北方地區(qū)蓄冷空調(diào)、蓄熱空調(diào)的使用現(xiàn)狀

摘要：近年來，隨著對節(jié)能和環(huán)保的日益重視以及晝夜電價分計制產(chǎn)生，以及材料科學(xué)的快速發(fā)展，相變蓄冷和蓄熱的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速，于是蓄冷、蓄熱空調(diào)也得到了廣泛地使用。

關(guān)鍵詞：北方;蓄熱;蓄冷空調(diào);使用情況

1 蓄冷空調(diào)的使用

蓄冷空調(diào)系統(tǒng)也是熱能儲存系統(tǒng)，即空調(diào)制冷設(shè)備利用夜間低谷點制冷，將冷量以冰、冷水和固體相變材料的形式儲存起來，在空調(diào)高峰負(fù)荷時間段利用儲存的冷量向空調(diào)系統(tǒng)供冷，以達(dá)到減少制冷設(shè)備安裝容量、降低運行費用和電力負(fù)荷削峰填谷的目的。蓄冷空調(diào)的蓄冷方式有兩種：一種是顯熱蓄冷，另一種是潛熱蓄冷，常用的蓄冷系統(tǒng)又可以分為三種基本類型：冰蓄冷、水蓄冷、共晶鹽蓄冷。

空調(diào)很適合蓄冷使用，大多數(shù)空調(diào)與供暖系統(tǒng)能夠間歇使用，如上班時供應(yīng)、下班時關(guān)閉，這就會使系統(tǒng)本身可以使用原有設(shè)備在間歇期（夜間電力低谷期）進行能量儲存，為第二天的空調(diào)運行供能或補充，蓄冷空調(diào)的使用主要集中在城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展迅速、同時用電量大、電力緊缺的北方也得到了應(yīng)用和推廣，例如北京、河南、河北、等省市都采用了蓄冷空調(diào)。

河南作為人口最多的一個省，到了夏季用電量會很大，而且空調(diào)用電在電網(wǎng)中，特別是民用電中的比例越來越大，蓄冷空調(diào)的使用就變得越來越廣泛。

河南省人大服務(wù)住宅樓就采用了蓄冷、蓄熱空調(diào)，夏季冷源采用冰排管內(nèi)融冰的部分冰蓄冷方案;夜間主機蓄冰時，住宅采用基載冷水機組繼續(xù)供冷?？照{(diào)大部分運行在60%負(fù)荷，在這種負(fù)荷下，從冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化原理可以知道蓄冰槽需要承擔(dān)大部分的冷負(fù)荷。在電力低谷時段23：00-6：00雙工況制冷機同樣是滿負(fù)荷進行蓄冰，由于蓄冰槽的供冷能力所占比例較大，在7：00-8：00及9：00-23：00的電力高峰段，負(fù)荷由蓄冰槽承擔(dān);在電力平峰段，負(fù)荷大部分由蓄冰主機承擔(dān)，盡可能地降低了運行電費。冬季熱源采用3臺480Kw電鍋爐水蓄熱，蓄熱池為200m～3鋼筋混凝土水池，通過板式換熱器供給冬季空調(diào)循環(huán)熱水;70%以下冬季負(fù)荷時，采用全蓄熱，蓄熱池還全年提供蓄熱生活熱水。電鍋爐夜間產(chǎn)生的熱電超出夜間負(fù)荷的部分蓄存起來，白天需要采暖的期間，蓄存的熱量用于白天電力高峰期空調(diào)，從而充分享受電力優(yōu)惠政策，減少冬季供暖運行費用，滿足供熱要求。

北京現(xiàn)在也使用蓄冷空調(diào)，北京首都體育館建成于1968年，原設(shè)計空調(diào)冷源利用北京西郊較豐富的地下水，由兩口深井汲取14℃的深井水。時隔20多年后，北京的地下水資源日益緊張，繼續(xù)以深井水作為空調(diào)冷源已經(jīng)不可能，而且考慮到北京用電緊張，因此，首都體育館決定建造冷凍機房作為空調(diào)冷源，而且要求設(shè)置蓄冷水池，采用水蓄冷的方式，來緩解用電緊張。

河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院門診樓，它的原空調(diào)系統(tǒng)運行費用不僅高而且還存在水力失調(diào)現(xiàn)象，為了節(jié)約能源和運行費用，改善醫(yī)療條件、辦公條件、醫(yī)院對原空調(diào)系統(tǒng)進行了改造，增加了冰蓄冷裝置，實現(xiàn)了夏季利用低谷電時段用冷水機組制冰蓄冷，待平谷和峰電時利用冰蓄冷系統(tǒng)制備空調(diào)用冷媒，而且蓄冷空調(diào)控制系統(tǒng)通過對制冷機、蓄冰箱、水泵、冷卻塔運行工況的調(diào)整和系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥開度的控制，使空調(diào)系統(tǒng)各工況的模式處于最佳的狀態(tài)，為用戶提供穩(wěn)定的供水量和溫度，全面實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。

2 蓄熱空調(diào)的使用

大家一直認(rèn)為，空調(diào)一直是南方居民用來采暖的“神器”，但是近些年，因為房間面積變大，暖氣不給力等許多因素，越來越多的北方住戶，也開始選擇用空調(diào)取暖。

