使用冰蓄冷中央空调需要注意的问题与优化方向
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摘要：冰蓄冷中央空调使用独特的节能环保技术。它以冰作为冷源，在结构上比常规中央空调多出一个蓄冰装置。冰蓄冷中央空调在人类能源开发与利用领域实现了新突破，它能够降低用电高峰压力，节约投资和运行成本，冰蓄冷技术通过调整不同用电时段的电力负荷，在保障白天空调制冷需求的基础上，降低用户用电成本。相较于一般的常规空调，每年可以节省10%～30%的运行费用。随着工业、商业的发展及人民生活水平的改善，我国的能源供应出现了供需矛盾。作为主要能源的电力，供应日趋紧张。而在电力能源的使用中，峰谷差距不断增大，为了平衡峰谷之差，主管部门利用经济杠杆进行调整，冰蓄冷空调应运而生，并不断的发展。
关键词：冰蓄冷空调；中央空调；优化方向
中图分类号：TB657 文献标识码： A
引言
随着人们对生活质量重视程度和消费水平的提高，工作和生活环境中的使用空调的情况越来越多，在改善生活环境的同时也给电力供应和环境资源带来较大压力。冰蓄冷空调作为一种新兴的蓄热空调技术应用形式，在我国拥有较为广阔的发展空间。冰蓄冷空调具有有效提高能源利用效率，减小制冷设备体积和装设功率，从而大幅降低空调系统的运行费用和维修费用的优点。本文介绍了冰蓄冷技术的原理和优势，并对其优化改进提出相关建议。
一、蓄冰空调系统原理及其系统配置
1、蓄冰原理
在一个蓄冷系统中，在低谷用电时段，由制冷机组将低温乙二醇载冷剂循环至储冰装置，使装置内的水结成冰。需要供冷时，由建筑物空气处理机组循环的较热的冷冻水经过储冰装置，将装置内的冰融解。融冰所释放的冷量取代了制冷机组提供的冷量，因此减少空调主机的运行成本。
2、蓄冷系统设备
冰蓄冷系统中的设备通常包括以下三个部分：第一部分，制冷系统。这是高压侧的设备，它提供制冰用冷量和空调用冷量。该制冷机组或是采用直接蒸发式，直接提供制冷剂，或是载冷剂循环式，间接供应载冷剂。这取决于所采用的储冰装置的类型第二部分：储冰装置。它是蓄能设备，蓄能期在此形成冰并蓄存冷量。放能期，冰被融化而提供冷量第三部分：空调设备。它包括空气处理机组`风机盘管或是变风量系统等。任何一个冰蓄能系统的性能都应是上述三个主要部分的综合。
3、冰蓄冷系统的配置包括下列内容：
冷水机组与储冰设备的安排，串联或并联；冷水机组与储冰设备串联的，在一级冷水回路中，两者的相对位置是怎样的，冷水机组处于储冰装置的上游还是下游，系统设计时考虑的工作模式是储冰设备优先还是冷水机组优先；根据白天和晚上的操作工况，优选和确定压缩机的制冷量和部分冰蓄能所需的最佳储冰量。确定系统配置的第一步，首先是要决定冷水机组与储冰设备是串联还是并联连接的在系统配置时一般都采用冷水机组与储冰设备串联连接。在系统配置中要考虑的第二步是冷水机组与储冰设备的相对位置当冷水机组与储冰设备串联连接时，将冷水机组安排在储冰设备的上游是十分重要的如果在一级系统中，冷水机组位于储冰设备上游，则冷水机组的能耗就较低，这是因为冷水机组位于一级系统中冷水出口温度较高的地方，使冷水机组能在较高的蒸发温度下运行。因此系统配置的优选安排方法（简称PASO）是冰蓄冷系统设计的基础，此优选安排方法有如下特征：冷水机组和储冰设备是串联连接的；在一级冷水回路中，冷水机组是设在储冰设备的上游，在满负荷或部分负荷情况下，始终能保持冷水出口温度恒定。系统配置的优选安排方法是所有系统配置中的最好方案，不仅对系统设计而且对系统全年运行都是有利的。系统配置的第三步是要考虑系统的工作模式，即是储冰设备优先，还是冷水机组优先两者的储冰设备的储冰量，系统运行工况，压缩机制冷量的选择以及系统控制等都是不一样的因此在系统布置中，谁优先的工作模式对冰蓄冷系统的运行特性有着极大的影响。对采用哪一种工作模式作出决定，是储冰设备优先还是冷水机组优先、储冰设备优先的意思是以恒定的速度消耗事前储存的冰，再由冷水机组补充冷量，以满足建筑物需要的总的冷负荷。在以冷水机组优先的模式中，系统的控制和储冰设备的旁通控制是十分重要的通常以冷水机组优先的控制要比以冰优先的复杂的多。
