浅谈蓄能空调冷热源方案及其工程应用
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摘要：和常规空调相比，大部分蓄能空调并不节能，也并非适用所有民用建筑， 但在一定条件下，它能改善城市、低区电网供电状况，缓解电力负荷峰谷差现象， 提高电厂一次能源利用效率。从这个意义而言，蓄能空调可作为一项“节能”技术 而加以推广.
关键词：冰蓄冷;电水蓄热;移峰填谷
1．设计选用的前提条件 制冷以电为驱动能源的空调工程，符合下列条件之一， 经技术经济比较合理时，宜采用蓄冷空调系统.
1.1执行峰谷电价，且差价较大的地区； 1.2非全日制空调工程或间歇使用且时间较短的空调工 程； 1.3空调负荷峰谷悬殊且在电力低谷时段负荷较小的连 续空调工程； 1.4无电力增容条件或限制增容的空调工程； 1.5某一时段限制空调制冷用电的空调工程； 2．蓄冷介质的选用 2.1水-利用水温变化储存的显热量[4.184KJ/ （kg·℃）]—显热式蓄冷，一般蓄冷温度为4～6℃，蓄冷 温差为5～10℃；单位蓄冷能力低。蓄冷体积大，制冷机蓄 冷时效率衰减小.
2.2冰-利用冰的相变潜热储存冷量（335 KJ/kg）—潜 热式蓄冷。单位蓄冷能力高。蓄冷体积小，可提供较低的空 调供水温度，制冷机蓄冷时效率衰减大.
3.蓄冷类型的选用 3.1全蓄冷-在电网高峰时段，蓄冷设备提供全部的空 调负荷。运行费用低，设备投资高，适宜短时段空调或限制 制冷用电负荷的空调工程.
3.2部分蓄冷-在电网高峰时段，蓄冷设备提供部分的 空调负荷。设备投资低，能充分发挥所有设备能力，宜优先 采用.
4.制冰设备的选用 双工况制冷主机-冰蓄冷系统的制冷机是在制冷工况和 制冰工况下运行，应兼顾这两种工况都能达到高能效比的制 冷机.
4.1制冰温度-螺杆式制冷机可达到较低的制冰温度， 一般-5.5～-7℃;多级压缩离心式制冷机两种工况性能较 好，制冰温度一般为-4～-6.5℃;单级离心式制冷机不宜 达到较低的制冰温度，一般在4～-3℃;活塞式制冷机可达 到较低的制冰温度，一般-5.5～-8℃，但容量较小.
4.2制冰量-制冷机在制冰工况的产冷量小于空调工况 制冷量。在其他参数不变时，一般蒸发温度每降低1℃，产 生冷量会减少2%～3%；设计时应根据设备性能参数确定.
4.3冷凝温度-每降低1℃，产冷量可提高1.5%，风冷 系统按当地逐时干球温度计算；水冷系统，白天宜按32℃， 夜间蓄冷工况可按进水温度30℃考虑，或根据当地的晚间实 际气象统计参数计算冷却塔出水温度.
5.蓄冷系统的确定 应根据建筑物类型及设计日冷负荷曲线、空调系统规模 及蓄冷装置特性等因素确定.
5.1有足够的空间设置蓄冷水池的非高层建筑，可采用 开式蓄冷水池的显热蓄冷系统.
5.2蓄冷时段仍需供冷时，宜另设直接向空调系统供冷 的基载主机，基载主机与蓄冷系统并联设置.
5.3蓄冷时段所需冷量较少时，也可不设基载主机，由 蓄冷系统同时蓄冷和供冷.
5.4空调水系统规模较小、工作压力较低时，可直接采 用乙二醇循环，否则宜采用板式热交换器的间接循环，向空 调系统供冷.
5.5并联与串联的确定 冰蓄冷系统可采用并联或串联两种形式.
5.5.1并联系统-双工况制冷机与蓄冰装置并联设置.
两个设备均处在高温（进口温度8～11℃）端，能均衡 发挥各自的效率。融冰泵可采用变频控制，所有电动阀双位 开闭；但其配管、流量分配、冷媒温度控制、运行操作等较 复杂。适宜全蓄冷系统和供水温差小（5～6℃）的部分蓄冷 系统.
5.5.2串联系统-双工况制冷机与蓄冰装置串联布置， 控制点明确，运行稳定，可提供较大温差（≥7℃）供冷.
（1）主机上游-制冷机处于高温端，制冷效率高，而蓄 冰装置处于低温端，融冰效率低。适合融冰特性较理想的蓄 冰装置或空调负荷平稳变化的工程.
（2）主机下游-制冷机处于低温端，制冷效率低高，而 蓄冰装置处于高温端，融冰效率高。适合融冰特性欠佳的蓄 冰装置、封装式蓄冰装置或空调负荷变化较大的工程.
6.蓄能系统的工程应用 6.1工程概况 宜春市袁州区行政服务中心共有四栋建筑，其中主楼为 地上十二层，地下一层，建筑面积38730m2；会议中心为三层， 建筑面积8128.7 M2；信访中心（有两栋，副楼A、B）为三层， 建筑面积9106m2，总建筑面积为55964m2。夏季设计总冷负 荷5300KW，冷指标106W/m2，冬季设计总热负荷3450KW，热 指标68.9W/m2.
6.2 冷源方案确定本大楼是办公建筑，冷负荷集中在电力高峰时段和电力 平峰时段，电力低谷时段空调系统根本没有冷负荷，且全年 供冷期内负荷极不平衡。选择常规制冷主机设备容量大，且 直接制冷的结果是制冷主机利用高价电来制冷，低价电时段 闲置，造成不必要的浪费.
6.3设计原则 （1）经济 综合考虑影响初期投资及运行成本的各种因素。蓄冰空 调系统中的蓄冰容量越大初期投资越高，但可节约更多的运 行成本，因而在设计时，须详尽研究系统的电力增容投资， 峰谷电价结构及设备初投资等资料，以其达到最佳的经济效 益，在降低初期投资的同时节约更多的运行成本，转移更多 的高峰用电量.
（2）高效节能 依据设计负荷的需求确定系统选型，尽可能的减少各种 设备的装机容量，改善主机工作条件，提高主机效率，充分 利用蓄冰装置的优势，尽量减少系统的能耗.
（3）完整可靠 评价蓄冰系统品质的最重要的依据是系统的整体效能及 运行稳定性.
6.4空调供冷与冰蓄冷系统设计及设备选型 （1）本工程按冰蓄冷空调分量蓄冰模式设计，冰蓄冷系 统双工况螺杆主机和蓄冰装置为串联方式。空调系统配备双 工况螺杆机组两台，空调工况制冷量380RT/功率250kW，制 冰工况制冷量275RT/功率250kW，机组分别在空调和制冰两 种工况下运行。另配置空调工况制冷量380RT/功率248kW的 基载机组一台.