[科普中国]-蓄冷空调

简介

由于工业发展和人民物质文化生活水平的提高，空调的普及率逐年增长，电力消耗增长迅速，高峰电力紧张，高峰电力又得不到充分的应用。因此，如何转移高峰电力需求，“移峰填谷”，平衡电力供应，提高电能的有效利用，就成为当前许多国家重视解决的问题。采用“分时电价”政策以及某些鼓励性政策进一步推动了使用离峰电力的积极性。这就使离峰蓄冷技术得到重视和发展。其中蓄热和蓄冷技术在空调系统中应用较多且相对成熟的技术是蓄冷空调技术，蓄冷空调作为其中的重要部件，越来越引起人们的重视。1

蓄冷空调的蓄冷方式蓄冷空调的蓄冷方式有两种：一种是显热蓄冷，即蓄冷介质的状态不改变，降低其温度蓄存冷量；另一种是潜热蓄冷，即蓄冷介质的温度不变，其状态变化，释放相变潜热蓄存冷量。根据蓄冷介质的不同，常用蓄冷系统又可分为三种基本类型：第一类是水蓄冷，即以水作为蓄冷介质的蓄冷系统；第二类是冰蓄冷，即以冰作为蓄冷介质的蓄冷系统；再一类是共晶盐蓄冷，即以共晶盐作为蓄冷介质的蓄冷系统。水蓄冷属于显热蓄冷，冰蓄冷和共晶盐蓄冷属于潜热蓄冷。水的热容量较大，冰的相变潜热很高，而且都是易于获得和廉价的物质，是采用最多的蓄冷介质，因此水蓄冷和冰蓄冷是应用最广的两种蓄冷系统。1

蓄冷空调的优点（1） 蓄冷密度大，蓄冷设备占地小，这对于在高层建筑中设置蓄冷空调是一个相对有利的条件；

（2） 蓄冷温度低，蓄冷设备内外温差大，其外表面积远小于水蓄冷设备的外表面积从而散热器损失也很低，蓄冷效率高；

（3） 可提供低温冷冻水，构建成低温送风系统，使得水泵和风机的容量减少，也相应地减少了管路直径，有利于降低蓄冷空调的造价；

（4） 融冰能力强，停电时可作为应急冷源。1

蓄冷空调设备冰盘管式系统冰盘管式系统又称冷媒盘管式和外融冰。该系统也称直接蒸发式蓄冷系统，其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内，冰冻结在蒸发器盘管上。融冰过程中，冰由外向内融化，温度较高的冷冻水回水与冰直接接触，可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水，出水温度与要求的融冰时间长短有关。这种系统特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所，如一些工业加工过程及低温送风空调系统。1

内融冰式冰蓄冷该系统是将冷水机组制出的低温乙二醇水溶液（二次冷媒）送入蓄冰槽（桶）中的塑料管或金属管内，使管外的水结成冰。蓄冰槽可以将90%以上的水冻结成冰。融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液进入蓄冰槽，流过塑料或金属盘管内，将管外的冰融化，乙二醇水溶液的温度下降，再被抽回到空调负荷端使用。1

动态制冰该系统的基本组成是以制冰机作为制冷设备，以保温的槽体作为蓄冷设备，制冷机安装在蓄冰槽上方，在若干块平行板内通入制冷剂作为蒸发器。循环水泵不断将蓄冰槽中的水抽出送到蒸发器的上方喷洒而下，在平板状蒸发器表面结成一层薄冰，待冰层达到一定厚度（一般在3~6.5mm之间）时，制冰设备中的四通换向阀切换，使压缩机的排气直接进入蒸发器而加热板面，使冰脱落。也就是冰的所谓“收获”过程。通过反复的制冰和收冰，蓄冷槽的蓄冰率可以达到40%~50%。由于板式蒸发器需要一定的安装空间，因此动态制冰不大适合大、中型系统。1

水蓄冷系统水蓄冷是利用水的显热容量蓄冷，需要较大体积的蓄冷槽。采用标准型制冷机，价格便宜、运行效率高，不需要特殊设备。蓄冷槽有温度分层式、隔膜式、多槽式及迷宫式等。采用直接供冷时，蓄冷槽的供冷温度为4~7℃；采用间接供冷时，蓄冷槽的供冷温度为5~9℃。蓄冷容量随供回水温差而增大，为减少蓄冷槽体积，宜采用较大供回水温差（7~11℃），选择末端空调设备时，应考虑空调系统回水温度较高时的影响。