部或部分地转移制冷设备的运行时间，从而能较大幅度地降低电网的高峰负荷、充填低谷负荷、进行移峰填谷，是在终端用户移峰填谷的主要技术手段。它一方面可在供电方提高电网运行的可靠性和经济性，降低了供电成本；另一方面可在需电方使空调用电避开电网负荷高峰时段的高价电力，充分利用负荷低谷时段的廉价电力，节省了电费开支。对于供电资源短缺的电网还可以部分地缓解电力供应的压力，对于负荷增长较快的电网会减少增建电厂和输配电系统的电力投资。对于要求较高的空调用户，采用蓄冷空调相当设置一个备用冷源，一旦临时停电可作为应急冷源，启用蓄冷装置和自备电源投入运行，可以保障主要部位的空调负荷。

蓄冷空调能给电力供需双方带来更多的功效，为供需双方开展合作共同推动蓄冷空间的应用创造了更多的机会，这也是为什么近六年来我国蓄冷空调起步较快的重要因素。随着市场经济的发展和劳动生活条件的改善，电网负荷的峰谷差还会增大，尤其是南方大中城市的空调负荷估计要占地区电网的20％～40％，其中中央空调将占相当大的比例，蓄冷空调必将成为需求方管理在节约电力方面一个重要的技术支持手段。

当然，蓄冷空间也存在明显的缺欠：一是它的系统运行效率比传统中央空调要低，主要是增添了蓄冷系统后增加了换热、传热和工质损失，以及冰蓄冷制冷机蒸发温度低导致制冷效率下降；二是它的占地比传统中央空调要大，主要是增加了蓄冷设备及其管路和附属部件等。

（2）水蓄冷中央空调系统：水蓄冷与冰蓄冷相比，它的主要优点是它的制冷效率高、蓄冷