蓄冰空調技術對轉移用電高峰的原理闡釋

80年代以來，歐美、日本等經濟發達國家為充分有效地利用能源，積極鼓勵電力用戶使用夜間富余的廉價電能，蓄冰空調技術作為相當有效的技術形式在經濟發達國家得到廣泛的推廣和應用。90年代初，我國在深圳、廣州、上海等城市引進蓄冰空調技術，對節約能源和電網的削峰填谷效果十分明顯。實踐證明，蓄冰空調技術不僅節能經濟效益十分可觀，而且是電網削峰填谷，均衡電網負荷，提高電網安全經濟運行水平的一項有力措施，它代表了21世紀集中空調技術的發展方向。

1冰球式蓄冰空調技術

目前，國內推廣的蓄冰空調技術主要有冰球式、冰桶式、冰槽式等等。從電力用戶的接受程度來看，高靈冰桶蓄冰系統由于有結構簡單，性能可靠，蓄、放冷速度均勻，造價低，管理方便，運行費用低廉等優勢比較適合我國夏季城市防暑降溫的需要。以高靈為代表的冰桶蓄冰系統的核心部分是一只裝滿冰的圓柱體蓄冰桶，外殼由玻璃鋼碳纖維鋼化材料制成，內部是PERT改性導熱塑料盤管。

當然，單是1只蓄冰桶還無法構成蓄冰空調系統，它只相當于1個“冷量倉庫”，還需要水泵來搬運冷量，1個冷源來不斷地生產冷量，需要1臺換熱器來把冷量交換出去。這樣，由蓄冰桶、制冷主機、水泵、換熱器構成1個簡單的蓄冰空調系統。冰桶式蓄冰桶系統按制冷主機與蓄冰桶的相對位置可分為并聯系統和串聯系統。

2蓄冰空調系統的簡單工作原理

下面以并聯系統為例，簡單介紹這個系統是如何工作的。如圖1所示。

圖1　蓄冰空調技術簡單工作原理圖

(1)夜間蓄冰制冷主機、蓄冰桶、與水泵之間構成循環：

a→b→c→d→a

(2)白天主機單供冷制冷主機、板式換熱器與水泵1和2構成循環：

d→a→i→g→h→e→f→j→d。

(3)白天蓄冰罐單供冷蓄冰桶、板式換熱器與水泵2構成循環：

c→b→i→g→h→e→f→j→c。

(4)主機與蓄冰共同制冷制冷主機、蓄冰桶、板式換熱器與水泵1和2構成循環：

(5)主機邊蓄冷邊供冷當三通調節閥在直通支路的流量小于水泵1的流量時，構成制冷主機放冷的同時，對蓄冰桶進行蓄冰：

3蓄冰空調技術的適用范圍

蓄冰空調技術廣泛適用于商貿、辦公、醫院等大型建筑物，由于充分利用電網負荷低谷時段用電，節約電費的經濟效益尤為明顯。高靈能源技術人員說，采用蓄冰空調技術必須使用蓄冰桶，單個蓄冰桶一般占用空間數6平米，采用蓄冰空調技術的前提，必須有足夠的空間放置蓄冰桶。浙江上虞的大通購物中心的蓄冰桶放置在夾層和地下室二層，占地面積約390m2，較好地解決了蓄冰桶的空間問題。

部分蓄冰空調技術的基礎建設投資大于常規集中空調投資的15%～20%，全部蓄冰空調技術的基礎建設投資則更大。據浙江、上海等已運行一至兩年的蓄冰空調電力用戶介紹，采用部分蓄冰空調技術，利用電網深夜負荷低谷時段用電蓄冰，白天電網高峰時段部分停機調節室溫，按目前峰谷電價的比差計算，由此節省的電費能在2～3年內收回空調基礎建設投資的增加值。但是，諸如體育場館、影劇院等一些空調利用率不高的場所，采用蓄冰空調技術，經濟上的效果欠佳。