空調(diào)設(shè)計中，以往都是按設(shè)計負(fù)荷（高峰負(fù)荷）選擇設(shè)備，因此熱源設(shè)備全年大部分時間均在部分負(fù)荷下運行，這樣不僅增加了初投資，也降低了熱源設(shè)備的效率，很不經(jīng)濟，為了解決這一問題，蓄熱技術(shù)應(yīng)運而生，它可充分利用夜間低谷電力，使熱源設(shè)備一直保持額定輸出，在最高效率下運行。

正所謂“三九四九冰上走”，三九是被認(rèn)為是一年中最冷的時候，特別是在我國北方，此時人們正遭遇著“刺骨”之冷，“刺骨”之痛。低溫時需要供暖的代名詞。雖然大部分北方地區(qū)實現(xiàn)了集中供暖，但是部分地區(qū)還沒有達(dá)到提供暖氣的條件，比如說北方的農(nóng)村，比如說我的家鄉(xiāng)，在河南的一個農(nóng)村，并沒有提供暖氣，到了冬天大部分都是采用空調(diào)來進行取暖的，大部分家庭會選擇普通空調(diào)，但是此空調(diào)比較耗電，就會有人在購買空調(diào)時選擇蓄熱空調(diào)，說起蓄熱空調(diào)，使用最多的就是松下空調(diào)，冬季低溫環(huán)境下，一般空調(diào)在制熱時會出現(xiàn)10分鐘左右，甚至更長時間的暫時停機。盡管空調(diào)出風(fēng)口打開，但并無熱風(fēng)吹出，造成室內(nèi)溫度忽冷忽熱不穩(wěn)定，蓄熱空調(diào)搭載松下蓄熱系統(tǒng)，通過把壓縮機運轉(zhuǎn)的時所產(chǎn)生的廢熱加以回收利用，無需室內(nèi)機專門停機對室外機進行除霜，可保持平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，恒溫制熱，使空調(diào)制熱效果得到提升，不僅讓室內(nèi)使用體驗得到了很大改善，而且節(jié)約了耗電量。

但是對于一些大型建筑一般都是采用集中熱源的，此時的蓄熱空調(diào)不單單只是空調(diào)系統(tǒng)，它要與鍋爐、蓄熱系統(tǒng)結(jié)合一起才能達(dá)到此時的供暖要求。比如北京的杰寶公寓最初的設(shè)計方案是采用常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)，夏季采用2臺螺栓式冷水機組為商場供冷，公寓部分采用分體空調(diào);冬季采用3臺燃?xì)忮仩t對商場和公寓實行集體供熱，為避免鍋爐本體承壓過高，供暖熱水和空調(diào)熱水均經(jīng)過二次換熱，后來發(fā)現(xiàn)這種方案不大被顧客接受，于是取消了公寓集中供暖系統(tǒng)，采用了戶式壁掛爐，但是商場卻需要設(shè)置一個天然氣調(diào)壓站、一套換熱設(shè)備，而且設(shè)于地下的鍋爐房的煙囪必須靠外墻出至屋面以上，工程量大而且影響建筑外觀，于是，后來提出來安裝2臺電熱鍋爐，利用夜間低價谷電進行蓄熱，電能蓄熱的介質(zhì)為水，白天為商場空調(diào)供熱。

系統(tǒng)蓄熱量是隨著商場熱負(fù)荷的變化而變化，室外溫度降低時，空調(diào)熱負(fù)荷變大，蓄熱量增加，蓄熱時間長，為了保證空調(diào)的供水溫度不高于60℃，設(shè)一電動三通調(diào)節(jié)閥，使部分回水流入蓄水罐，部分通過旁通管與蓄熱罐出水混合，旁通水量的大小由蓄熱罐出水溫度和空調(diào)回水溫度決定。

電能蓄熱比較適合空調(diào)白天運行，夜間停機的場合，如商場、寫字樓、博物館等公共建筑，同空調(diào)蓄冷想比，采用空調(diào)蓄熱成本低廉，運行可靠，空調(diào)蓄熱采用谷電蓄熱，對冬季電網(wǎng)負(fù)荷起到積極的穩(wěn)定作用。

隨著社會的進步和生活質(zhì)量的提高，空氣調(diào)節(jié)已經(jīng)成為我們不可缺少的一個組成部分，但是空調(diào)用電量高峰時可以加大電網(wǎng)的峰谷用電差，不節(jié)能，所以必須要加強用電需求管理，要推動用戶削峰減谷，但它不可能把人們的生活規(guī)律改變了，所以只有通過技術(shù)手段才能提高用電效率，節(jié)約電能，蓄冷、蓄熱空調(diào)技術(shù)能夠幫助電網(wǎng)有效實行移峰填谷，達(dá)到節(jié)能的目的。如今，蓄冷、蓄熱空調(diào)在不少地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著人們節(jié)能意識的加強和政策的支持，蓄冷、蓄熱空調(diào)在中國的應(yīng)用會越來越廣泛。

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作者簡介：毛明瑞（1999，07-），女，河南省新鄉(xiāng)人，鄭州市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)鄭州大學(xué) 建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)? 本科生