绿色制冷技术的应用与发展

上世纪90年代，冰蓄冷技术在我国应运而生，所谓冰蓄冷空调，即在夜间电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，制冷主机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来，待白天电网高峰用电时间(同时也是空调负荷高峰时间)，再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要或生产工艺用冷的需求，这样制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，从而实现用电负荷的“移峰填谷”，利用冰蓄冷技术，不仅可以转移高峰电力需求，而且对提高发电设备效率和保护环境都有巨大的社会经济效益。

二、冰蓄冷与低温送风空调系统

(一)冰蓄冷与低温送风空调系统的特点及发展现状

在常规全空气空调系统中，送风温差一般控制在8～10~C，送风温度在15～18℃范围，如果系统有再热，则盘管出口空气温度可低到12℃左右，而在冰蓄冷系统中，利用低温冷水，可将盘管出口空气温度降到4～6~C，送风温差可达20℃左右，形成所谓“低温送风系统”。早在1947年就提出了低温送风这个概，念，一些湿度控制工程中，长期以来一直采用了4℃或低于4℃的送风温度；许多住宅与小型商业建筑在20世纪50年代改造加装空调时就采用了9℃送风温度；许多医院在20世纪60年代就设计用2～4℃的一次风向定风量房间诱导器送风20世纪80年代以来，随着蓄冷技术重新被应用于工程实践，由于从蓄冷槽那里可得到1～4℃的冷媒温度，所以很容易达到较低的送风温度，使空气输配系统费用与能耗有显著的节省，并且由于降低了相对湿度而提高了舒适性，这样低温送风的优点显而易见，20世纪90年代初我国开始提出了冰蓄冷与低温送风系统相结合的理论，20世纪末期，我国的冰蓄冷技术日趋完善，于是全面提出冰蓄冷与低温送风相结合的技术的理论，对这种系统的特点、技术性能、设计方法以及要注意的问题进行探讨，说明冰蓄冷与低温送风相结合的系统的优越性，这是冰蓄冷技术的重大突破，理论方面也已经很完善，进入21世纪以后，冰蓄冷与低温送风空调系统的理论日趋成熟，在吸取了国外大量先进技术以后，2002年首次由国内设计完成的集成冰蓄冷、低温送风、变风量等多项国内国际先进的空调新技术的系统在国家电力公司所属国家电力调度中心圆满竣工，接着西北电力调度中心等电力部门都成功应用了冰蓄冷与低温送风相结合的技术，至此，我国已经完全实现了这项技术从理论到实践的过渡，近年来，对于这种新型的冰蓄冷空调技术，我国虽然取得初步成果，但是仍有很多需要改进的地方，在实践方面还需要进一步完善，

(二)冰蓄冷与低温送风空调系统在应用中存在的问题及解决方法

1、空气中水蒸汽的凝结和室内空气品质低的问题

使用冰蓄冷与低温送风相结合的系统最大的问题就是空气中水蒸汽的凝结。由于通过管网中的空气温度很低，在输送过程中很容易使管外的空气中水蒸汽凝结，常常引起顶棚的破坏和脱膜，因此在对管道的保温提出了更高的要求的同时，在系统开启时，应采用“软启动”，使冷冻水供水温度和送风温度逐渐降低，来防止水蒸汽的凝结。由于大温差送风，使得系统的送风量较小，流速也低，从而严重影响了室内的空气品质，在设计系统时，可以采用变风量方式，确定一个最小新风量，随着室内负荷的减小，新风比增大，这样可以适当提高室内的空气品质。

2、室内空气的温度分布和射流分离距离短引起的吹风感以及造成的停滞区

由于空气的性质，温度低的空气密度比较大，易于下沉，从低温送风系统末端吹出的冷空气下沉而影响室内的空气分布，冷风射流的贴附长度不够，造成冷风直接进入工作区，使室内人员有吹风感；当风量随负荷减少时，冷风射流与室内气流的混合不充分，会造成室内工作区中存在着气流的停滞区_这些问题是可以在送风末端加设空气诱导箱或者用低温送风专用的散流器来解决，美国已推出适用于不同送风温度的新型散流器，实践证明，在采用了低温送风散流器后，风口的送风诱导比和出风贴附性能都有显著的提高，其送风诱导比较常规风口大100％～300％，但是这种散流器成本仍然很高，我国虽然很早就开始研究末端装置，但是还没有取得突破性的进展，有待于进一步开发。

总之，由于低温送风空调系统在技术上已经有了很大的进步，一次投资只是常规空调造价的76％～86％，节电显著的冰蓄冷结合低温送风空调系统，年运行费用可降低18％～28％，这在一定程度上弥补了增加蓄冷设备而引起的初投资的增加，目前就国内情况来说，要使冰蓄冷与低温送风系统结合得更加完美，一方面要大力引进国外先进技术和经验，开发新产品，降低整个系统的成本，另一方面还要努力实现冰蓄冷系统的高效率化，降低系统的耗电率，提高性能系数，当然冰蓄冷与低温送风空调系统作为新生事物，对整个系统的评价显得及其重要，这方面有待于进一步的研究，有利于其在我国的推广。

三、新型冰蓄冷系统的发展前景

目前在我国发展蓄冷空调技术，已成为国家能源与环境战略要求的必然趋势，单纯的冰蓄冷与常规空调相结合的系统，国内外的一些工程建设与运行经验已经证明，虽然可以转移40％～50％尖峰用电时段的空调用电负荷，但其初投资比常规空调系统要增加40％～60％，而冰蓄冷与低温送风系统相结合后，明显地缩小了风管、水管、空气处理设备、风机、水泵的尺寸，可压低建筑层高，减少机房、管井占有的建筑面积，其所节省的一次投资费可有效地补偿冰蓄冷装置及其控制系统所增加的设备投资费，提高了这种系统的竞争力。

四、结语

我国在发展新型冰蓄冷技术方面已经取得了一定的成就，但是与发达的国家相比，还有一定的不足，因此，我们应在积极引进国外先进技术的同时，积极开发适合国情的新型蓄冷空调设备，并尽量多搞一些试点示范工程，以加快新型冰蓄冷在我国的发展。