羅良宜：丁烷冰漿蓄冷技術(shù)

美國(guó)早在1930年就開始把冰蓄冷應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代初，冰蓄冷開始得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，日本開始大力發(fā)展冰蓄冷，并使之迅速替代了水蓄冷在蓄冷領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。除美國(guó)、日本之外，在英國(guó)、加拿大、德國(guó)、澳大利亞等國(guó)，冰蓄冷技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)對(duì)冰蓄冷的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代中期，現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)對(duì)冰蓄冷系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，技術(shù)逐漸成熟并在某些方面達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

冰蓄冷是指在制冷負(fù)荷較低或用電低谷、廉價(jià)電費(fèi)時(shí)段制冰蓄冷，在制冷負(fù)荷較高或用電高峰與平價(jià)時(shí)段融冰釋冷，滿足制冷負(fù)荷需求。冰蓄冷在蓄冷分類中屬于潛熱蓄冷，相對(duì)于水蓄冷等顯熱蓄冷方式，單位體積的蓄冷容量大，蓄冷設(shè)備體積小，占地面積小，保溫面積小，整體能量損失小。

冰蓄冷的作用：

1、既削峰又填谷，顯著改善國(guó)家用電結(jié)構(gòu)

日益增長(zhǎng)的空調(diào)尖峰電力需求是現(xiàn)有發(fā)電及電力輸送設(shè)備低效浪費(fèi)的主要原因，應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)，可以在夜間填谷滿負(fù)荷運(yùn)行制冷機(jī)組，將常規(guī)用電負(fù)荷從白天的高峰期移入夜間的低谷期，起到電池的作用而沒(méi)有電池及電力設(shè)備昂貴投資而且沒(méi)有電池充放電損失，綜合效率提高20%以上，一舉多得，將對(duì)電力供應(yīng)和國(guó)民生產(chǎn)帶來(lái)顯著的社會(huì)效益，綜合效果比電池蓄能更高，高效冰蓄冷技術(shù)應(yīng)用應(yīng)該成為國(guó)家能源戰(zhàn)略。

2、減少制冷機(jī)組容量，提高制冷效率

由于一般制冷設(shè)備容量都是根據(jù)最高制冷負(fù)荷設(shè)計(jì)的，而制冷高負(fù)荷期相對(duì)整個(gè)制冷周期又較短，故此，多數(shù)制冷機(jī)組的負(fù)荷率都較低，效率較低。采用冰蓄冷后，尤其是制冷負(fù)荷比較集中或波動(dòng)較大的場(chǎng)合，制冷機(jī)組裝機(jī)容量可大幅減小。又由于蓄冰時(shí)制冷機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，現(xiàn)有運(yùn)行狀況可得以改善，提高制冷效率，降低能耗，整個(gè)制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將更加穩(wěn)定。而且，夜間環(huán)境溫度的降低（晝夜溫差一般5-100C）會(huì)使制冷設(shè)備的制冷量也有所提高、能耗有所降低。

3、經(jīng)濟(jì)效益顯著，用戶省錢看得到

采用冰蓄冷，不僅由于減小制冷機(jī)組裝機(jī)容量而減小電力設(shè)備投資，如變壓器、配電柜及自備發(fā)電設(shè)施等，整套制冷系統(tǒng)的輔助設(shè)備及輔件也都減小，制冷機(jī)房面積減小。綜合比較后，相對(duì)于常規(guī)設(shè)備配置，冰蓄冷系統(tǒng)的初投資不增加甚至可以減少。按電力公司分時(shí)計(jì)價(jià)的電價(jià)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理的模式運(yùn)行冰蓄冷系統(tǒng)，電費(fèi)節(jié)省可觀；制冷設(shè)備總體配置減小，制冷系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低；緊急停電時(shí)自備發(fā)電量很少，節(jié)省了高額的自備發(fā)電費(fèi)用；由于融冰時(shí)溫度較低，配合大溫差系統(tǒng)時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、風(fēng)道投資降低可觀。長(zhǎng)年運(yùn)行，企業(yè)用戶綜合運(yùn)營(yíng)成本將大幅降低，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

4、節(jié)能減排，符合國(guó)家大政方針

由于冰蓄冷對(duì)空調(diào)電力使用的“既削峰又填谷”，使整個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷趨于均衡化，夜間電站發(fā)電量使用率大大提高，減少了低谷電力的浪費(fèi)，等效于節(jié)省了能源、減少了二氧化碳溫室氣體和硫化物等污染性氣體的排放。

各種常用蓄冷技術(shù)與常規(guī)冷水機(jī)組空調(diào)對(duì)比

冰蓄冷技術(shù)有各種各樣的制冰方式，常用蓄冷技術(shù)有水蓄冷、盤管蓄冰、冰球蓄冰、動(dòng)態(tài)片冰、過(guò)冷水冰漿等，除水蓄冷體積巨大應(yīng)用少外，其它與常規(guī)冷水機(jī)組空調(diào)對(duì)比普遍存在投資高效率低的缺陷，投資都大過(guò)常規(guī)冷水機(jī)組空調(diào)30%-80%，綜合能效比<3.0。

丁烷冰漿采用了簡(jiǎn)單高效的理念，采用冷水機(jī)組、風(fēng)泵、水泵等通用高效設(shè)備，流程簡(jiǎn)單，控制容易，維護(hù)方便，氣態(tài)丁烷通過(guò)風(fēng)泵加壓進(jìn)入冷水機(jī)蒸發(fā)器，通過(guò)氣液相變高效換熱冷凝，液態(tài)丁烷和水一起進(jìn)入水泵，再與水直接接觸再蒸發(fā)為氣態(tài)進(jìn)行高效熱交換，水放出相變熱變?yōu)楸ち枋奖?，可以泵送，冰漿流入蓄冰槽，氣態(tài)丁烷進(jìn)入風(fēng)泵不斷循環(huán)；氣囊接通循環(huán)系統(tǒng)，使系統(tǒng)既封閉又自動(dòng)保持常壓（大氣壓力）；冷水機(jī)蒸發(fā)器中丁烷溫度控制在20C左右（風(fēng)壓約10kpa）；蓄冰槽中氣態(tài)丁烷蒸發(fā)溫度在-0.50C左右（氣壓約0kpa），蓄冰槽中冰水混合溫度在00C。丁烷冰漿技術(shù)綜合能效比可達(dá)4.0，尤其投資省，可低于常規(guī)冷水機(jī)組空調(diào)投資，而且省電費(fèi)更多可達(dá)40-70%。丁烷冰漿缺點(diǎn)是丁烷易燃易爆，有安全性要求，由于是密閉系統(tǒng)、充填量?。▋H約30g/kw）、強(qiáng)制通風(fēng)且系統(tǒng)壓力低（僅0-10kpa），丁烷不易泄露，采用安全防范措施，嚴(yán)格按安全規(guī)程操作，丁烷冰漿明顯比氨制冷系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)小，也比燃?xì)鉄崴?廚房煤氣風(fēng)險(xiǎn)低。