1　調(diào)研范圍

　　本次調(diào)研對(duì)象主要為《規(guī)程》參編企業(yè)，同時(shí)也涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)編制組以外的業(yè)內(nèi)有影響力的單位。本次調(diào)研統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要以生產(chǎn)蓄冷裝置企業(yè)的蓄冷容量來(lái)體現(xiàn)，即項(xiàng)目數(shù)量最終都通過(guò)蓄冷裝置來(lái)體現(xiàn)。

2　調(diào)研內(nèi)容

　　考慮到對(duì)于2010年以前的中國(guó)蓄冷行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)有相關(guān)單位和個(gè)人作了統(tǒng)計(jì)和調(diào)研，加之本次調(diào)研時(shí)間有限，故本次調(diào)研項(xiàng)目限定為2011年1月至2015年6月完成施工并調(diào)試完畢的蓄冷工程（本文中所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段如無(wú)特別說(shuō)明均為該時(shí)間段）。本次調(diào)研方式主要為向行業(yè)內(nèi)有影響力的單位發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷和表格，然后對(duì)返回問(wèn)卷和表格進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)。對(duì)于重點(diǎn)企業(yè)和重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行了技術(shù)和項(xiàng)目案例的二次調(diào)研。

　　調(diào)研內(nèi)容包括蓄冷項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目地點(diǎn)、項(xiàng)目開展時(shí)間、建筑面積、項(xiàng)目設(shè)計(jì)日蓄冷量、項(xiàng)目蓄能裝置品牌、項(xiàng)目系統(tǒng)配置以及項(xiàng)目投資情況等。項(xiàng)目種類包括冰蓄冷和水蓄冷（單純的水蓄熱不在此次調(diào)研范圍內(nèi)）。從反饋的信息來(lái)看，各家信息基本符合調(diào)研初衷和目的，最后得出的結(jié)論也符合相關(guān)的要求。

3　調(diào)研結(jié)果

　　通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的整理，總結(jié)出2011年1月至2015年6月中國(guó)蓄冷空調(diào)行業(yè)發(fā)展情況。

3.1　蓄冷技術(shù)應(yīng)用總量

　　中國(guó)蓄冷空調(diào)行業(yè)的總項(xiàng)目為239項(xiàng)，總蓄冷量為1 004萬(wàn)kW?h。涉及投資近80億元。

3.2　蓄冰與水蓄冷總量統(tǒng)計(jì)

　　本次調(diào)研對(duì)蓄冰項(xiàng)目和水蓄冷項(xiàng)目進(jìn)行了嚴(yán)格的區(qū)分，其中冰蓄冷項(xiàng)目共實(shí)施190項(xiàng)，設(shè)計(jì)日總蓄能量839.5萬(wàn)kW?h；水蓄冷項(xiàng)目共實(shí)施49項(xiàng)，設(shè)計(jì)日總蓄能量164.4萬(wàn)kW?h。

3.3　項(xiàng)目規(guī)模及應(yīng)用形式分布情況

　　冰蓄冷中各種蓄冷模式容量和所占比例分別為：外融冰，141.3萬(wàn)kW?h，17％；封裝冰，96.5萬(wàn)kW?h，11％；動(dòng)態(tài)制冰，34.8萬(wàn)kW?h，4％；內(nèi)融冰，566.9萬(wàn)kW?h，68％。

　　由于在調(diào)研廠家中少數(shù)廠家無(wú)法按逐年提供項(xiàng)目數(shù)據(jù)，只能提供項(xiàng)目實(shí)施大致時(shí)間，本次調(diào)研無(wú)法對(duì)2011—2015年內(nèi)每年蓄冷項(xiàng)目的變化作詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)。本次調(diào)研僅以數(shù)據(jù)較為完整的1個(gè)企業(yè)為例，介紹蓄冷項(xiàng)目的逐年變化。

