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摘要：随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的20%以上，使得电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，解决该问题的有效办法之一是应用蓄冷技术，将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期，均衡城市电网负荷，达到多峰填谷的目的。本文通过具体实例主要分析冰蓄冷中央空调系统设计中出现的若干问题。
关键词：冰蓄冷；蓄冷量；蓄冰装置；建筑节能
Abstract: with the development of modern industry and the improvement of people's living standard. Application of the central air conditioner is more and more widely, its power consumption is also growing, some large and medium-sized city central electricity consumption has accounted for the peak electricity more than 20%, making the power system peak load is increased, the electric load rate, power grid to implement blackouts, seriously restricting the production of industry and agriculture, one of the most effective way to solve this problem is the application of cold storage technology, the air-conditioning electricity peak transfer from day to night trough, the balance of city power grid, to achieve multi peak valley. This thesis mainly analyzes the design of ice storage air conditioning system. Several problems that arise
Key words: ice storage; ice storage; ice storage device; building energy efficiency
1、蓄冰装置和冷水机组串联位置的选择
1.1蓄冰装置在冷水机组下游计算
首先考虑把蓄冰装置置于冷水机组的下游，这种系统结构允许冷水机组最先获得由换热盘管出来的最热的载冷剂。同时出冷水机组的载冷剂的温度也较高。
冷水机组把载冷剂从14.4℃冷却到7℃，机组的COP值可以达到5.22。下游的蓄冰罐再把载冷剂从7℃冷却到3.5℃。在这个温度下，蓄冰装置能够提供所蓄冷的制冷量为18772RT?h。而为了满足建筑空调日总冷量58361RT?h的需要，还有39589RT?h的空调负荷需求由冷水机组制冷来满足。假定冷水机组运行在建筑空调负荷周期13小时内，冷水机组制冷量始终保持恒定的运行，那么每小时的制冷负荷就是10710kW，能效比COP为5.22。经计算冷水机组白天运行平均消耗电功率是2051kW。
1.2蓄冰装置在冷水机组上游计算
若蓄冰装置被置于冷水机组的上游，这种结构允许蓄冰装置最先获得换热盘管出来的最热的载冷剂。同时，离开蓄冰装置的载冷剂温度也是较高的。这种情况导致系统蓄冷量的增加。假设流量不变，进入蓄冰装置的载冷剂的温度从12℃，出来冷却到7.9℃。（数据由厂家提供），在这个较高温度下，蓄冰装置能够提供21990RT?h的制冷量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与蓄冰装置被置于冷水机组的下游相比，蓄冰装置提供的制冷量提高了将近17%。峰值的制冷需求被降低了，剩下的36370RT?h的制冷量需求用冷水机组来满足。
同样假冷水机组运行在建筑空调负荷周期13h内，冷水机组制冷量始终保持恒定的运行条件下，冷水机组必须满足的每小时的制冷负荷是9839.7kW。当冷水机组被置于下游,它必须将载冷剂的温度从7.9℃冷却到3.5℃，这种较冷的载冷剂使制冷主机组的制冷效率COP降低到4.4。因此采用这种结构系统，经计算冷水机组白天运行平均消耗电功率是2342kW。与蓄冰装置被置于下游相比，功率消耗上升了9%。
从以上对比分析可以看出，将冷水机组放置于蓄冰装置上游与下游相比，整个系统的峰值耗电量节省了185kW。处在上游的制冷机在较高的蒸发温度下工作，制冷机的制冷效率高，同时电力消耗被降低了。但由于蓄冰装置位于下游使得整个系统取冷速效率下降，取相同的冷量，则需建造要更大的蓄冰装置，蓄冷设备和建筑成本升高了，蓄冷空间也增大了。当设计较大型的冰蓄冷系统时，系统中包含较大数量的蓄冰装置。把蓄冰装置置于冷水机组的上游对整个冰蓄冷系统中蓄冰装置的数量的减少就会产生显著的影响，安装成本会大幅度的降低。
2、蓄冰装置的选择
蓄冰装置包括蓄冰本体及槽体。蓄冰本体用在民用建筑领域的主要有冰球及盘管。蓄冰本体以前用冰球系统的很多，但目前使用冰球的较少，基本上都是选用冰盘管系统，因为盘管蓄冰和融冰更稳定，而冰球系统容易出现过度制冰或无法融冰或冰球破裂污染水体的情况。盘管又分金属盘管与塑料盘管，金属盘管一般有不锈钢盘管和外表镀锌碳钢盘管。这可以根据项目的实际情况，主要是由造价和蓄冰装置所在的环境来定。目前市场上能见到的知名品牌中这几种盘管均可满足目前的冰蓄冷中央空调的各项要求。
对于蓄冰槽体，很多项目在选择时首选是碳钢槽体，因制作成本低，易加工。但所带来的问题是易生锈。如果做冰蓄冷空调，蓄冰槽体建议选用不锈钢材质或不易生锈的材质制作，对于整个项目的投资不会增加很多，但带来的运行维护管理却是极大的利好，对提升整个项目的品质也是大有裨益的。
不论用什么槽体，槽体保温一定要制作好。有的项目采用橡塑保温材料，这种保温材料如果按厂家或相关规定来制作是满足要求的，但有些施工单位管理不严，经常发生局部遗漏，导致槽体外壁结露。建议保温材料选用聚氨酯现场喷涂发泡保温。保温厚度至少达到100mm，顶部因几乎不与冰水接触，保温厚度可以减半。在保温层外再敷上一层金属板作保护。
厂家提供的一体化蓄冰装置包括槽体及盘管，还有一些相关配件。因运输、安装等问题，建议选择槽体不宜过大。如果选择离心机做双工况主机，建议把槽体总量加大20%，因在制冰后期，随着负荷的减少，双工况主机的所需输出的冷量也在逐渐减少，当少到一定程度时，离心式双工况主机就有可能出现喘振现象?而加大蓄冰槽体的目的，就是让主机认为在蓄冰即将结束时，还需输出大量的冷量，从而可以防止或减少制冰后期离心式双工况主机喘振现象的发生。
3、冷却塔的选择
蓄冰工况时的冷却塔与常规电制冷空调时的工况是不一样的，在选型时应根据两种工况进行校核，既要满足常规电制冷时的工况要求，也要满足蓄冰工况时的工况要求。因环境的湿球温度28℃是基本不变的，冷却塔在蓄冰工况时冷却水进水温度为33.3℃、出水温度为30℃，而常规电制冷时冷却水进水温度为37℃、出水温度为32℃。在蓄冰工况时，冷却塔的出水温度更逼近湿球温度，尽管进出水温差变小了，但在选型时发现，蓄冰工况时要求的冷却塔出力比常规工况需求更高。
4、结束语
冰蓄冷技术在近年来得到了大力的推广和应用，已经建成及投入使用的工程实例也越来越多，实际运行中实现了削峰填谷，为业主带来了良好的收益及口碑，在此，笔者就自己对冰蓄冷设计、安装中出现的问题做了小结，期望能抛砖引玉，与广大同仁一起把冰蓄冷技术做得更好更完美。
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论文作者:宋明明,裴嘉泰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/17
标签：装置论文; 冷水机组论文; 工况论文; 温度论文; 盘管论文; 双工论文; 负荷论文; 《防护工程》2017年第24期论文;