冰蓄冷空调技术及其未来发展

何朝阳

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摘要

当今社会，能源紧张的问题有增无减，已严重威胁到人类的正常生活，因此合理利用能源、最大限度地使用能源已然成为当今社会最被关注的话题。随着人民群众生活水平一天天的提高，空调已经成为了人们必不可少的一环。但空调的运行离不开电力的供给，为了既能保证获得冷热风又同时能够最大程度的减少电能的使用，冰蓄冷空调技术应运而生，并作为在用户侧进行电力负荷管理、改善电力负荷昼夜峰谷差不断增加和用电高峰期电力短缺的重要手段之一，得到人们的广泛关注。

关键词：冰蓄冷；空调技术；电力

1 冰蓄冷的内容及工作原理

21世纪以来，节能环保作为人们最为关注的问题，人类苦苦钻研、潜心思考，不断摸索出一些既能缓解能源短缺问题又能满足人们日益增长的美好生活需要的技术手段，而冰蓄冷空调技术将作为这些手段技术当中颇为重要的一项，具有较好的社会效应，经济效益也较好。在当今这个将节能与环保作为重要关注点的世界，冰蓄冷空调技术将作为我国利用夜间电负荷进行移峰填谷，提高电网用电负荷率和电能的使用效率，节约电价费用及空调运行费用并减少污染物或有害气体的排放量进而保护环境的一项重要的新手段、新技术。

1.1 冰蓄冷的内容

所谓冰蓄冷空调技术简而言之就是在夜间用电负荷相对较低的用电低谷时间，通过制冷机制冰蓄冷，根据冰蓄冷介质显热或者潜热性质将冷量储存起来，等到白天用电负荷较高的时间即用电高峰期溶冰，将夜间所储存的冷量再释放出来，与冷冻机组共同供冷，满足建筑物内空调高峰负荷或者生产工艺需要的一项新型技术。

1.2冰蓄冷的工作原理

根据冰蓄冷空调技术的定义内容便可明显的得出此技术的工作原理：在夜间用电负荷相对较低的用电低谷时间，通过制冷机将冷媒(通常为乙二醇的水溶液)制成冰将冷量储存起来，等到白天用电负荷较高的时间即用电高峰期溶冰，根据冰蓄冷介质显热或者潜热的性质进行供冷。这种蓄冷技术巧妙地利用夜间用电低谷与白天用电高峰的峰谷电价差，减少电费开销，既能满足人们的供冷需求又降低了空调运行成本及电量、设备等费用的支出。

公共建筑的能源消耗远高于民用建筑，而且受工作时间限制，电力消耗主要集中在白天，造成用电高峰时段电力紧张，而夜间低谷期电力再次未能完全利用起来。国家为转移用电需求，平衡电力供应，采取分时计价政策，促进电力错峰用电积极性。冰蓄冷空调技术在夜间用电低谷期通过制冷机制冰将能量储存起来到白天用电高峰期再将夜间储存的能量释放出来，减少了用电高峰期空调用电负荷及系统的装机容量。从建筑层面来看，冷藏冷空调技术并不一定能减少耗电量，但利用峰谷电价差值可以达到节省电力成本的目的。

2 冰蓄冷在国内外的发展状况

冰蓄冷空调技术早在美国20世纪初就已开始运用。但起初并没有得到普及，上世纪80年代，世界范围内爆发了严重的能源危机。冰蓄冷空调技术节能环保等优势得以充分显现，并由此获得许多国家顶级专家的高度重视以及推崇。目前，这一技术手段已成为许多发达国家为解决电网供电压力失衡的重要手段，有效利用峰谷差值电价节约了电力成本。

我国从上世纪90年代就开始引进国外的冰蓄冷空调技术，至今已有上百家单位将这一先进技术应用到全国各地。已经拥有核心自主知识产权冰蓄冷技术的公司，其自主研发的打破国外技术垄断的ICEBANK蓄冰技术系统是冰蓄冷唯一达到国际先进水平的民族品牌。最早实施的再运营项目采用冰蓄冷技术后，每年可为用户节约空调运行费用117.7万元，节费率36.6%，为国家电网平移高峰电量338万千瓦时，为国家减少电力燃煤1129吨。由此可见此项技术对于缓解能源短缺、保护环境方面做出了巨大的贡献。[2]