3.4　項(xiàng)目地域分布情況

　　通過(guò)對(duì)目前實(shí)施項(xiàng)目所在地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出國(guó)內(nèi)蓄冷空調(diào)項(xiàng)目地理分布，如下：北京，45項(xiàng)；天津，10項(xiàng)；上海，12項(xiàng)；重慶，5項(xiàng)；浙江，30項(xiàng)；廣東，３４項(xiàng)；江蘇，27項(xiàng)；安徽，13項(xiàng)；湖北，10項(xiàng)；海南，4項(xiàng)；陜西，3項(xiàng)；河北，１２項(xiàng)；吉林，1項(xiàng)；山東，8項(xiàng)；四川，5項(xiàng)；遼寧，4項(xiàng)；江西，3項(xiàng)；福建，10項(xiàng)；黑龍江，1項(xiàng)；廣西，2項(xiàng)；總計(jì)239項(xiàng)。

4　累計(jì)數(shù)據(jù)及中日韓三國(guó)蓄冷空調(diào)工程應(yīng)用關(guān)鍵數(shù)據(jù)比對(duì)

　　前述為我國(guó)2011年１月至2015年6月蓄冷項(xiàng)目調(diào)研情況匯總，結(jié)合2011年前其他學(xué)者進(jìn)行的相關(guān)調(diào)研對(duì)我國(guó)所有蓄冷項(xiàng)目累計(jì)情況進(jìn)行匯總。

　　經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，截至2015年6月，中國(guó)蓄冷項(xiàng)目總量是1 133項(xiàng)。其中971項(xiàng)為冰蓄冷，162項(xiàng)為水蓄冷。相應(yīng)總?cè)萘繛? 600萬(wàn)kW?h，近5年總?cè)萘繛? 230萬(wàn)kW?h。由于在調(diào)研中較難精確統(tǒng)計(jì)蓄冷項(xiàng)目的空調(diào)負(fù)荷移峰量，經(jīng)過(guò)初步估計(jì)，我國(guó)所有蓄冷項(xiàng)目的冷負(fù)荷移峰量約為1.6 GW。1 133個(gè)項(xiàng)目分布最多的省市依次為：北京，161項(xiàng)；江蘇，139項(xiàng)；廣東，139項(xiàng)；浙江，135項(xiàng)；上海，73項(xiàng)；湖北，62項(xiàng)；山東，55項(xiàng)。

　　將我國(guó)蓄冷空調(diào)工程累計(jì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)與日本和韓國(guó)的累計(jì)情況進(jìn)行發(fā)現(xiàn)：

　　1）我國(guó)雖然國(guó)土面積和建筑體量遠(yuǎn)超日韓兩國(guó)，蓄冷項(xiàng)目數(shù)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于兩國(guó)。說(shuō)明蓄冷技術(shù)在中國(guó)的推廣還不是很成熟。而中國(guó)的電力負(fù)荷系數(shù)與兩國(guó)相當(dāng)，峰谷電價(jià)優(yōu)勢(shì)較兩國(guó)也更為明顯。之所以造成現(xiàn)有局面，根本在于社會(huì)大眾對(duì)該技術(shù)的理解和接受程度有限，相關(guān)從業(yè)人員仍需要加大推廣力度。同時(shí)也說(shuō)明蓄冷事業(yè)在中國(guó)發(fā)展大有可為。

　　2）中國(guó)的蓄冷空調(diào)激勵(lì)政策主要還是依靠峰谷電價(jià)，即希望用戶通過(guò)運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省來(lái)收回增加的投資，而較少采用其他兩國(guó)使用的直接對(duì)初投資補(bǔ)貼的措施。相對(duì)日韓兩國(guó)，中國(guó)蓄冷空調(diào)激勵(lì)政策力度不足，可執(zhí)行性有限，政策延續(xù)性較差，這些是制約蓄冷空調(diào)技術(shù)發(fā)展的重要因素。

　　3）日韓兩國(guó)在蓄冷空調(diào)項(xiàng)目數(shù)量上遠(yuǎn)超中國(guó)，蓄冷空調(diào)移峰負(fù)荷上卻與中國(guó)差異不大，究其原因?yàn)樾罾淇照{(diào)在中國(guó)的應(yīng)用還是以大型應(yīng)用為主，而日韓兩國(guó)項(xiàng)目規(guī)模較小。這與兩國(guó)在小型化蓄冷裝置上的大量研發(fā)密不可分。小型化的蓄冷空調(diào)技術(shù)在中國(guó)推廣未來(lái)可能會(huì)有較大空間，中國(guó)蓄冷空調(diào)行業(yè)在小型化技術(shù)上的研發(fā)和推廣應(yīng)更加深入。

