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负荷对空调冰蓄冷系统的影响及优化分析 田炳昶 卓展工程顾问（北京）有限公司 北京 100022 摘要：冰蓄冷系统控制的核心问题是合理安排和分配峰段及平段电价时间内制冷机组直接供 冷和蓄冷装置融冰供冷之间的比例，使之能最经济地满足空调负荷需求。本文主要探讨空调 冰蓄冷系统的特点，以及负荷对空调冰蓄冷系统的影响及优化分析。 关键词：负荷；空调冰蓄冷系统；影响 中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号： 近年来，国内外许多学者就如何合理、优化地分配制冷机组与蓄冰设备冷负荷进行了大 量研究。但在实际工程应用中大量采用的优化控制方法实际上是一种静态的控制模型，即在 冰蓄冷控制模型设计时期就已经设定了建筑物逐时负荷的分配比例。但由于无法根据当天的 负荷状况动态地优化负荷分配，因此，仍然没有充分地发挥冰蓄冷系统的优势。 一、空调冰蓄冷系统的概述 一、空调冰蓄冷系统的概述 一一、、空空调调冰冰蓄蓄冷冷系系统统的的概概述述 冰蓄冷中的制冰方式主要有两种：①静态制冰方式，即在冷却管外或盛冰容器内结冰， 冰本身始终处于相对静止状态；②动态制冰方式，该方式中有冰晶、冰浆生成，且冰晶、冰 浆处于运动状态。概言之，静态空调蓄冷系统在技术上已经成熟，已成为应用中的主流系统。 然而，静态制冰法也有自身的缺点：冰层的增厚使热阻增大，导致冷冻机的性能系数(COP) 降低；一些静态系统中冰块的相互黏连导致水路堵塞。动态冰蓄冷系统虽然较静态系统有一 些优点，但也存在一些问题，因此，目前冰蓄冷研究的主要目标为动态制冰技术。 二、负荷对空调冰蓄冷空调的节能效果 二、负荷对空调冰蓄冷空调的节能效果 二二、、负负荷荷对对空空调调冰冰蓄蓄冷冷空空调调的的节节能能效效果果 1．空调蓄冷的节能效果 根据已有的一些工程实例统计，空调蓄冷系统与常规空调系统相比，可节能5％～45％ 左右。其节能效果随空调负荷特点(连续还是间歇运行、峰谷负荷比等)、电价体制、蓄冷系 统、设备价格以及气象参数的变化等，在很大范围内的变化。与常规空调系统相比，空调蓄 冷系统(尤其是空调冰蓄冷系统)之所以具有良好的节能特性，主要归结如下： (1)制冷设备经常满负荷、高效率运行； (2)系统连续运行避免了间歇运行不必要的能量浪费； (3)蓄冰槽体积大大小于蓄冷水池，散热面小，冷损失小80％左右； (4)充分利用夜间大气冷却能力，提高制冷机产冷量和性能系数 COP(冷凝温度降低1℃ 约可提高产冷量2％左右)； (5)充分利用夜问谷值负荷的优质廉价的能力，且峰谷电价差愈大，经济效益愈显著； (6)空调冰蓄冷系统，由于水的工作温差大，可减小水流量，水管、水泵、阀门等均减 小，系统阻力亦降低； (7)空调冰蓄冷系统可采用大温差送风，使风道、风机、风阀、风口等均变小，风阻力 降低； (8)空调冰蓄冷系统由于水温差大，又通过热交换器形成闭式水系统，大大节约水的高 度提升能耗。对高层建筑特别有利。 2．移峰填谷有效提高电网经济性 移峰填谷可转移电力高峰用电，平衡电网峰谷差，改善发电机组的运行效率。采用蓄冷 技术，可使耗电量大的制冷机组在夜间用电低谷运行蓄冷，从而将常规用电负荷从白天的用 电高峰移入夜间的用电低谷期而实现移峰填谷，提高电网负荷率。这也是电力公司所希望的， 它不仅改善了现有电厂发电机组的运行状况，提高了现有发电设备和输变电设备的使用率， 缓解了日益增长的电力需求对现有设备容量的压力，而且，可以减少对矿物燃料的消耗和运 行费用高、效率低的调峰电站的投入和新建电厂的投资。同时，可以减少能源使用(特别是 对火力发电)引起的环境污染。 3．显著增加电力用户的经济效益 (1)减少制冷机组容量，减少设备投资。为了满足用冷高峰期的用冷量，目前多数制冷 机组的设计容量都过大，但是高峰运行时间短，多数在20％～40％的容量范围内工作，因 此能源利用效率低。采用蓄冷技术可以在空调负荷高峰时，通过把蓄存的能量释放出来供冷， 因此主机的装机制冷量一般可以减少30％～50％，而不必像常规空调系统那样按高峰负荷 配备设备。 (2)减少相应电力增容费和供配电设施费，改善了制冷机组运行效率。空调蓄冷系统中 制冷设备满负荷运行的比例增大，状态稳定，提高了设备的利用率和制冷机组的运行效率。 (3)在电力公司为移荷而制定的分时计费电价