冰蓄冷空調系統的運行模式與應用前景探究

王心宇 劉聰睿 張鑫宇 郭璦華

(西華大學，四川 成都 610039)

0 引言

冰蓄冷空調系統是利用電力需求低谷時啟動制冷設備制冰儲冷，在白天用電高峰融冰將冷量釋放用以承擔房間的部分負荷，以緩解用電高峰時用電負荷的空調系統。采用冰蓄冷空調系統可減小電網的峰谷負荷差，提高電網的運行效率，少建和緩建電站，降低空調運行的費用，減少空調容量和提高空調系統的可靠性[1]。

1 系統運行模式

冰蓄冷空調系統可實現單獨的制冰、供冷，也可實現一邊制冰一邊供冷以及實現冰與系統聯合的供冷，表1列出了幾個運行模式。

表1 冰蓄冷空調系統運行模式表

2 較適用的場所

基于冰蓄冷空調系統利用用電低峰進行制冰蓄能的特點，該系統最適合于用電峰值集中的建筑，最不適合用于全天用電負荷一樣的建筑場所。同時考慮其經濟性，該系統需在有分時電價的地區使用，否則達不到直接的經濟效益。

2.1 適用的地區

冰蓄冷空調系統特別適合在有分時電價政策的地區使用。各地的分時電價政策不一樣，而分時電價時段的劃分需考慮電力用戶需求響應，進行峰谷分時電價響應評估，綜合考慮響應度屬性與傳統時段劃分方法形成的隸屬度屬性，采用模糊聚類的方法建立峰谷分時電價時段劃分模型。冰蓄冷空調主要探討以下2種電價政策：(1)高峰電價時段與低峰電價時段比例大，電價差值小。(2)高峰電價與低峰電價比例不大，電價差值大。以上2種電價政策更適合使用冰蓄冷空調系統，第一種電價政策是在峰谷電價差值較小，通過時間的疊加而得到一定的經濟效益；第二種電價政策是將低價電能進行轉移到高價時段使用，是在價格上直接獲得經濟效益。

2.2 適用的建筑類型

由于冰蓄冷空調的運行特點，適用于區域性集中供冷、用電需求峰谷分明的建筑類型。根據建筑功能的不同，冰蓄冷空調系統可應用于以下實例：(1)商業寫字樓。由于商業寫字樓采用區域集中式供冷，用電高峰時負荷大，非常適合使用冰蓄冷空調系統。(2)圖書館、銀行、博物館。與商業寫字樓能耗特點相似，也適合采用冰蓄冷空調系統。(3)商場、賓館、醫院。晚上有一定負荷，但晝夜負荷比值大，夜晚可邊供冷邊制冰儲能，達到經濟效益。(4)體育場館、影劇院。使用時間集中，負荷集中，晚上有充分的時間制冰儲能，是使用冰蓄冷系統的理想場所。(5)大型會場、教堂。大型會場集中開會的時間負荷集中，且夜晚蓄能時間很長，適合使用該系統，教堂為每個禮拜是主要負荷，制冰儲能時間充足，適合使用該系統。

3 應用前景

根據前文分析探究，冰蓄冷空調技術有以下的應用前景：(1)解決電網“峰弱谷強”的供電特征。冰蓄冷空調系統轉移制冷機組用電時間，起到了轉移低峰電壓到高峰電壓的橋梁作用。(2)降低空調系統制冷設備的容量和設定功率[2]。冰蓄冷空調技術由于在負荷高峰有冰承擔部分負荷，故可以降低制冷設備的容量和設備功率，同樣可以滿足供冷要求。(3)降低用戶端運行費用。各地實施分時電價政策，激勵廣大用戶使用峰谷充盈低價電力，經過論證，冰蓄冷空調系統的經濟效益十分可觀，具備良好的投資回報[3]；在峰谷電壓差價達到一定差值時(3倍)，冰蓄冷空調系統表現出經濟性，并隨著差價增大，經濟效益越發明顯。

4 總結

我國建筑節能技術的快速發展，冰蓄冷技術將充當重要角色，探究其運行模式、使用場所和應用前景變得十分有意義。各地政府為調動廣大末端用戶轉移用電高峰的積極性，出臺了分時電價政策，此政策為冰蓄冷空調提供了政策的支持，冰蓄冷空調系統的發展前景十分廣闊。