摘 要：在城市建筑能耗加速增長(zhǎng)的背景下，中央空調(diào)采用蓄冷技術(shù)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷移峰填谷正在逐漸地受到市場(chǎng)的重視。文章分析了中央空調(diào)四種主要蓄冷技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，并從經(jīng)濟(jì)性角度著重探討了實(shí)際應(yīng)用比較成熟的水蓄冷和冰蓄冷兩種技術(shù)。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；水蓄冷；冰蓄冷；經(jīng)濟(jì)性

1 中央空調(diào)主要蓄冷技術(shù)

目前的中央空調(diào)蓄冷技術(shù)主要包括水蓄冷、冰蓄冷、共晶鹽蓄冷和氣體水合物蓄冷等。

1.1 水蓄冷技術(shù)

利用4℃～7℃的低溫水進(jìn)行顯熱蓄冷。通過(guò)管道及閥門的切換，滿足蓄冷和放冷工況的需求，如圖1所示。

1.2 冰蓄冷技術(shù)

選用蓄冰和低溫送風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的蓄冷、供冷方式，可節(jié)省初投資、運(yùn)行費(fèi)用，已成為建筑空調(diào)技術(shù)發(fā)展的方向之一。冰蓄冷系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

（1）優(yōu)點(diǎn)：蓄冷槽融冰放冷屬恒溫相變過(guò)程，水溫穩(wěn)定，冰蓄冷槽的冷損失小。（2）缺點(diǎn)：蒸發(fā)溫度降低，使壓縮機(jī)COP減小；設(shè)備與管路比水蓄冷的復(fù)雜，常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)改造，用冰蓄冷困難較大。

1.3 共晶鹽蓄冷技術(shù)

共晶鹽蓄冷技術(shù)是常見(jiàn)的中央空調(diào)蓄冷技術(shù)中的一種，與上述兩種技術(shù)相比有著比較明顯的優(yōu)點(diǎn)。共晶鹽蓄冷又被稱為共晶鹽相變蓄冷，能夠通過(guò)共晶鹽材料提升制冷劑運(yùn)轉(zhuǎn)效率。因此，該系統(tǒng)不僅有著冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，還有著水蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前我國(guó)對(duì)共晶鹽蓄冷技術(shù)開(kāi)展的研究主要集中在共晶鹽相變材料的研發(fā)、選擇、配比、組裝等方面，并且已經(jīng)取得了一定的成效。

1.4 氣體水合物蓄冷技術(shù)

該技術(shù)在環(huán)保節(jié)能方面有著比較突出的表現(xiàn)，是一種新型的蓄冷方式，能夠避免出現(xiàn)冰蓄冷技術(shù)效率不高、水蓄冷技術(shù)密度較低、共晶鹽蓄冷技術(shù)交換律不高等問(wèn)題，被認(rèn)為是最為理想的蓄冷技術(shù)選擇。該技術(shù)的原理主要是利用了氣體水化物的特征，氣體水化物實(shí)質(zhì)是一種包絡(luò)狀的晶體，將來(lái)自外界的氣體分子全部緊緊的包裹在自身的水分子網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)中，通過(guò)物理力量、分子間的作用力，相互吸引，并且使得水在0℃之上構(gòu)成比較牢固穩(wěn)定的晶體，達(dá)到蓄冷的目的。當(dāng)前對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)研發(fā)、組裝方面，并且從力學(xué)的角度對(duì)其展開(kāi)研究，希望找到能效更高的添加劑應(yīng)用在這一系統(tǒng)中。

2 中央空調(diào)蓄冷技術(shù)比較及案例分析

2.1 技術(shù)比較

目前技術(shù)較為成熟、商業(yè)應(yīng)用最多的是水蓄冷和冰蓄冷技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)比較如表1所示。由表1比較可以看出，對(duì)于既有建筑改造和資金有限的情況下，水蓄冷技術(shù)占明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。

2.2 案例分析[1]

某大廈空調(diào)設(shè)計(jì)總負(fù)荷為3600RT。水蓄冷設(shè)計(jì)日空調(diào)系統(tǒng)尖峰負(fù)荷3600RT，設(shè)計(jì)日空調(diào)總負(fù)荷為27756RTh。其中電力峰段冷負(fù)荷為6616RTh，電力平段冷負(fù)荷為21140RTh，電力谷段冷負(fù)荷為0RTh。

3 中央空調(diào)水蓄冷實(shí)際應(yīng)用介紹及案例分析

3.1 中央空調(diào)水蓄冷實(shí)際應(yīng)用方式

通過(guò)上文的論述已經(jīng)對(duì)水蓄冷技術(shù)建立了初步的了解，在實(shí)際工作中可以看到，通常城市用電時(shí)間性比較明顯。也就是說(shuō)，白天用電量比較多，供電也相應(yīng)緊缺，到了晚上凌晨之后用電量將會(huì)減少，此時(shí)，就可以利用水蓄冷技術(shù)，將多余的電力利用起來(lái)。并且，對(duì)于中央空調(diào)水蓄冷技術(shù)來(lái)說(shuō)，周圍溫度越低其需要冷卻的溫度也就相對(duì)較低，獲得的效率也就越高。

