冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要：冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)是對能源利用方式的一種轉(zhuǎn)移和改變，因為能源危機出現(xiàn)，人們漸漸的開始重視起能源問題，冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)也因此而產(chǎn)生。該項技術(shù)具有眾多的優(yōu)點，前景廣闊，并且在節(jié)省能源方面有相當大的優(yōu)勢。筆者針對它的應(yīng)用技術(shù)做了一定的探討，希望對廣大的相關(guān)工作者能有所幫助。

關(guān)鍵詞：冰蓄冷；中央空調(diào)；技術(shù)；研究

冰蓄冷技術(shù)在二十世紀30年代起源于美國，目前因為能源危機得到很多國家的大力推廣。比如，韓國明令超過2000㎡建筑，必須采用冰蓄冷或煤氣空調(diào)，日本超過5000m2的建筑物，就在設(shè)計時考慮采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。很多國家都采取了獎勵措施來推廣這種技術(shù)，比如韓國轉(zhuǎn)移1KW高峰電力，一次性獎勵2000美元，美國一次性獎勵500美元，等等。我國2001年10月舉辦APEC會議的10萬m2的上海科技城、廣州大學城500萬㎡等大型建筑采用的就是冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。

1 什么是冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)

冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)，指的是在常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上多加一套蓄冰裝置，在低谷電時間段內(nèi)，采用雙工況冷水機組制冰，將冷量以冰的方式存儲在蓄冰裝置中，白天在空調(diào)用電高峰時段利用融冰取冷，把儲存的冷量釋放出來，滿足建筑物的空調(diào)負荷需求。

為推廣此項節(jié)能環(huán)保的空調(diào)形式，電力部門為采用此項技術(shù)的用戶提供了峰谷電分時計價的優(yōu)惠電價政策，通過優(yōu)惠電價政策的執(zhí)行可為用戶大量節(jié)約運行費用，此項技術(shù)結(jié)合峰谷電分時計價政策在國家宏觀層面和微觀層面均滿足了不同利益主體的需要，是一項利國利民、值得推廣的空調(diào)技術(shù)。

2 冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)的優(yōu)點

減少冷水機組容量，總用電負荷少，減少變壓器配電容量與配電設(shè)施費。

利用峰谷荷電價差，大大減少空調(diào)年運行費。使用靈活，節(jié)假日部分使用的空調(diào)可由融冰提供，節(jié)能效果明顯。可以為較小的負荷（如只使用個別辦公室）融冰定量供冷，而無需開主機。具有應(yīng)急功能，提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性。

上班前啟動時間短，只需15-20分鐘即可達到所需溫度，常規(guī)系統(tǒng)約需1小時。

空調(diào)系統(tǒng)智能化程度高，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的全自動運行，而且具備與大樓的BAS接口，是目前世界上最先進的空調(diào)系統(tǒng)。

3 冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)實際項目的應(yīng)用

3.1 工程概況

石家莊開元環(huán)球中心是杭州龍華環(huán)境集成系統(tǒng)有限公司2012年中標的一個冰蓄冷自控系統(tǒng)集成項目。石家莊開元環(huán)球中心總建筑面積 約 178608.4平方米，建筑物總高度236.6米，53層。本項目冰蓄冷系統(tǒng)擬選用3臺空調(diào)水工況（11/6℃）制冷量為2668KW的離心式冷水機組和2臺空調(diào)工況（10.5/6℃）制冷量為2561KW，乙二醇制冰工況（-2.6/-6℃）制冷量為1613KW的雙工況螺桿機組。夏季擬采用冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)供冷方式，經(jīng)板換換熱后，分別供予辦公樓空調(diào)系統(tǒng)使用，同時可以為酒店提供應(yīng)急冷源。

3.2 工藝介紹

空調(diào)工況設(shè)計日尖峰負荷時雙工況制冷機組進口溫度10.5℃，出口溫度6℃（冰槽進口溫度），冰槽出口溫度3.5℃，通過低溫板式換熱器為空調(diào)末端提供7℃冷凍水。冰槽按8小時融冰的小時融冰量為7565RT，2臺雙工況制冷機組提供1456RT冷量（單臺主機在 出口溫度6.5℃工況下滿負荷供冷量為728RT），即可保證冰蓄冷機房設(shè)計最大供冷能力2021RT（7108KW）。當空調(diào)末端負荷減少時首先減少雙工況主機的負載，同時改變水泵的頻率及重新設(shè)定制冷機組的出口溫度，以保證乙二醇循環(huán)7℃的溫差、提高機組的效率、減少乙二醇泵的功耗；當負載的減少量達到一臺雙工況主機的制冷量時，停一臺雙工況主機，達到兩臺雙工況機組制冷量時，停兩臺雙工況機組；過渡到全融冰狀態(tài)。空調(diào)末端負載增加時，開機順序正好相反，依次增開雙工況主機。

