蓄冷空调系统设计（1）

石缝草

一、空调蓄冰

电能难于储存，单靠供电机构本身的设备难以达到"削峰填谷"的目标，无法尽量在电力低谷期间使用电力；当然，有些电力公司由于电网调峰能力不足，建设抽水蓄能电站进行调峰，但其初投资高、运行费用大，难以推广。因此，大多数国家的供电机构都采用各种行政和经济手段，迫使用户各自将用电高峰削平，并尽量将用电时间转移到夜间，蓄冷系统就是在这种情况下发展起来
的。
蓄冷系统就是在不需冷量或需冷量少的时间（如夜间），利用制冷设备将蓄冷介质中的热量移出，进行蓄冷，然后将此冷量用在空调用冷或工艺用冷高峰期。蓄冷介质可以是水、冰或共晶盐。因此，蓄冷系统的特点是：转移制冷设备的运行时间；这样，一方面可以利用夜间的廉价电，另一方面也就减少了白天的峰值电负荷，达到电力移峰填谷的目的。
空调系统是现代公用建筑与商业用房不可缺少的设施，其耗电量很大，而且基本处于电负荷峰值期。例如，饭店和办公楼每平米建筑面积的空调峰值耗电量约40～60瓦；以北京为例，目前，公用与商用建筑的空调用电负荷约为60万千瓦，约为高峰电负荷的16%，因此，空调负荷具有很大的削峰填谷潜力。

二、全负荷蓄冷与部分负荷蓄冷

除某些工业空调系统以外，商用建筑空调和一般工业建筑用空调均非全日空调，通常空调系统每天只需运行10～14小时，而且几乎均在非满负荷下工作。图1-1中的A部分为某建筑典型设计日空调冷负荷图。如果不采用蓄冷，制冷机组的制冷量应满足瞬时最大负荷的需要，即qmax 为应选制冷机组的容量。
蓄冷系统的设计思想通常有二种，即：全负荷蓄冷和部分负荷蓄冷。

1. 全负荷蓄冷
全负荷蓄冷或称负荷转移，其策略是将电高峰期的冷负荷全部转移到电力低谷期。如图1-1，全天所需冷量A均由用电低谷或平峰时间所蓄存的冷量供给；即蓄冷量B C等于A，在用电高峰时间制冷机不运行。这样，全负荷蓄冷系统需设置较大的制冷机和蓄冷装置。虽然，运行费用低，但设备投资高、蓄冷装置占地面积大，除峰值需冷量大且用冷时间短的建筑以外，一般不
宜采用。

2. 部分负荷蓄冷
部分负荷蓄冷就是全天所需冷量部分由蓄冷装置供给。如图1-2所示，夜间用电低谷期利用制冷机蓄存一定冷量，补充电高峰时间所需部分冷量；即蓄冷量B C等于A1 ，而全天需冷量为A1  A2 。部分负荷蓄冷系统可以按典型设计日制冷机基本为24小时工作设计，这样，制冷机容量最小，蓄冷系统比较经济合理，是目前常采用的方法称之谓负荷均衡蓄冷。 当然，有些城市地区对高峰用电量有所限制，这时就需要根据峰期可使用的限制电量设计部分负荷蓄冷系统，此时，制冷机容量和蓄冷装置容量均需稍大。如图1-3所示：要求蓄冷量B＋C 3 A2＋A3，而全天需冷量为A1＋A2＋A3。如杭州夏季每天上午8:00～11:00有三个小时不允许一般企事业单位制冷机组开启运行。因此出现A3部分的负荷必须由蓄冷系统提供。这种方式称之谓"限量用电部分负荷蓄冷法。