5　調(diào)研成果分析及問(wèn)題匯總

5.1　調(diào)研成果分析

　　對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)得出如下結(jié)論：

　　1）近年來(lái)，我國(guó)的蓄冷空調(diào)項(xiàng)目數(shù)量有了較大的增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從20世紀(jì)90年代初到2005年我國(guó)蓄冷工程數(shù)量約為400個(gè)；而2011年1月至2015年6月不到5年的時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)建設(shè)的蓄冷項(xiàng)目已達(dá)239項(xiàng)，設(shè)計(jì)日蓄冷量超過(guò)1 000萬(wàn)kW?h，涉及投資近80億元。

　　2）在我國(guó)蓄冰領(lǐng)域中，外資品牌占比較大。國(guó)產(chǎn)品牌中，僅有少數(shù)能達(dá)到類似規(guī)模。蓄冰行業(yè)的發(fā)展中，形成少數(shù)幾家較大的局面。水蓄冷行業(yè)則是國(guó)產(chǎn)品牌占比較大。

　　3）從蓄冷方式來(lái)看，盤管內(nèi)融冰系統(tǒng)占比最高，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)項(xiàng)目均為內(nèi)融冰。盤管外融冰因其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，也僅有少數(shù)廠家具有生產(chǎn)能力。但是，應(yīng)該注意到盤管外融冰技術(shù)應(yīng)用的項(xiàng)目數(shù)量雖然較少，總蓄能量卻占有一定比例。這是由于盤管外融冰技術(shù)一般應(yīng)用在較大型項(xiàng)目中，如區(qū)域供冷等。

　　4）封裝冰蓄冷系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)也有一定的發(fā)展，部分特色廠家所有項(xiàng)目均為封裝冰蓄冷系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)制冰得到了一定層面的發(fā)展，個(gè)別廠家在這個(gè)領(lǐng)域作出了較大的貢獻(xiàn)，目前有20多個(gè)項(xiàng)目案例。

　　5）從項(xiàng)目規(guī)模上看，蓄冷項(xiàng)目有大型化的發(fā)展趨勢(shì)。蓄冷在區(qū)域供冷中應(yīng)用越來(lái)越多。設(shè)計(jì)日蓄冷量3.5萬(wàn)kW?h以上項(xiàng)目達(dá)到43％之多。設(shè)計(jì)日蓄冷量10.5萬(wàn)kW?h以上甚至17.5萬(wàn)kW?h以上項(xiàng)目也越來(lái)越多。如天津某能源中心項(xiàng)目規(guī)模在35萬(wàn)kW?h左右。

　　6）從地域分布來(lái)看，蓄冷空調(diào)在北京、廣東、江蘇、浙江等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集、電力緊缺的省市應(yīng)用較多，在我國(guó)的西北部地區(qū)應(yīng)用則較少。

　　7）水蓄冷技術(shù)與熱泵等技術(shù)結(jié)合，得到了越來(lái)越大規(guī)模的推廣。

5.2　存在問(wèn)題分析

　　盡管從時(shí)間維度來(lái)看，蓄冷項(xiàng)目近年來(lái)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，但蓄冷項(xiàng)目在集中空調(diào)項(xiàng)目總量中所占的比例仍然很低，根據(jù)近年的測(cè)算，每年新建公共建筑中采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的比例僅為1％左右，因此蓄冷技術(shù)的推廣還有很長(zhǎng)的路要走，也可以說(shuō)存在極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　在調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于近年來(lái)相關(guān)補(bǔ)貼政策和地方峰谷電價(jià)落實(shí)不到位，很多生產(chǎn)廠家在蓄冷設(shè)備的發(fā)展上陷入停滯狀態(tài)甚至退出了這個(gè)行業(yè)。一些廠家將研發(fā)和投入轉(zhuǎn)向了國(guó)家熱點(diǎn)的建筑可再生能源領(lǐng)域。從蓄能設(shè)備生產(chǎn)廠家的數(shù)量上來(lái)看，總量是在減少的，行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出高度聚合的態(tài)勢(shì)。