1、加强对送风温度和蓄冷率的系统设计优化
送风温度和蓄冷率是冰蓄冷低温送风空调系统的关键参数，直接影响着空调系统的能源利用效率和经济效益。从系统设计角度对送风温度和蓄冷率进行优化，是提高冰蓄冷送风空调系统技术水平和经济效益的根本途径。
2、冰蓄冷低温送风空调技术的核心价值在于可以实现较高水平的经济效益
要保障系统的经济效益，实现系统优化需要从设计、控制和管理几个方面着手。其中设计是根源和基础。冰蓄冷低温送风空调系统的优化设计要在满足设计指标和安全运行的基础上，降低初投资成本，平衡不同用电时段的电力负荷，从而实现降低电力资源消耗和节约经济成本的最优化。
3、考虑电价以及用电限制的影响
当地的电价政策是决定冰蓄冷空调系统适用性的关键指标。峰谷电价差越大，冰蓄冷空调的经济效益越好。国外相关数据显示，峰谷电价比达到2：1是采用蓄冷系统的门槛指标；峰谷电价比为2.5：1时，采用蓄冷系统可以创造较好的经济效益；峰谷电价比为3：1时，采用蓄冷系统创造的经济效益非常显著。由于国内电价政策与国外不同，是否使用冰蓄冷空调还要考虑当地具体情况。另外，当地对高峰时期的用电限制相关规定对设备容量具有重要影响，必须予以考虑。
4、考虑建筑物类型的影响
建筑物类型、功能不同，其用电负荷分布也不一样。如果建筑物用电负荷比较集中，且负荷多发生在用电高峰时期，那么采用蓄冷系统平衡用电费用，就可以实现较好的经济效益。如果建筑物白天晚上用电负荷相差不大，或者当地用电高峰和低谷电价差额不大，那么冰蓄冷空调系统的经济效益就不明显，甚至不适合使用。
5、考虑当地典型年的气象资料的影响
当地整个供冷季节的逐时冷负荷分布是选择冰蓄冷低温送风空调系统与否的重要参考，而逐时负荷是依据典型年的气象资料算出的。全新风循环作为省能器供冷的地区，采用低温送风空调系统就不合适了。
6、改进制冷设备
通过对设备的质量管控与改进，实现整体系统技术水平的提高。积极吸收外国先进技术经验，去除冰蓄冷中央空调系统中的板式换热器，可以提高系统可靠性。而通过采用变风量空调器、联结蝶阀和全部法兰、对管道内壁进行防腐处理、增加乙二醇溶液回收装置，防止溶液损失等相关技术措施，可以解决没有换热器的问题，从而实现节省初投资和运行费用的目的。
四、我国中央空调动态冰蓄冷技术的应用情况
我国大部分地区处于暖温带和亚热带。夏季时间较长，在南方某些地区甚至可达8个月。进入夏季后空调使用需求急剧上升，不仅用电量巨大而且使用时间集中，对电力供应造成巨大压力，成为导致城市电力负荷峰谷的主要原因。冰蓄冷空调通过对用户用电方式的调整，在一定程度上缓解了高峰期的用电压力。我国当前的蓄冰空调工程设备主要来自国外，其中绝大部分为静态蓄冰技术，体积巨大，运行成本高，制冰效率低。与之对应的动态冰蓄冷技术采用制冷剂直接与水进行热交换技术，极大提高了空调效能，是新建系统以及既有系统的节能改造的主要趋势。
结束语
冰蓄冷中央空调具有节能环保、经济效益水平高的特出特点，在国内市场具有广阔的发展空间。文章对冰蓄冷空调改进优化方向和注意因素进行了归纳阐述，希望广大同行能够从中受到启发，从而推动我国冰蓄冷空调技术的不断前进。
参考文献
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