3.3 經(jīng)濟性的分析

通過對系統(tǒng)的初投資概算和運行費用比較分析，可知增加的初投資回收期不超過3年。

3.4 冰蓄冷空調(diào)制冷主機、蓄冰裝置和自控系統(tǒng)的選擇

3.4.1 雙工況冷水機組的選擇

空調(diào)系統(tǒng)雙工況主機采用世界一流品牌約克螺桿式冷水機組YS系列制冷機。雙工況主機在制冰時制冷工況下的滿負荷性能系數(shù)為3.62，綜合部分負荷性能系數(shù)為4.24；在標準空調(diào)工況下的滿負荷性能系數(shù)5.19，綜合部分負荷的性能系數(shù)為7.04。

3.4.2 蓄冰裝置的選擇

冰蓄冷系統(tǒng)的心臟設(shè)備-蓄冰裝置采用圓形的蓄冰盤管。在常規(guī)蓄冰設(shè)備使用過程中，隨著乙二醇溶液流經(jīng)蓄冰盤管，在接近盤管入口的地方因乙二醇溫度始終較低，結(jié)冰較厚，而在接近盤管出口的地方，隨著乙二醇在管路內(nèi)流動不斷換熱，乙二醇溫度始終較高，結(jié)冰較薄。最終形成的冰柱接近圓錐形，由于盤管內(nèi)換熱管的間距取決于制冰厚度，因此可用的制冰空間也收到影響。假如換熱管為平行并聯(lián)設(shè)計，則換熱管上圓錐形的冰柱的尖端會浪費蓄冰槽的部分結(jié)冰空間。解決此問題，我方采取了逆流設(shè)計換熱管的思路，圓錐形的冰柱一正一反，這樣相鄰兩根管道內(nèi)的乙二醇溶液逆流而行，從而有效利用了蓄冰槽內(nèi)的結(jié)冰空間，保證了在蓄冰盤管的三維空間內(nèi)制冰均勻。

3.4.3 自動控制系統(tǒng)

機房群控控制系統(tǒng)采用江森 METASYS系統(tǒng)，電動閥門采用的品牌為：江森，電控系統(tǒng)主要元器件采用的品牌為：施耐德。系統(tǒng)配置齊全，測量及處理精度高，控制件輸入輸出性能好，抗干擾能力強，完全滿足設(shè)計要求。

4 冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)的發(fā)展趨勢

如今，人們對能源問題越來越重視，社會消費水平也在不斷的改變，大部分用戶都在尋找一種既能夠節(jié)約能源，又能夠節(jié)省成本的技術(shù)。在國外，冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用程度遠遠超過我國，一些歐美國家甚至還制定了冰蓄冷空調(diào)的運用優(yōu)惠政策，讓使用此項技術(shù)的用戶享受30%-50%的谷荷電價，因此，我國也在鼓勵和提倡使用冰蓄冷的技術(shù)，既能夠節(jié)約能源，又能夠提高社會生產(chǎn)力。使社會生產(chǎn)力和低碳理念能夠和諧發(fā)展，從而真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

據(jù)統(tǒng)計，近兩年來全國范圍內(nèi)的冰蓄冷技術(shù)應(yīng)用增加了近五倍，這也說明該技術(shù)有廣泛的應(yīng)用前景。隨著生產(chǎn)力的提高，國家用電負荷明顯增加，冰蓄冷中央空調(diào)技術(shù)正好可以達到移峰填谷的效果，相信在未來，這項技術(shù)能夠得到大力的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，筆者預(yù)測，冰蓄冷技術(shù)將成為中央空調(diào)節(jié)能的主要發(fā)展方向，我國的冰蓄冷市場也將走向成熟。

5 總結(jié)與體會

綜上所述，冰蓄冷空調(diào)技術(shù)具有節(jié)約資源、調(diào)節(jié)電力負荷的功能，同時，此項技術(shù)作為一項優(yōu)化資源配置的技術(shù)措施，能夠滿足人們生產(chǎn)和發(fā)展的需要。因此，國家和社會必將大力的推廣和應(yīng)用該項技術(shù)，并且促進此項技術(shù)的成熟和發(fā)展。

參考文獻

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