北方地区蓄冷空调、蓄热空调的使用现状

摘要：近年来，随着对节能和环保的日益重视以及昼夜电价分计制产生，以及材料科学的快速发展，相变蓄冷和蓄热的研究和应用发展迅速，于是蓄冷、蓄热空调也得到了广泛地使用。

关键词：北方;蓄热;蓄冷空调;使用情况

1 蓄冷空调的使用

蓄冷空调系统也是热能储存系统，即空调制冷设备利用夜间低谷点制冷，将冷量以冰、冷水和固体相变材料的形式储存起来，在空调高峰负荷时间段利用储存的冷量向空调系统供冷，以达到减少制冷设备安装容量、降低运行费用和电力负荷削峰填谷的目的。蓄冷空调的蓄冷方式有两种：一种是显热蓄冷，另一种是潜热蓄冷，常用的蓄冷系统又可以分为三种基本类型：冰蓄冷、水蓄冷、共晶盐蓄冷。

空调很适合蓄冷使用，大多数空调与供暖系统能够间歇使用，如上班时供应、下班时关闭，这就会使系统本身可以使用原有设备在间歇期（夜间电力低谷期）进行能量储存，为第二天的空调运行供能或补充，蓄冷空调的使用主要集中在城市建设和经济发展迅速、同时用电量大、电力紧缺的北方也得到了应用和推广，例如北京、河南、河北、等省市都采用了蓄冷空调。

河南作为人口最多的一个省，到了夏季用电量会很大，而且空调用电在电网中，特别是民用电中的比例越来越大，蓄冷空调的使用就变得越来越广泛。

河南省人大服务住宅楼就采用了蓄冷、蓄热空调，夏季冷源采用冰排管内融冰的部分冰蓄冷方案;夜间主机蓄冰时，住宅采用基载冷水机组继续供冷。空调大部分运行在60%负荷，在这种负荷下，从冰蓄冷空调系统的优化原理可以知道蓄冰槽需要承担大部分的冷负荷。在电力低谷时段23：00-6：00双工况制冷机同样是满负荷进行蓄冰，由于蓄冰槽的供冷能力所占比例较大，在7：00-8：00及9：00-23：00的电力高峰段，负荷由蓄冰槽承担;在电力平峰段，负荷大部分由蓄冰主机承担，尽可能地降低了运行电费。冬季热源采用3台480Kw电锅炉水蓄热，蓄热池为200m～3钢筋混凝土水池，通过板式换热器供给冬季空调循环热水;70%以下冬季负荷时，采用全蓄热，蓄热池还全年提供蓄热生活热水。电锅炉夜间产生的热电超出夜间负荷的部分蓄存起来，白天需要采暖的期间，蓄存的热量用于白天电力高峰期空调，从而充分享受电力优惠政策，减少冬季供暖运行费用，满足供热要求。

北京现在也使用蓄冷空调，北京首都体育馆建成于1968年，原设计空调冷源利用北京西郊较丰富的地下水，由两口深井汲取14℃的深井水。时隔20多年后，北京的地下水资源日益紧张，继续以深井水作为空调冷源已经不可能，而且考虑到北京用电紧张，因此，首都体育馆决定建造冷冻机房作为空调冷源，而且要求设置蓄冷水池，采用水蓄冷的方式，来缓解用电紧张。

河北北方学院附属第一医院门诊楼，它的原空调系统运行费用不仅高而且还存在水力失调现象，为了节约能源和运行费用，改善医疗条件、办公条件、医院对原空调系统进行了改造，增加了冰蓄冷装置，实现了夏季利用低谷电时段用冷水机组制冰蓄冷，待平谷和峰电时利用冰蓄冷系统制备空调用冷媒，而且蓄冷空调控制系统通过对制冷機、蓄冰箱、水泵、冷却塔运行工况的调整和系统管路调节阀开度的控制，使空调系统各工况的模式处于最佳的状态，为用户提供稳定的供水量和温度，全面实现系统的功能。

