冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用

楊鳳久

（北京江森自控有限公司，天津 300308）

一、項(xiàng)目概況

天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)航空產(chǎn)業(yè)支持中心系天津保稅區(qū)投資有限公司興建，用以滿(mǎn)足空客A320總裝生產(chǎn)線(xiàn)供應(yīng)商的辦公需求，并兼顧其他客戶(hù)。

二、空調(diào)系統(tǒng)的方案確定

該項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段充分考慮了目前該市供電系統(tǒng)方面存在的問(wèn)題：第一，天津市屬于電力供應(yīng)緊張城市，但是常常表現(xiàn)為缺電力而不缺電量，用電高峰和用電低谷的負(fù)荷之差約為幾百萬(wàn)千瓦，浪費(fèi)了現(xiàn)有的發(fā)電能力。第二，為了鼓勵(lì)用電客戶(hù)合理安排用電時(shí)間，提高電力資源利用效率，實(shí)行峰谷分時(shí)電價(jià)。

冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)能解決削峰填谷、平衡電力負(fù)荷，節(jié)省空調(diào)用戶(hù)的電費(fèi)，同時(shí)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：改善發(fā)電機(jī)組效率，減少環(huán)境污染，減小機(jī)組裝機(jī)容量，改善制冷機(jī)組運(yùn)行效率。斷電時(shí)利用一般功率發(fā)電機(jī)仍可保持室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行，可快速達(dá)到冷卻效果，節(jié)省空調(diào)及電力設(shè)備的保養(yǎng)費(fèi)用，水泵與空調(diào)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)及噪聲降低，使用壽命延長(zhǎng)。

三、空調(diào)設(shè)備的選型

航空產(chǎn)業(yè)支持中心項(xiàng)目空調(diào)最大負(fù)荷為2 400kW，通過(guò)綜合考慮，確定該空調(diào)系統(tǒng)采用部分空調(diào)負(fù)荷由冰蓄冷設(shè)備提供。該建筑辦公時(shí)間為早8:00到晚20:00，蓄冰時(shí)間為晚23:00到早7:00，冷凍水供水溫度為6℃，回水溫度為12℃，由設(shè)在制冷機(jī)房的乙二醇蓄冷設(shè)備提供的5℃供、11℃回的乙二醇溶液，通過(guò)板式換熱器制成滿(mǎn)足空調(diào)系統(tǒng)需要的冷凍水。系統(tǒng)配備兩臺(tái)雙工況主機(jī)(單臺(tái)制冷量為879kW)。蓄冷設(shè)備共3套盤(pán)管，蓄冷量為842RTH/套，載冷劑采用質(zhì)量濃度為25%的乙二醇溶液，兩臺(tái)板式換熱器，換熱量為1 400kW。

冰蓄冷系統(tǒng)利用雙工況主機(jī)在夜間用電谷段制冰蓄冷。在運(yùn)行過(guò)程中，制冷機(jī)可有兩種運(yùn)行工況，即蓄冰工況和放冷工況。在蓄冰工況時(shí)，經(jīng)制冷機(jī)冷卻的低溫乙二醇溶液進(jìn)入蓄冰槽的蓄冰換熱器內(nèi)，將蓄冰槽內(nèi)靜止的水冷卻并凍結(jié)成冰，當(dāng)蓄冰過(guò)程完成時(shí)，整個(gè)蓄冰設(shè)備的水將基本完全凍結(jié)。融冰時(shí)，經(jīng)板式換熱器換熱后的系統(tǒng)回流溫?zé)嵋叶既芤哼M(jìn)入蓄冰換熱器，將乙二醇溶液溫度降低，再送回負(fù)荷端滿(mǎn)足空調(diào)冷負(fù)荷的需要。

根據(jù)氣候特點(diǎn)和實(shí)際需求的變化，運(yùn)行方式可分為以下幾種：第一，在負(fù)荷較小的過(guò)度季節(jié)，白天可以不開(kāi)制冷機(jī)，直接利用融冰來(lái)提供冷量；第二，如果通過(guò)融冰過(guò)程轉(zhuǎn)化的冷量不能滿(mǎn)足冷負(fù)荷的需求，可以增加一臺(tái)冷機(jī)；第三，在建筑最大負(fù)荷期間需要兩臺(tái)冷機(jī)和融冰系統(tǒng)同時(shí)開(kāi)啟，圖1是冰蓄冷系統(tǒng)圖。

