王心宇 劉聰睿 張鑫宇 郭璦華
(西華大學(xué),四川 成都 610039)
冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)是利用電力需求低谷時啟動制冷設(shè)備制冰儲冷,在白天用電高峰融冰將冷量釋放用以承擔(dān)房間的部分負(fù)荷,以緩解用電高峰時用電負(fù)荷的空調(diào)系統(tǒng)。采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可減小電網(wǎng)的峰谷負(fù)荷差,提高電網(wǎng)的運行效率,少建和緩建電站,降低空調(diào)運行的費用,減少空調(diào)容量和提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性[1]。
冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可實現(xiàn)單獨的制冰、供冷,也可實現(xiàn)一邊制冰一邊供冷以及實現(xiàn)冰與系統(tǒng)聯(lián)合的供冷,表1列出了幾個運行模式。
表1 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)運行模式表
基于冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)利用用電低峰進行制冰蓄能的特點,該系統(tǒng)最適合于用電峰值集中的建筑,最不適合用于全天用電負(fù)荷一樣的建筑場所。同時考慮其經(jīng)濟性,該系統(tǒng)需在有分時電價的地區(qū)使用,否則達不到直接的經(jīng)濟效益。
冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)特別適合在有分時電價政策的地區(qū)使用。各地的分時電價政策不一樣,而分時電價時段的劃分需考慮電力用戶需求響應(yīng),進行峰谷分時電價響應(yīng)評估,綜合考慮響應(yīng)度屬性與傳統(tǒng)時段劃分方法形成的隸屬度屬性,采用模糊聚類的方法建立峰谷分時電價時段劃分模型。冰蓄冷空調(diào)主要探討以下2種電價政策:(1)高峰電價時段與低峰電價時段比例大,電價差值小。(2)高峰電價與低峰電價比例不大,電價差值大。以上2種電價政策更適合使用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng),第一種電價政策是在峰谷電價差值較小,通過時間的疊加而得到一定的經(jīng)濟效益;第二種電價政策是將低價電能進行轉(zhuǎn)移到高價時段使用,是在價格上直接獲得經(jīng)濟效益。
由于冰蓄冷空調(diào)的運行特點,適用于區(qū)域性集中供冷、用電需求峰谷分明的建筑類型。根據(jù)建筑功能的不同,冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可應(yīng)用于以下實例:(1)商業(yè)寫字樓。由于商業(yè)寫字樓采用區(qū)域集中式供冷,用電高峰時負(fù)荷大,非常適合使用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。(2)圖書館、銀行、博物館。與商業(yè)寫字樓能耗特點相似,也適合采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。(3)商場、賓館、醫(yī)院。晚上有一定負(fù)荷,但晝夜負(fù)荷比值大,夜晚可邊供冷邊制冰儲能,達到經(jīng)濟效益。(4)體育場館、影劇院。使用時間集中,負(fù)荷集中,晚上有充分的時間制冰儲能,是使用冰蓄冷系統(tǒng)的理想場所。(5)大型會場、教堂。大型會場集中開會的時間負(fù)荷集中,且夜晚蓄能時間很長,適合使用該系統(tǒng),教堂為每個禮拜是主要負(fù)荷,制冰儲能時間充足,適合使用該系統(tǒng)。
根據(jù)前文分析探究,冰蓄冷空調(diào)技術(shù)有以下的應(yīng)用前景:(1)解決電網(wǎng)“峰弱谷強”的供電特征。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移制冷機組用電時間,起到了轉(zhuǎn)移低峰電壓到高峰電壓的橋梁作用。(2)降低空調(diào)系統(tǒng)制冷設(shè)備的容量和設(shè)定功率[2]。冰蓄冷空調(diào)技術(shù)由于在負(fù)荷高峰有冰承擔(dān)部分負(fù)荷,故可以降低制冷設(shè)備的容量和設(shè)備功率,同樣可以滿足供冷要求。(3)降低用戶端運行費用。各地實施分時電價政策,激勵廣大用戶使用峰谷充盈低價電力,經(jīng)過論證,冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益十分可觀,具備良好的投資回報[3];在峰谷電壓差價達到一定差值時(3倍),冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)表現(xiàn)出經(jīng)濟性,并隨著差價增大,經(jīng)濟效益越發(fā)明顯。
我國建筑節(jié)能技術(shù)的快速發(fā)展,冰蓄冷技術(shù)將充當(dāng)重要角色,探究其運行模式、使用場所和應(yīng)用前景變得十分有意義。各地政府為調(diào)動廣大末端用戶轉(zhuǎn)移用電高峰的積極性,出臺了分時電價政策,此政策為冰蓄冷空調(diào)提供了政策的支持,冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展前景十分廣闊。