2 蓄热空调的使用

大家一直认为，空调一直是南方居民用来采暖的“神器”，但是近些年，因为房间面积变大，暖气不给力等许多因素，越来越多的北方住户，也开始选择用空调取暖。

空调设计中，以往都是按设计负荷（高峰负荷）选择设备，因此热源设备全年大部分时间均在部分负荷下运行，这样不仅增加了初投资，也降低了热源设备的效率，很不经济，为了解决这一问题，蓄热技术应运而生，它可充分利用夜间低谷电力，使热源设备一直保持额定输出，在最高效率下运行。

正所谓“三九四九冰上走”，三九是被认为是一年中最冷的时候，特别是在我国北方，此时人们正遭遇着“刺骨”之冷，“刺骨”之痛。低温时需要供暖的代名词。虽然大部分北方地区实现了集中供暖，但是部分地区还没有达到提供暖气的条件，比如说北方的农村，比如说我的家乡，在河南的一个农村，并没有提供暖气，到了冬天大部分都是采用空调来进行取暖的，大部分家庭会选择普通空调，但是此空调比较耗电，就会有人在购买空调时选择蓄热空调，说起蓄热空调，使用最多的就是松下空调，冬季低温环境下，一般空调在制热时会出现10分钟左右，甚至更长时间的暂时停机。尽管空调出风口打开，但并无热风吹出，造成室内温度忽冷忽热不稳定，蓄热空调搭载松下蓄热系统，通过把压缩机运转的时所产生的废热加以回收利用，无需室内机专门停机对室外机进行除霜，可保持平稳运转，恒温制热，使空调制热效果得到提升，不仅让室内使用体验得到了很大改善，而且节约了耗电量。

但是对于一些大型建筑一般都是采用集中热源的，此时的蓄热空调不单单只是空调系统，它要与锅炉、蓄热系统结合一起才能达到此时的供暖要求。比如北京的杰宝公寓最初的设计方案是采用常规的空调系统，夏季采用2台螺栓式冷水机组为商场供冷，公寓部分采用分体空调;冬季采用3台燃气锅炉对商场和公寓实行集体供热，为避免锅炉本体承压过高，供暖热水和空调热水均经过二次换热，后来发现这种方案不大被顾客接受，于是取消了公寓集中供暖系统，采用了户式壁挂炉，但是商场却需要设置一个天然气调压站、一套换热设备，而且设于地下的锅炉房的烟囱必须靠外墙出至屋面以上，工程量大而且影响建筑外观，于是，后来提出来安装2台电热锅炉，利用夜间低价谷电进行蓄热，电能蓄热的介质为水，白天为商场空调供热。

系统蓄热量是随着商场热负荷的变化而变化，室外温度降低时，空调热负荷变大，蓄热量增加，蓄热时间长，为了保证空调的供水温度不高于60℃，设一电动三通调节阀，使部分回水流入蓄水罐，部分通过旁通管与蓄热罐出水混合，旁通水量的大小由蓄热罐出水温度和空调回水温度决定。

电能蓄热比较适合空调白天运行，夜间停机的场合，如商场、写字楼、博物馆等公共建筑，同空调蓄冷想比，采用空调蓄热成本低廉，运行可靠，空调蓄热采用谷电蓄热，对冬季电网负荷起到积极的稳定作用。

随着社会的进步和生活质量的提高，空气调节已经成为我们不可缺少的一个组成部分，但是空调用电量高峰时可以加大电网的峰谷用电差，不节能，所以必须要加强用电需求管理，要推动用户削峰减谷，但它不可能把人们的生活规律改变了，所以只有通过技术手段才能提高用电效率，节约电能，蓄冷、蓄热空调技术能够帮助电网有效实行移峰填谷，达到节能的目的。如今，蓄冷、蓄热空调在不少地区已经得到了广泛的应用，随着人们节能意识的加强和政策的支持，蓄冷、蓄热空调在中国的应用会越来越广泛。

参考文献：

[1]、龙惟定、武涌， 建筑节能技术[M]，中国建筑工业出版社，2009

[2]、王其庆，河南省人大服务住宅楼-冰蓄冷、电蓄热空调主机房的设计和蓄热运行，中国住宅设施[J]，2003年第06期

[3]、武晓红，河北北方学院附属第一医院蓄冷空调工程改造分析[J]，河北建筑工程学院学报，2009年第02期

作者简介：毛明瑞（1999，07-），女，河南省新乡人，郑州市高新技术开发区郑州大学 建筑环境与能源应用工程专业  本科生