具體而言，中央空調(diào)水蓄冷實(shí)際應(yīng)用應(yīng)當(dāng)具備以下幾個(gè)方面的條件，如果在無(wú)法達(dá)到下列條件的情況下使用水蓄冷技術(shù)進(jìn)行制冷，不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗的目的，而且還有可能使得成本上升：其一，采用水蓄冷技術(shù)的地區(qū)必須能夠取得一定的電價(jià)優(yōu)惠，也就是說(shuō)需要當(dāng)?shù)仉娏Σ块T有所配合，給予一定的優(yōu)惠政策，主要是對(duì)用電高峰時(shí)段以及用電低谷時(shí)段。其二，在使用水蓄冷技術(shù)的中央空調(diào)系統(tǒng)中盡可能的配備兩臺(tái)主機(jī)，其中一臺(tái)作為備用，避免某一臺(tái)主機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，造成主機(jī)損壞。其三，應(yīng)當(dāng)修建或者預(yù)留出一定的空間，對(duì)水蓄冷所需要的冷凍水進(jìn)行儲(chǔ)存。其四，在中央空調(diào)主制冷機(jī)房?jī)?nèi)，必須要在修建或者設(shè)計(jì)的時(shí)候預(yù)留出盡可能多的空間，使得后期設(shè)備改造也能夠妥善安置。

3.2 中央空調(diào)水蓄冷技術(shù)實(shí)際應(yīng)用案例

在位于我國(guó)長(zhǎng)江中下游地區(qū)的某市，有一座規(guī)模較大的商場(chǎng)需要在夏季使用空調(diào)，但是不需要在冬季進(jìn)行采暖。因此，該商場(chǎng)選取了水蓄冷技術(shù)中央空調(diào)。該商場(chǎng)將水蓄冷主要的制冷機(jī)房設(shè)置在地下室的最底層，并且購(gòu)買了四臺(tái)制冷主機(jī)，為單制離心式的水冷冷水機(jī)組，在非特殊情況下一般運(yùn)行主機(jī)數(shù)量為兩臺(tái)，另外購(gòu)買了四臺(tái)冷凍泵、冷卻泵，這八臺(tái)機(jī)器分別有一半數(shù)量為備用。該商場(chǎng)在中央空調(diào)尾端熱交換中采用的風(fēng)柜。因此，并不會(huì)對(duì)水蓄冷技術(shù)造成影響。消防水池與中央空調(diào)制冷機(jī)房位于同一層樓，間隔距離可以忽略。在初步確定了中央空調(diào)水蓄冷設(shè)備安裝方案之后，對(duì)包括蓄冷水池容量、商場(chǎng)內(nèi)部冷負(fù)荷等多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算，并根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)?shù)匚飪r(jià)等多方面，大致確定了該項(xiàng)安裝工程所需要投入的費(fèi)用、投入之后節(jié)約的電費(fèi)等多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)指標(biāo)。

3.3 中央空調(diào)冰蓄冷實(shí)際應(yīng)用方式

與水蓄冷中央空調(diào)不一樣的是，冰蓄冷系統(tǒng)新增了一套以乙二醇為介質(zhì)的管道回路系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，能夠在制冷的過(guò)程中，將冷量暫時(shí)的儲(chǔ)備起來(lái)，并且通過(guò)電動(dòng)閘門對(duì)整個(gè)制冷過(guò)程進(jìn)行電腦控制，能夠選擇多個(gè)制冷模式，具有較高的自動(dòng)化、智能化。因此，與水蓄冷相比而言，能夠更好地節(jié)約資源，確保制冷最大效益。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通常將冰蓄冷中央空調(diào)分為單制冰系統(tǒng)、融冰系統(tǒng)、聯(lián)合供冷多個(gè)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前的蓄冷技術(shù)研究方向較多，在實(shí)際工程應(yīng)用中，冰蓄冷和水蓄冷技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，但是冰蓄冷技術(shù)的一次性投入較大，對(duì)空調(diào)主機(jī)的要求較高，考慮項(xiàng)目的運(yùn)行成本等經(jīng)濟(jì)性方面的問(wèn)題，發(fā)展冰蓄冷在有國(guó)家政策補(bǔ)貼的條件下才較為經(jīng)濟(jì)可行。水蓄冷由于其技術(shù)簡(jiǎn)單，一次性投入較少而得到業(yè)界的青睞，但只有在地方蓄冷電價(jià)合理的情況下，發(fā)展水蓄冷才有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，對(duì)運(yùn)行電費(fèi)成本的節(jié)約才有更為顯著的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]郭永佾.海南某大廈智能水蓄冷節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].建筑節(jié)能，2009（10）：23-27.

[2]丁慶.冰蓄冷空調(diào)在高峰谷負(fù)荷差地區(qū)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2014（1）：72-80.

作者簡(jiǎn)介：崔曉鋼（1979-），男，碩士，山東煙臺(tái)人，深圳技師學(xué)院，工程師。

趙四化（1977-），女，碩士，吉林長(zhǎng)春人，深圳技師學(xué)院，講師。