四、冰蓄冷系統(tǒng)實(shí)際效果

相比常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)，冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)增加了蓄冰裝置，同時(shí)也節(jié)省了一臺(tái)制冷機(jī)，空調(diào)設(shè)備的初投資圖1增加了約200萬(wàn)人民幣。但由于整個(gè)建筑的空調(diào)供冷區(qū)域只達(dá)2萬(wàn)m2左右，冰蓄冷中央空調(diào)的年運(yùn)行周期可長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，這樣充分利用谷段電量可為企業(yè)節(jié)約巨額的電費(fèi)開(kāi)支。與常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)相比每年可節(jié)約電費(fèi)達(dá)40萬(wàn)余元，5年左右即可收回初期投資。同時(shí)對(duì)國(guó)家電網(wǎng)進(jìn)行“移峰填谷”，數(shù)據(jù)顯示其移峰量可達(dá)1 000kW·h。

實(shí)踐證明，大量采用冰蓄冷系統(tǒng)，可以不增加電廠和電力設(shè)施就解決當(dāng)前供電緊張的問(wèn)題，是投資少、見(jiàn)效快的“移峰填谷”、解決用電緊缺問(wèn)題的有效方法，同時(shí)可以減少夜間電力浪費(fèi)、發(fā)揮發(fā)電設(shè)施使用效率以及節(jié)省用戶(hù)空調(diào)用電費(fèi)用。

五、冰蓄冷空調(diào)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題

雖然冰蓄冷空調(diào)是我國(guó)當(dāng)前急需的節(jié)能技術(shù)，是需要大力開(kāi)展的節(jié)能項(xiàng)目，但在我國(guó)發(fā)展并不理想，沒(méi)有收到很好的效果。主要原因如下。

1.電價(jià)政策不夠優(yōu)惠

雖然一些地區(qū)專(zhuān)門(mén)為冰蓄冷空調(diào)制定了峰谷電價(jià)，但是峰谷電價(jià)差不能對(duì)用戶(hù)產(chǎn)生足夠吸引力，使得冰蓄冷空調(diào)的電費(fèi)節(jié)省程度不夠理想。

2.冰蓄冷系統(tǒng)技術(shù)水平有待提高

使用冰蓄冷系統(tǒng)的主要目的是：對(duì)國(guó)家電網(wǎng)起到“移峰填谷”的作用，解決電力緊張問(wèn)題；為用戶(hù)節(jié)省費(fèi)用。目前，我國(guó)已經(jīng)完成的冰蓄冷系統(tǒng)項(xiàng)目技術(shù)水平是不能令用戶(hù)滿(mǎn)意的，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用效果不明顯，使用不方便，尤其是自控水平比較低，用戶(hù)操作比較復(fù)雜。

3.冰蓄冷系統(tǒng)成本有待降低

目前，冰蓄冷系統(tǒng)項(xiàng)目成本比常規(guī)空調(diào)項(xiàng)目成本高20%左右，這樣用戶(hù)經(jīng)常會(huì)因?yàn)橐淮瓮顿Y較高而放棄使用。因此，降低冰蓄冷系統(tǒng)的成本對(duì)發(fā)展冰蓄冷系統(tǒng)是非常有利的。

4.冰蓄冷系統(tǒng)是系統(tǒng)工程，不能“化整為零”

一方面，冰蓄冷系統(tǒng)是有一定難度、有壁壘、技術(shù)性較強(qiáng)的項(xiàng)目，只有少數(shù)專(zhuān)業(yè)公司才具有這方面技術(shù)；另一方面，它是一個(gè)系統(tǒng)工程，由蓄冰設(shè)備、冷水機(jī)組、暖通設(shè)備、自控系統(tǒng)等部分組成，還需要方案合理、設(shè)計(jì)合理、施工質(zhì)量等多環(huán)節(jié)的技術(shù)保證。

六、結(jié)語(yǔ)

上世紀(jì)80年代，從美國(guó)率先發(fā)展起來(lái)的蓄冰空調(diào)技術(shù)是實(shí)用、有效的節(jié)能技術(shù)。目前，不僅在美國(guó)應(yīng)用范圍比較廣泛，而且在歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也被廣泛采用，是目前的發(fā)展趨勢(shì)。