　　蓄冷空調(diào)項(xiàng)目的推進(jìn)仍集中在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的城市，在經(jīng)濟(jì)較為落后的區(qū)域發(fā)展較為緩慢，甚至有些城市即使是在負(fù)荷特性較適合蓄冷空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用，電力峰谷效應(yīng)也較明顯的情況下，仍然項(xiàng)目應(yīng)用較少。主要原因是建筑和電力部門不協(xié)調(diào)，各自訴求和出發(fā)點(diǎn)不盡相同。

　　蓄冷項(xiàng)目的推廣與各個(gè)地區(qū)的負(fù)荷特性的關(guān)系遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)家補(bǔ)貼政策和峰谷電價(jià)的落實(shí)帶來(lái)的效應(yīng)明顯。北京作為中國(guó)蓄冷項(xiàng)目推進(jìn)最好的城市，究其原因就是政策扶持力度較大。因此，各個(gè)地區(qū)政府應(yīng)根據(jù)自身用電情況，合理制定補(bǔ)貼和峰谷電價(jià)政策，推動(dòng)該技術(shù)的發(fā)展。

6　大型蓄冷空調(diào)工程應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)

　　通過(guò)調(diào)研分析可知，蓄冷項(xiàng)目有大型化的發(fā)展趨勢(shì)。蓄冷技術(shù)在區(qū)域供冷項(xiàng)目中的應(yīng)用越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大，影響力也在逐步提升。這些發(fā)展趨勢(shì)也是《規(guī)程》修編應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)。

　　針對(duì)此趨勢(shì)，筆者所在研究團(tuán)隊(duì)對(duì)目前國(guó)內(nèi)的數(shù)十個(gè)結(jié)合冰蓄冷技術(shù)的區(qū)域供冷項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研，結(jié)合理論分析和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)此類項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)分析歸納如下。

6.1　冰蓄冷和區(qū)域供冷結(jié)合技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出

　　根據(jù)《規(guī)程》相關(guān)專題理論分析和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析總結(jié)可知：對(duì)北京、上海、深圳等采用峰谷電價(jià)的城市，在峰谷電價(jià)和設(shè)計(jì)合理的前提下，采用冰蓄冷能節(jié)省30％以上的運(yùn)行費(fèi)用，靜態(tài)投資回收期能控制在5年內(nèi)。一般在合理的蓄冷率下，采用冰蓄冷甚至可以節(jié)約15％～20％的初投資。

6.2　準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析是大型蓄冷項(xiàng)目設(shè)計(jì)的必要條件

　　蓄冰空調(diào)系統(tǒng)的本質(zhì)為空調(diào)制備冷量在時(shí)間上的轉(zhuǎn)移。因此，充分了解蓄冷系統(tǒng)中建筑負(fù)荷逐時(shí)分布的特點(diǎn)及規(guī)律是系統(tǒng)配置以及制定運(yùn)行策略的前提。而大型區(qū)域供冷項(xiàng)目中，冷源設(shè)備類型和數(shù)量均較多，系統(tǒng)投資較大，運(yùn)行和控制策略較為復(fù)雜。只有在掌握供應(yīng)區(qū)域的建筑負(fù)荷特點(diǎn)的前提下，才有可能進(jìn)行系統(tǒng)的合理配置和制定恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行策略。根據(jù)目前大型區(qū)域供冷項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)配置和運(yùn)行策略制定階段，應(yīng)按100％，75％，50％，25％設(shè)計(jì)負(fù)荷列表給出蓄能釋能周期的逐時(shí)運(yùn)行模式和負(fù)荷分配。在有條件時(shí)，應(yīng)采用動(dòng)態(tài)負(fù)荷模擬計(jì)算軟件進(jìn)行全年逐時(shí)負(fù)荷計(jì)算，并結(jié)合峰谷電價(jià)和蓄能釋能周期進(jìn)行能耗和運(yùn)行費(fèi)用分析，以及全年移峰電量的計(jì)算。

6.3　設(shè)計(jì)冰蓄冷系統(tǒng)時(shí)蓄冷率和削峰率應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注

