蓄能空调技术原理及特点

1蓄能空调技术基本原理

蓄能空调技术是指在电网用电低谷时，电制冷主机将水制成冰或者低温冷水，储存在蓄冷装置中, 在用电高峰时通过融冰、释冷提供空调冷源的一种实现电力“移峰填谷”的高效用能技术。

蓄能空调工作原理

通过蓄能技术冰蓄冷空调，最终实现把白天和夜间的用电需求平衡一下，将电力运行曲线的“山峰”削去一点，把“山谷”填上一点，也就是起到对电网“削峰填谷”的作用，降低发电装机容量,提高电厂和电网的运行效率，从而提高能源的利用效率。

蓄能空调平衡电网示意图

蓄能空调系统，主要包括冰蓄冷系统和水蓄冷系统两种形式。一般由制冷主机、蓄冷装置、水泵、板式换热器、自控系统等主要部件组成。

冰蓄冷系统原理图

水蓄冷系统原理图

2蓄能空调技术优势与特点

蓄能空调技术优势与特点

3蓄能空调技术比较

序号

项目

水蓄冷空调

冰蓄冷空调

1

蓄冷方式

利用水的显热蓄冷，蓄冷温度为4～7℃，蓄冷温差为8～12℃

利用水的潜热蓄冷，蓄冷温度-5～-6℃

2

项目投资

水蓄冷空调系统减少了主机和配电系统的容量，但增加了水蓄冷装置、蓄冷放冷泵、自控设备等，其初投资与常规空调系统增加5～10%。

冰蓄冷空调系统减少了主机和配电系统的容量，但增加冰蓄冷装置、乙二醇溶液泵、板式换热器、自控设备等，其初投资高出常规空调系统10～20%。

3

系统效率

水蓄冷系统主机蓄冷温度一般为4～7℃，考虑到夜间蓄冷时冷却水温更低等因素，水蓄冷系统综合效率与常规空调系统相当。

冰蓄冷空调系统在制冰时制冷温度低，一般为-5～-6℃，但主机供冷匹配性较好。与常规空调系统相比，全年综合COP值下降约15～20%左右。

4

适用性

适合新建项目和改造项目；显热蓄冷，蓄冷装置体积大；空调供水温度一般6～7℃，末端一般为常规空调。

一般较适用于新建项目；潜热蓄冷，蓄冷装置体积小；空调供水温度一般2～5℃，可用于大型区域供冷和采用低温送风。

水蓄冷与冰蓄冷空调的技术特点比较

4冰蓄冷系统及装置分类

蓄冰系统分类

常见的蓄冰装置产品形式

冰蓄冷工程上应用最多的是盘管系统，根据融冰方式的不同分为外融冰系统和内融冰系统。外融冰系统是直接接触取冷，采用蓄冰槽内的水作为取冷介质，其融冰过程示意图如下所示。

外融冰过程示意图

内融冰通过盘管内循环流动的载冷剂与盘管外壁的冰层进行间接换热，其融冰过程示意图如下所示。

内融冰过程示意图

其中内融冰系统又分为完全冻结式和不完全冻结式。完全冻结式蓄冰盘管在融冰过程中，冰与盘管之间形成一个水环，随着水环直径的增大，融冰速率下降较快。

完全冻结的融冰过程示意图

不完全冻结式蓄冰盘管在融冰过程中，始终保持冰与盘管的接触，保证了稳定的融冰速率及稳定的出口温度。

不完全冻结的融冰过程示意图

5水蓄冷系统分类

水蓄冷系统中水槽结构和配置时冰蓄冷空调，通常有几种方案可供选择：自然温度分层式、隔膜或迷宫式、多槽式等。蓄冷水槽可采用钢板或者钢筋混凝土制作，也可以利用现有消防水池。布水器及自动控制是保证水蓄冷系统高效运行的关键。

6蓄能空调技术的应用

蓄能空调的应用的主要考虑因素是空调负荷特点、峰谷电差价、空调末端形式以及冷冻机房面积等主要因素，适用于大多数建筑类型，包括：

写字楼、宾馆、饭店；

商场、超市、机场；

体育馆、展览馆、影剧院、医院；

现有空调系统能力已不能满足负荷需求，需要扩大供冷量的场合，可以不增加主机，改造成蓄冷系统最有利。

另外，也可以适用于很多工业生产的工艺过程，包括化工石油、制药业、食品加工业、精密电子仪器业、啤酒工业、奶制品工业。

目前全国已有1000多项蓄冷工程，其主要分布于经济发达地区，采用的蓄冰装置类型如下图所示。

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