国外冰蓄冷空调技术的发展动向

闫勇

（山西建工集团有限公司 山西省 太原市 030006）

在蓄冷材料的选择上，冰已经成为性价比较高的材料之一，其成本较低且安全稳定，当前我国的冰蓄冷技术已经趋于成熟，不仅能够缓解电力高峰期的用电消耗，缓解能源紧缺的发展问题，也可以进一步提升制冷的效率。因此贯彻研究国外的冰蓄冷技术发展动向，能够成为我国空调制冷系统研发的重要参考信息。而在进行研究之前也要分析冰蓄冷技术的应用原理，以提升研究的科学性和合理性。

1 冰蓄冷技术的应用原理

我们常见的冰蓄冷空调技术的应用原理较为简单，其主要是应用了水、冰相变过程而产生的潜热迁移特点，能够在非电力峰值的阶段内，也能够合理的分配制冷机的电力负荷使其正常运转。并且能够将空调运行所需要的冷量利用潜热的形式进行储存，储存的主体便是固态或者结晶状态的冰，当在电力峰值时，空调的负荷逐渐增加，冰会吸收热量而产生融化，利用低温的冷水来为空调提供接下来的制冷需求。同样的应用原理也可以应用在设备的供热阶段内，唯一不同的是，当系统正在供热时，冰蓄冷槽内部的冰将会被替换成热水，利用热水的蓄热特性来为空调提供供热所需的热能。

2 冰蓄冷技术的发展

2.1 引进环境

冰蓄冷空调技术的产生较晚，在1970年在美国诞生，但是当时的国外能源储备较为丰富，因此冰蓄冷空调技术的最终诞生并没有取得较大的瞩目成果，但是发展至20世纪80年代，出现了影响全球的能源危机，因此冰蓄冷空调技术的优势才体现出来，并且进行了广泛的研发和应用。发展至今，冰蓄冷空调技术已经被较多的国家进行研发。我国正式引进冰蓄冷空调技术是在1994年，发展至今已经有了几百家的应用单位，并且在2010年进行了研究性创新，开发出了板式制冰蓄冷空调，并且经过了应用研究之后，该空调能够较传统的空调起到更好的节能效果，这为我国研发创新并蓄冷技术提供了良好的前景。

2.2 冰蓄冷空调技术的核心

冰蓄冷技术在空调制造过程中主要分为冰蓄冷空调技术以及蓄冰装置研发。从理论上来讲，冰蓄冷空调主要是能够利用在电网低谷阶段内进行合理的电能分配式制冷机进行自主制冷，并且通过应用冰点较低的物质来将冷量进行冰冻保存，将其储存到蓄冰装置内，当电网内的电力负荷处于高峰期时，空调的制冷效率不高，便可以将蓄冰装置内的冰冻冷量进行释放，以此来弥补因为电力高峰期对空调系统产生的压力，同时也能够满足人们的制冷需求。

而是冰装置主要为常见的冰桶以及冰槽，主要的冷量储存方式为内融冰以及外融冰。这其中内融冰的取冷方式主要依托了制冷剂的循环流动将冰槽内的冷量进行稀释并且释放出来，与空调水进行能量交换，降低空调水的温度。从使用的有效性上来讲，内融冰制冷能够为空调运行提供更加安全可靠的优势，同时内融冰技术发展的已经较为成熟，是当前我国大型建筑内所采用的主要制冷技术。但是从制冷效果上来讲，长时间的利用内融冰系统来实现制冷，由于空调水的交换温度会逐渐下降将会影响低温送风的效率，因此实用性较差。而另一种外融冰的制冷系统是由空调内部的空调水与冰进行直接接触，制冷效果较高，温度也可以得到控制。

2.3 冰蓄冷空调技术的主要优势

首先，冰蓄冷空调技术的应用可以有效缓解电网的负荷，能够错过电力高峰期，并且合理的利用电网低负荷阶段，不仅能够对于能源合理利用起到促进影响也可以达到保护环境的作用。相关人士曾经对冰蓄冷空调技术的应用进行过数据统计，如果将商用建筑内部的空调蓄冷系统更改为冰蓄冷技术，那么可以节省电费38.7亿元/年，节约的煤炭能够达到319万t，也可以有效地减少二氧化碳和二氧化硫的排放量，而这些成果等同于种植树木474万亩的效果。因此我们需要重视冰蓄冷空调技术的应用，进行全面的研发，这将是节约社会能源的重要举措。

其次，从应用能效的角度上来看，冰蓄冷空调技术具备极强的节能潜力：①冰蓄冷系统的制冰阶段需要进行定频的全负荷运转。制冷机的主体效率在70%左右，但是普通传统的制冷空调在电力峰值内为变频运行，很难将制冷机的效率控制在80%以下。同时系统的变频运转需要电网能够达到规定的负荷才可以发挥原有的效能，而在高负荷的运转下，制冰的温度也局限在-5℃~7℃之间，而定频制冷机的空调水出水温度在-9℃~5℃之间，不仅能效较低，制冷效果也远远高于传统的制冷系统。

另外，冰蓄冷空调技术可以有效降低送风的温度，从而减少空间内的电力负荷。冰蓄冷空调系统中冰水的温度维持在0℃，通过与空调水进行能量转换之后送风的温度将会控制在5℃左右，与室内的温度可以形成20℃的温差，这便能够达到低温送风的标准。同时低温送风的温度较低，便可以有效减少送风量，也能够在短时间内对于周边环境进行降温，使空间的热负荷降低，便可以稳定空调运转的频率，降低空调系统的质量消耗。

另外，因为冰蓄冷空调系统所具备的冷量储存特点，可以放宽制冷机组设备的类型选择标准，这便能够大大降低制冷空调系统的运行功率以及容量，可以减少电力消耗，降低电费支出。

3 冰蓄冷空调技术的未来发展方向

随着全球工业的发展，不可再生能源的消耗量巨大，并且目前已经出现了枯竭的趋势，因此人们开始密切关注能源的问题。同时由于工业发展所需能源消耗导致温室气体急剧增加，全球变暖的趋势已经日益明显，因此在针对大环境的改变同时也要注重对于传统能源消耗模式进行调整。当前冰蓄冷空调技术已经发展的较为成熟，并且已经成为大型的建筑企业所选择的主要制冷系统。

在2013年，我国对于冰蓄冷技术的应用以及研究进行了全面的分析和调查，并且对冰蓄冷空调技术的未来应用前景进行了全面的解析，主要以我国的上海为定点研究城市。自冰蓄冷技术引入我国之后，到2013年上海已经建立和正在实施的冰蓄冷项目已经超过了70项，另外工业发展导致的能源紧张以及电网负荷压力日益增高的形式，也引起了相关部门的注意，在用电政策调整的同时对于冰蓄冷空调技术的应用也逐步加强，在满足用电需求的同时，也针对能源使用平衡现状进行了分析，利用全面贯彻落实冰蓄冷空调技术研发及应用来缓解电网的压力负荷，也能够对于控制电价起到积极的效果。从城市发展的角度来讲，冰蓄冷空调技术具备极为乐观的发展前景，其不仅符合能源节约的理念，也能够为保护环境做出相应的贡献。

4 总结语

综上所述，经过对国外冰蓄冷空调技术发展动向的研究能够看出，冰蓄冷空调技术不仅是能源应用的重点发展方向之一，也是维护我国环境重点技术。全面贯彻冰蓄冷空调技术的研发和应用，能够推动我国基础设施建设质量以及能源保护工程的落实，从而对推动城市发展以及国家繁荣有积极的意义。