　　在大型區(qū)域供冷項(xiàng)目中采用冰蓄冷技術(shù)能一定程度上削減設(shè)備裝機(jī)容量，進(jìn)而降低系統(tǒng)初投資，這對(duì)于投資巨大的區(qū)域供冷項(xiàng)目是非常重要的。冰蓄冷系統(tǒng)的削峰量（裝機(jī)容量的減少）取決于蓄冷率。合理的做法是在動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上，按照不同的蓄冰率制定不同的技術(shù)方案，根據(jù)不同方案下的初投資和運(yùn)行費(fèi)用綜合比較得出最終的蓄冷率。蓄冷率越高，削峰率一般越大，系統(tǒng)全年負(fù)荷轉(zhuǎn)移率也就越高。一般而言，在蓄冷率較小時(shí)，系統(tǒng)全年負(fù)荷轉(zhuǎn)移率和削峰率變化較大，當(dāng)蓄冷率增大到一定程度時(shí)，變化逐步減小直至趨于平緩。

　　因此，蓄冰項(xiàng)目一般存在最佳蓄冷規(guī)模。目前國(guó)內(nèi)區(qū)域供冷中蓄冷率一般取20％～40％，削峰率一般取30％～50％。在實(shí)際項(xiàng)目中，應(yīng)根據(jù)具體情況，結(jié)合動(dòng)態(tài)負(fù)荷曲線制定合理的蓄冷率。

6.4　動(dòng)態(tài)蓄冷和釋冷速率應(yīng)作為設(shè)計(jì)重要參考依據(jù)

　　對(duì)于冰蓄冷系統(tǒng)，需關(guān)注蓄冷設(shè)備的蓄冷和釋冷速率，很多工程未注意到這個(gè)問(wèn)題，導(dǎo)致未達(dá)到預(yù)想的冰蓄存和取用效果。

　　不同的蓄冷裝置蓄冷、釋冷特性不同。同一蓄冷裝置，隨著蓄冷量的增加，蓄冷速率一般會(huì)有所下降，所需要的蓄冷溫度也隨之降低；釋冷時(shí)，隨著釋冷量的增加，釋冷速率下降，釋冷溫度隨之上升。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)由制造廠商提供詳細(xì)的蓄冷、釋冷特性曲線圖表作為設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。

　　修訂的《規(guī)程》也將增加相關(guān)規(guī)定，明確動(dòng)態(tài)蓄冷和釋冷速率數(shù)據(jù)應(yīng)作為蓄冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。

6.5　水力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)

　　大溫差輸送是區(qū)域供冷結(jié)合冰蓄冷的一個(gè)重要特性。國(guó)內(nèi)目前區(qū)域供冷結(jié)合冰蓄冷的項(xiàng)目大多數(shù)采用串聯(lián)系統(tǒng)、主機(jī)上游的方式。為提高夏季制冷供回水溫差，降低輸送能耗，一般采用盤管外融冰直接供冷。系統(tǒng)輸送溫差一般大于8 ℃，甚至達(dá)到12 ℃以上。

　　為適應(yīng)各末端用戶系統(tǒng)阻力差異較大并為減少輸送能耗，空調(diào)水系統(tǒng)一般采用多級(jí)變頻泵系統(tǒng)形式。部分項(xiàng)目在此基礎(chǔ)上采用以泵代閥和末端用戶處混水加壓的理念降低系統(tǒng)輸配能耗。根據(jù)數(shù)個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可知，合理控制供冷半徑，采用大溫差輸送結(jié)合多級(jí)變頻泵技術(shù)，可以將冷水輸配能耗控制在系統(tǒng)總能耗的20％甚至15％以內(nèi)。

6.6　優(yōu)化的控制策略是保證系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要手段

　　通過(guò)調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)采用冰蓄冷的區(qū)域供冷項(xiàng)目中冰蓄冷運(yùn)行水平普遍不高，基本都存在一定的運(yùn)行優(yōu)化空間。目前很多項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行策略為制冷機(jī)優(yōu)先或者蓄冷優(yōu)先。少數(shù)項(xiàng)目能做到設(shè)計(jì)日負(fù)荷工況采用主機(jī)優(yōu)先的運(yùn)行策略；非設(shè)計(jì)日負(fù)荷工況條件下，在保證全天供冷溫度滿足要求的前提下，采用融冰優(yōu)先的運(yùn)行優(yōu)化控制方式。鮮有項(xiàng)目能做到結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)的優(yōu)化控制。

