浅论风冷蓄冰一体机（冷热双效）应用的经济性

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摘要：目前国内的蓄冰空调系统大多由水冷卤水机组、蓄冰槽和板换设备等构成，其空调水系统不能实现低温供水，需采用二次换热系统与蓄冰系统进行热交换，不仅增加了设备初投资，而且给系统的安全运行与控制也带来了困难。本文介绍了?伊乩涠?a class=content_a href=/class_free/148_1.shtml>机械（上海）有限公司与日本三菱重工联合研制开发的风冷蓄冰（冷热双效）一体机组，以及该设备的的闭式外融冰蓄冰空调系统。

关键词：冷热双效 融冰速度 冰融解潜热 蓄冰槽 直膨式蓄冰蒸发盘管

1 概况 随着我国国民经济大力发展，全国能源越来越显得十分紧张，电力的缺口始终跟不上社会发展需求，就拿上海地区来看，今年夏季耗电比去年更加矛盾突出，特别是高峰低谷用电矛盾突出很大。在2004年6月14日出台的规定《上海物价局关于疏导上海市电力网价矛盾的通知》把用电时间分为两个季节时间段：一是每年第一、第二季度及第四季度，非工经营电费400伏以下的电网销售电价表中电价高峰低谷之比是1：3.176，而夏季7、8、9三个月是1：4.5，较大的拉开收费差距；二是政府大力提倡用户在深夜低谷时用电，积极缓和电网调峰局面；三是从今年来看上海地区夏季高温日都比往年高温日都超过很多。如2004年6月1日原上海气象台预报高温日17-21天，而实际35 ℃以上天数24天。要不是8月10日后到9月下旬接连多次台风出现，大大降低申城气温，否则高温天数还会增加；四是今年市政府为了解决夏季电网紧张推出多种避峰让电办法，更严格控耗电型生产企业的生产用电，提高夏季空调使用设定温度，关闭夜间市区主要景点景观灯，大力推广节能灯具，提倡使用燃气制冷空调，淘汰能耗较高的旧式制冷空调机组，提高建筑房屋保温隔热要求，大力发展冰蓄冷制冷空调机组设备等多项节能措施。

2 风冷蓄冰一体机（冷热双效）性能 2.1 机组的概况

（1）?伊乜盏髡獯瓮瞥鲂⌒屯馊谑椒缋湫畋??榈纳杓扑枷胛?骰?魏托畋?垡惶迨浇峁梗?丛诠こб?00%整机调试好出厂让用户安装使用方便，性能可靠为目的。夏季制冷运行时，利用夜间谷荷电力制冰蓄存能量（冷量）于蓄冰槽，白天以融冰方式释放冷量提供空调服务，从而避免用电高峰。冰蓄冷主要为潜热蓄冷，冰的溶解潜热大，一般1吨0 ℃的冰溶解为1吨0 ℃的水，需要吸收92 kW的热量，故冰蓄冷利用的热容量很大，可以有效地减少整机容量。