4蓄冰空調技術對電網削峰填谷作用

蓄冰空調技術將白天電網負荷高峰時的大量降溫用電負荷移入深夜電網低谷時段，不僅改善了深夜電網負荷低谷時段的無功電壓，對電網的安全經濟運行十分有利，如果城市中大部分商貿、辦公、醫院等建筑物以及集中住宅區采用蓄冰空調技術，還可以節省大量的發電設備，輸配電設備的基礎建設投資和運行維護費用。4.1蓄冰空調與削峰填谷(1)全部(全量)蓄冰模式全部(全量)蓄冰模式的蓄冰用電時間與空調使用時間完全錯開，在夜間電網負荷低谷時段啟動制冷主機進行蓄冰，當所需冷量達到空調所需的全部冷量時，制冷主機停機;在白天電網負荷高峰時段需要使用空調時，蓄冰系統將冷量供給空調系統，空調期間制冷主機停止運行。全部蓄冰時，蓄冰設備要承擔空調所需的全部冷量，使用的電量以電網負荷低谷時段電量為主。(2)部分(分量)蓄冰模式在夜間利用電網低谷時段開啟制冷設備，蓄存所需的一部分冷量，白天空調負荷高峰期間一部份(尖峰負荷)由蓄冷設備承擔，另一部份空調負荷則由制冷設備承擔，制冷設備晝夜運行，既使用電網負荷高峰時段的電量又使用低谷時段的電量。4.2：高靈能源于2009年施工完成的上虞大通蓄冰空調技術的削峰填谷實例：上虞大通購物中心為浙江省上虞市z*著名幾大商場之一，是高靈能源科技于2009年11月完工的工程項目，已投入運行。

一、主樓總高9層,地下一層為沃爾瑪超市，其中主樓部分(1~9層)空調面積近100，000M2，地下一層空調面積近25，000M2，配備制冷站有中央空調機組共四臺，為約克雙工況螺桿機組，共配置蓄冰桶65臺。

商場采用型號為YSK2K2D55C主機，共計2臺，單機制冷量為1036冷噸，高靈蓄冰桶53臺，總蓄冷量37259KWH,乙二醇溶液泵3臺,冷凍泵4臺,冷卻泵5臺,冷卻塔臺共4座，每塔風機臺數1臺;

超市采用型號為YSDYCZS455C主機，共計2臺，單機制冷量為270冷噸，高靈蓄冰桶12臺，總蓄冷量8436KWH,乙二醇溶液泵3臺,冷凍泵3臺,;冷卻泵3臺，冷卻塔臺共1座，每塔風機臺數1臺。

制冷機房位于地下室二層，蓄冰桶放置在夾層和地下室二層，占地面積約390m2，分別通過乙二醇溶液管道和機房內設備相連。

浙江電力有限公司出臺了《浙江省實施分時電價優惠政策》的行政法律文件，并規定對蓄冷空調的用電量執行以下電價：

二、峰谷電價時段劃分

高峰時段：19.00—21.00(共2小時)

平段:08.00—11.0013.00—19.0021.00—22.00(共10小時)

低谷時段:22.00—08.0011.00—13.00(共12小時)

三、峰谷電價:

采用蓄冷空調后，空調有關設備執行非普工業電價并執行分時電價：

平段電價：1.034元/度。

高峰電價：1.340元/度。

低谷電價：0.388元/度。

四、現行空調運行狀況：

上虞大通購物中心空調季節一般為5-10月，根據2010年的運行記錄，制冷季均在夜間低谷電價時段22：:00-5:00蓄冰，白天融冰，過渡季約10天負荷占總負荷25%，一般白天不開機，完全由冰桶融冰供冷;運行季約40天負荷占總負荷50%，視天氣情況斷續開機，此時由冰桶和主機聯合供冷，主機開機時間約4個小時，冰桶供冷11個小時;運行季約70天負荷占總負荷75%，此時由冰桶和主機聯合供冷，主機開機時間約7個小時，冰桶供冷12個小時，主機進、出口壓差為1.5kpa;在z*熱的8月上旬至9月下旬，此時由冰桶和主機聯合供冷，主機開機時間約10個小時，冰桶供冷13個小時;峰值電價段停主機，冷凍水泵開機臺數與主機開機臺數對應，進口壓力不祥，出口壓力為7.5kpa。

五、冰蓄冷系統經濟效益

每年可節約空調運行費用約85.5萬元。

每年將為國家電網轉移高峰電力1614000千瓦

每年將為國家減少1125.54噸電力燃煤

每年將為環境減少12380000立方米的廢氣排放

5蓄冰空調技術的廣闊前景

面對資源、環境、生態等方面的制約，人們越來越重視如何有效地利用有限的能源，各行各業都在探索如何降低成本，節約開支。目前國內還開發了蓄冰儲熱空調技術，這一技術被越來越多的電力用戶所接受，進一步加快利用電網負荷低谷時段電能的步伐，積極推廣運用蓄冰儲熱空調技術對電網的安全經濟運行也十分有利。在計劃經濟不斷地向市場經濟轉化的今天，利用經濟杠桿的作用調節電網的安全經濟運行水平，比任何行政手段更為有效，宣傳推廣蓄冰空調技術就是其中一項有力措施。