　　根據(jù)調(diào)研可知，有些項(xiàng)目?jī)H僅通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行策略，可實(shí)現(xiàn)節(jié)省年運(yùn)行費(fèi)用30％以上。因此，蓄冷系統(tǒng)的控制系統(tǒng)非常重要，但在目前智能化、自學(xué)習(xí)能力尚未完善之前，應(yīng)總結(jié)運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)際使用情況修正、完善控制策略，使之適應(yīng)實(shí)際工程，提升控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。

6.7　應(yīng)關(guān)注末端系統(tǒng)的匹配

　　通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分冰蓄冷項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中較難實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的大溫差。根本原因在于末端設(shè)計(jì)不合理，即對(duì)末端和控制閥在大溫差下的性能未進(jìn)行詳細(xì)校核，盤管的排數(shù)達(dá)不到大溫差的要求或者控制閥的特性無(wú)法滿足大溫差的需求，導(dǎo)致既定的設(shè)計(jì)意圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，蓄冷空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)為系統(tǒng)工程，在末端設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格校核末端和控制閥特性。

全文刊登于《暖通空調(diào)》2016年第7期

作者：

中國(guó)建筑科學(xué)研究院　徐偉　孫宗宇　李驥　張瑞雪　李錦堂

鏈接知識(shí)：

冰蓄冷空調(diào)是利用夜間低谷負(fù)荷電力制冰儲(chǔ)存在蓄冰裝置中，白天融冰將所儲(chǔ)存冷量釋放出來(lái)，減少電網(wǎng)高峰時(shí)段空調(diào)用電負(fù)荷及空調(diào)系統(tǒng)裝機(jī)容量，它代表著當(dāng)今世界中央空調(diào)的發(fā)展方向。

1.削峰填谷、平衡電力負(fù)荷。

2.改善發(fā)電機(jī)組效率、減少環(huán)境污染。

3.減小機(jī)組裝機(jī)容量、節(jié)省空調(diào)用戶的電力花費(fèi)。

4.改善制冷機(jī)組運(yùn)行效率。

5.蓄冷空調(diào)系統(tǒng)特別適合用于負(fù)荷比較集中、變化較大的場(chǎng)合加體育館、影劇院、音樂(lè)廳等。

6.應(yīng)用蓄冷空調(diào)技術(shù)，可擴(kuò)大空調(diào)區(qū)域使用面積。

7.適合于應(yīng)急設(shè)備所處的環(huán)境，計(jì)算機(jī)房、軍事設(shè)施、電話機(jī)房和易燃易爆物品倉(cāng)庫(kù)等。

優(yōu)勢(shì)

（1）節(jié)省電費(fèi)。

（2）節(jié)省電力設(shè)備費(fèi)用與用電困擾。

（3）蓄冷空調(diào)效率高。

（4）節(jié)省冷水設(shè)備費(fèi)用。

（5）節(jié)省空調(diào)箱倒設(shè)備費(fèi)用。

（6）除濕效果良好。

（7）斷電時(shí)利用一般功率發(fā)電機(jī)仍可保持室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行。

（8）可快速達(dá)到冷卻效果 。

（9）節(jié)省空調(diào)及電力設(shè)備的保養(yǎng)成本。

（10）降低噪亂冷水流量與循環(huán)風(fēng)上減少，即水泵與空調(diào)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)及噪音降低。

（11）使用壽命長(zhǎng)。

缺點(diǎn)

（1）對(duì)于冰蓄冷系統(tǒng)，其運(yùn)行效率將降低。

（2）增加了蓄冷設(shè)備費(fèi)用及其占用的空間。

（3）增加水管和風(fēng)管的保溫費(fèi)用。

（4）冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷主機(jī)性能系數(shù)（COP）要下降。

占用空間

蓄冷設(shè)備的占用空間是業(yè)主與設(shè)計(jì)者應(yīng)重點(diǎn)考慮的項(xiàng)目，特別是高樓林立的都市地區(qū)，寸士即寸金，有時(shí)為增加停車位，而放棄采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，因此蓄冷設(shè)備的單位可利用蓄冷量所占用體積或面積是衡量蓄冷設(shè)備的一項(xiàng)重要指標(biāo)，應(yīng)優(yōu)先考慮占用空間少，布置位置靈活的蓄冷設(shè)備。