（2）冬季运行时，蓄冰槽可兼做蓄热水槽，提供空调所需热负荷，而也可以在夜间低谷电价时段自动设定开机蓄热使用，水温提高到50 ℃左右，冬季取暖，外型如图1所示。

（3）也可根据用户需要将风冷改为水冷式，机组更小，造价也可降低，根据容量需要，蓄冰槽也可设计相应放大来专门生产。

图1 风冷蓄冰机组的外形

2.2 机组的优势

（1）主机段与蓄冰槽为一体式，用户操作简单可靠，使用方便；

（2）运用峰谷荷电力差价，利用电网电价低谷负荷电力，移峰填谷，合理利用电网负荷，降低运行费用；

（3）采用冰蓄冷方式，冷冻水温度可降至2～5 ℃，能实现低温送风，减少空调末端用电功率和设备费用；

（4）机组按半量储冰设计，可减少主机及冷却系统装机容量，缩减电力增容费和供电设施费；

（5）一机多用：可实现制冰、融冰、制冷、融冰制冷及制热五种运行模式，满足各种负荷需求；

（6）微电脑智能控制，可实现夜间制冰、白天融冰、制冷全自动运行；

（7）融冰运行时根据设定温度自动调节空调系统供水温度；

（8）可作为应急冷源，工业过程冷却冷源，提高空调的可靠性；

（9）依据工程要求需搭配设计外置水泵的规格，水泵需装于出水口处；

（10）使用冷热双效机组投资设备工程费用在三年之内可收回。

2.3 机组的产品特点

（1）压缩机 采用原装进口的全封闭涡旋式或半封闭螺杆式压缩机。

涡旋式压缩机 无容积效率之特性、压缩过程能维持最小限度的气体泄漏量；其平均能效COP值高于同冷量往复式压缩机；耗电少，低振动，低噪音；另部件数量为全封闭往复式压缩机的十分之一，因而故障率大大低于往复式压缩机。

双螺杆压缩机 采用目前螺杆式压缩机领域先进的第三代5对6非对称齿形转子，节省运转能量；结构简单，部件少；精细加工的双螺杆结构，啮合紧密，运转平滑，使摩擦阻力降至最低，安静耐用；采用压差供油方式，省去油冷却器，油泵等繁杂的油路系统，易于维护保养。

（2）高效率空气侧热交换器 翅片式热交换器采用防腐铝翅片，3/8”高效传热螺纹铜管(图2)，增大了传热面积；压缩冷凝段特殊设计的风道和侧边直立的H型管排结构(图3)，增大散热通风面积，使得表面风速变化小，风量分布均匀，增强了换热效果，从而达到高效节能的效果；主机段采用新研发的非金属材料的低静压涡轮风叶，加之整机外包式钣金结构及采用低噪音低振动压缩机，有效地将噪音控制在机组体内。

图2 高效传热螺纹铜管

图3 H型散热盘管

（3）蓄冰槽 槽体外壁为60 mm库板，库板外板为PVC热溶被覆钢板，库板内板为镀锌钢板，中填硬质PU发泡保温材料，密度为38 kg/m3。槽体在充填PU保温之前已预埋型钢于内外箱板之间以确保箱板强度，同时内外箱板间无金属连通现象，彻底避免了冰水与外界传导问题而导致结露和能量损失。蓄冰槽采用直膨式蓄冰蒸发盘管，盘管为3/8”的铜管，换热效率高。管排设计为特殊的不规则排列方式，铜管内为低温低压液态制冷剂，铜管外为蓄冰槽结冰空间，确保了冰水良好的扰动性（不需再加扰动装置）。盘管冰层直径达75 mm，结冰厚度均匀，且每支盘管结冰直径相差不超过±3 mm。

（4）微电脑控制器 保护措施完善的控制系统，人性化的液晶PLC中文界面操作，能随时监控机组的运行状态。可实现自动开关机，制冷、制冰、融冰、自动切换及手动控制。控制箱内预留专用接点，以供用户连接远传路线，并可通过RS-232或RS-485标准串行通讯口与计算机或调制解调器（MODEM）的通讯接口连接，进入公众电信交换网，进行远程通讯监控。

图4 盘管蓄冰图（a）

图5 盘管蓄冰图（b）

2.4 系列产品主要性能参数（表1）

表1 KH（L）AS系列冷热双效及KH（L）AM系列单冷型 型号 备注：制冷能力和制冷消耗电力是依据外气温度35℃DB，冷水出口温度7℃。

制冰能力和制冰消耗电力是依据外气温度30℃DB。

制热能力和制热消耗电力是依据外气温度7℃DB，温水出口温度45℃。

最大蓄冷量是考虑全部蓄冰量的潜热和水从0℃到7℃的显热两部分。

2.5 风冷蓄冰机空调流程设备及安装注意事项

（1）机组须安装于通风散热良好之场所，一般位于地面，装置于楼顶上时需要考虑机组的荷重及重心。

（2）机组维修空间须1.5 m以上，上方若有建筑物遮挡，其空间高度须保证3 m以上。

（3）机组安装时应配合适的避振装置（选配件），以达到避振隔音之效果。

（4）吊运机组时须注意安全，切勿使机组发生碰撞，以保证设备完好。

（5）水泵须配置于出水口处，为开式水循环系统，无需设置膨胀水箱。

（6）风冷蓄冰机空调流程如图5所示。

图5 风冷蓄冰机空调流程示意图