3 冰蓄冷技术的优缺点

3.1 冰蓄冷技术的优点

1、冰蓄冷技术可以平衡电网峰谷负荷错峰填谷。在电力负荷很低的夜间用电低谷时间，通过制冷机制冰蓄冷将冷量储存起来供白天使用，能有效利用能源，利用低谷段电力，缓解电力供应紧不足的问题。

2、冰蓄冷技术利用的是夜晚低谷时段的电能。夜间电价与白天电价差值很大，充分利用电网峰谷用电差价，减少了空调运行费用，减少了投资成本。电价差值越大，移峰填谷充分利用电能所产生的效益也就越高。

3、冰蓄冷技术污染小、噪声低、操作可靠并且可自动化运行，不需要专业人员长时间监督管理。

4.利用冰蓄冷的空调和普通空调相比相对湿度较低，冷却速度快，空调系统制冷效果好，能够提高使用建筑物的舒适性及空调品质，可有效地防止空调综合症。

3.2 冰蓄冷技术的缺点

1、如果将主机和蓄冷装置等设备布置在冷冻室中，会占用一定的建筑空间进行蓄冷，并加大了对储冷装置的成本投入。

2、制冷蓄冰时主机在其它空调工况下运行效率比较低。同时，冰蓄冷空调系统的制冷主机性能系数(COP)有所降低。

3、冷藏冷技术只能为空调节省运行成本，并不能从根本上缓解电量的使用，也不能在很大程度上节约能源，从根本上来看仍是一种消耗能源的系统。因此，要想冰蓄冷技术能够大面积普及和应用，一方面要拉大用电高峰与用电低峰的电差价，实行峰谷电价政策；另一方面也要继续优化冰蓄冷系统的能量消耗减少运行投资费用。

4 冰蓄冷技术的应用前景及发展方向

4.1 冰蓄冷技术的应用前景

冰蓄冷空调技术能有效地响应国家节约能源和保护环境的号召，对于节能减排起着不可或缺的作用。从其起到的作用来看，冰蓄冷空调技术应用领域更为广泛，夏季尤其是我国温度很高的一些地区，空调的使用负荷很大，其中在午后最高高气温出现的时间尤为突出，所以在一些大型的建筑物中例如宾馆、餐厅、运动场、商场等人员流动量比较大、空调负荷比较高的地区均可以采用冰蓄冷空调技术进行冷量的供给，以达到满足人员冷量需要的同时降低成本的目的。

4.2 冰蓄冷技术的发展方向

(1)研制适用于固液相变潜热大、耐久的新型储冷介质的空调机组。现在冰蓄冷装置主要与制冷机组结合，常温下呈胶状的可凝胶等新型有机蓄冷介质正在不断被发现，而冰蓄冷装置与送风系统的结合推广，可以进一步降低能耗。未来区域蓄冷空调制冷系统的建立也有可能减少初期投入成本。

(2)由于冰蓄冷装置比较复杂，其运行效果受多种因素的影响，因此水泵频率、供回水温度等参数的设定都需要在实际运行中研究并给予相应的工程指导。

4 总结

能源短缺问题迫在眉睫，节省、合理利用能源就显得尤为重要。随着人们对节约能源和保护环境的重视程度不断提高，冰蓄冷技术对于解决这两大难题的重要性就日益突出，目前已成为许多发达国家积极发展、大力推崇的一项缓解能源短缺的技术手段。而且中国的冰蓄冷技术虽然取得了一定的成绩，但与其他发达国家相比，还有很大的欠缺。我们应积极吸取其他先进经验，并不断总结失败的教训，使冰蓄冷技术更加的成熟。小而言之，为了自己节省开支；大而言之，为了国家发展进步。冰蓄冷技术能够极大地解决能源短缺问题，同时有利于环境的保护，值得提倡，应该成为节能环保话题的新热点。

参考文献

[1]任锦龙，毛路，荣慕宁，樊荣.中国人寿中心超大型数据中心设计与施工技术[J].建筑技术.2016

[2]近年我国冰蓄冷中央空调行业发展的特点_报告大厅www.chinabgao.com

[3]张悦.冰蓄冷空调系统的研究[J].工业技术.2011

[4]马勇.现阶段冰蓄冷技术应用探讨[J].节能.2006