熱損失

在設(shè)計(jì)蓄冷槽體時(shí)應(yīng)注意：槽體必須有足夠的強(qiáng)度克服水，冰水混合物或其它冷媒體的靜壓，槽體應(yīng)作防腐防水處理，同時(shí)應(yīng)防止水的蒸發(fā)。對(duì)于埋地式蓄冷槽，槽體還須承受泥土和地表水對(duì)槽體四周的壓力。 蓄冷槽體一般每天有l(wèi)—5%的能量損失，其數(shù)值大小取決于槽體的面積、傳熱系數(shù)和槽體內(nèi)外溫差。對(duì)于埋地式蓄冷槽設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其冷損失，通常換熱系數(shù)取0．58～1．9W/ M2．K。槽體材料可選用鋼結(jié)構(gòu)、混凝土、玻璃鋼或塑料。

安全性

蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于商用大樓，特別是都市人口稠密的地區(qū)，其系統(tǒng)首先應(yīng)考慮安全性。 通常蓄冷設(shè)備的維修量很小，如內(nèi)融冰式、容器式、優(yōu)態(tài)鹽式等．但對(duì)于冷媒盤管式系統(tǒng)，由于制冷劑在蓄冷設(shè)備內(nèi)直接蒸發(fā)，蒸發(fā)面積很大，制冷劑需求量也很多，蓄冷設(shè)備的安全性與可靠性是十分重要的。而對(duì)于制冰滑落式，冰晶式蓄冷設(shè)備的機(jī)構(gòu)維修問(wèn)題應(yīng)予以重視。

使用壽命

通常常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命 15—25年，同樣對(duì)于蓄冷設(shè)備的使用壽命也應(yīng)加以限制，一般最少應(yīng)有15年以上的使用壽命，以保證設(shè)備的可靠性。 例如，對(duì)于優(yōu)態(tài)鹽式系統(tǒng)，其使用壽命周期應(yīng)在相變次數(shù)3000次以上仍保持系統(tǒng)原有的名義蓄冷量和凈可利用蓄冷量。

經(jīng)濟(jì)性

蓄冷空調(diào)系統(tǒng)無(wú)論是采用部分蓄冷還是全部蓄冷，其初期投資通常均比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)高，這就要求設(shè)計(jì)者應(yīng)正確掌握建筑物空調(diào)負(fù)荷的時(shí)間變化特性，確定合理的蓄冷設(shè)備及其系統(tǒng)配置，制定系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)策略，準(zhǔn)確地作出經(jīng)濟(jì)分析，以便投資者可以在短時(shí)間里以節(jié)省電費(fèi)的形式收回多出的投資．一般情況下，在一個(gè)已設(shè)計(jì)好的蓄冷系統(tǒng)中可以以單位可利用蓄冷量所需的費(fèi)用來(lái)衡量蓄冷設(shè)備。另外，蓄冷系統(tǒng)的配置也影響蓄冷設(shè)備的大小。

發(fā)展?fàn)顟B(tài)

在發(fā)達(dá)國(guó)家，60%以上的建筑物都已使用冰蓄冷技術(shù)。美國(guó)芝加哥一個(gè)城市區(qū)域供冷系統(tǒng)，600多萬(wàn)平方米的建筑共有4個(gè)冷站，城市集中供冷。其中芝加哥城市供冷三號(hào)冷站蓄冰量是12.5萬(wàn)冷噸時(shí)，電力負(fù)荷438兆瓦，每日制冰4700噸。從美、日、韓等國(guó)家應(yīng)用的情況看，冰蓄冷技術(shù)在空調(diào)負(fù)荷集中、峰谷差大、建筑物相對(duì)聚集的地區(qū)或區(qū)域都可推廣使用。目前我國(guó)每年新建建筑面積約20億平方米，其中，城市新增住宅建筑和公共建筑約8億～9億平方米，為冰蓄冷技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了巨大市場(chǎng)。我國(guó)每年公共建筑新增面積約3億平方米，如30%的新建公共建筑采用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，全國(guó)每年可節(jié)約15億千瓦時(shí)所對(duì)應(yīng)的電價(jià)差值，所節(jié)約金額高達(dá)約10億元。