浅谈蓄冷技术及其发展
摘要：本文简单介绍了国内外蓄冷技术的发展概况，并介绍了几种蓄冷技术的优缺点，探讨了蓄冷技术的发展方向。

关键词：蓄冷技术空调系统
中图分类号：tu831文献标识码： a 文章编号：
1引言
蓄冷技术在国外应用已达50年之久，上个世纪70年代末80年代初，由于世界范围的能源危机，各工业发达国家电力供应紧张的局势促进了蓄冷技术的研究和发展。

所谓蓄冷空调，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峰期，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”。

2各种蓄冷方式
空调系统中合理采用蓄冷技术可以提高机组效率、减少设备容量，并有可能降低整个空调系统的造价，因此说蓄冷技术是很有发展前景的，也可以是空调发展的一个方向。

下面分别对水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷和气体水合物蓄冷等空调蓄冷方式的优缺点加以简要评述：
2.1水蓄冷
水蓄冷就是利用水的显热来储存冷量的一种蓄冷方式，蓄冷温度在4℃～7℃之间，蓄冷温差6℃～11℃，单位体积的蓄冷容量为5.9～11.3kwh/m3。

只要空间条件许可，水蓄冷系统是一种较为经济的储存大冷量的方式，而且蓄冷罐体积越大，单位蓄冷量的投资越低;当蓄冷量大于7000kw,或蓄冷容积大于760m3时，水蓄冷是最为经济的。

这种蓄冷方式系统简单、投资少、技术要求低、维修方便，并可以使用常规空调制冷机组蓄冷，冬季还可蓄热，适宜于既制冷又取暖的空调热泵机组。

水蓄冷空调系统的主要缺点是蓄冷槽容积大、占地面积大，这在人口密集、土地利用率高的大城市是个问题，也是它的使用受到制约的主要原因。

水蓄冷技术适用于现有常规制冷系统的扩容或改造，可以在不增加或少增加制冷机容量的情况下提高供冷能力。

另外，水蓄冷系统还可利用消防水池、蓄水设施或建筑物地下室作为蓄冷容器，从而进一步降低系统的初投资，提高系统的经济性。

2.2冰蓄冷
冰蓄冷是利用水相变潜热的一种蓄冷方式。

0℃冰的蓄冷密度高达334kj/kg,储存同样多的冷量，冰蓄冷所需的体积仅为水蓄冷的几十分之一。

但是，由于冰蓄冷的制冷主机要求冷水出口端的温度低于-5℃，与常规空调冷水机组出水温度7℃相比，冰蓄冷制冷机组制冷剂的蒸发温度、蒸发压力大大降低，制冷量约降低30%～40%,制冷系数cop也有所下降，耗电量约增加20%。

由于制冰槽及冰水管路温度常低于0℃,还需增加绝热层厚度，以避免外部结露，减少
冷损失。

另外，冰蓄冷蓄冷温度几乎恒定；设备容易标准化、系列化;对蓄冷槽的要求比较低，可以就地制造，为广泛应用创造了有利条件。

当然，冰蓄冷空调系统设备的管路复杂，低温送风还会造成空气中的水分凝结，导致送到空调区空气量不足和空气倒灌。

在常规空调系统改造为冰蓄冷空调时，会因为制冷主机的工况变化太大、空调末端设备（风机盘管）的不适应和保温层厚度不符合要求等变得很困难。

2.3共晶盐(优态盐)蓄冷
共晶盐蓄冷是利用固液相变特性蓄冷的一种蓄冷方式。

蓄冷介质主要是由无机盐、水、成核剂和稳定剂组成的混合物，也称优态盐，目前应用较广泛的相变温度约8℃～9℃,相变潜热约为95kj/kg。

这些蓄冷介质大多装在板状、球状或其它形状的密封件中，再放置在蓄冷槽中。

共晶盐蓄冷能力比冰蓄冷小，但比水蓄冷大，所以共晶盐蓄冷槽的体积比冰蓄冷槽大，比水蓄冷槽小。

共晶盐蓄冷的主要优点是相变温度较高，可以克服冰蓄冷要求很低的蒸发温度的弱点，并可以使用普通的空调冷水机组。

但共晶盐蓄冷在储释冷过程中换热性能较差，设备投资也较高，阻碍了该技术的推广应用。

2.4气体水合物蓄冷
20世纪80年代美国橡树岭国家试验室开始以r11、r12 等为介质研究气体水合物蓄冷，其机理是在一定的温度和压力下，水在某些气体分子周围会形成坚实的网络状结晶体，同时释放出固化相变
热。

气体水合物属新一代蓄冷介质，又称“暖冰”，其相变温度在5℃～12℃之间、适合常规空调冷水机组，熔解热约为302.4～464kj/kg、与冰的蓄冷密度334kj/kg相当。

采用气体水合物蓄冷，蓄冷温度与空调工况相吻合，蓄冷密度高，而且储、释冷过程的热传递效率高，特别是直接接触式储、释冷系统。

气体水合物低压蓄冷系统的造价相对较低，被认为是一种比较理想的蓄冷方式。

但该方法还有一系列问题有待解决，如制冷剂蒸气夹带水分的清除，防止水合物膨胀堵塞等，工程实用还有困难。

3蓄冷技术的发展方向
蓄冷技术作为一种移峰填谷调节能量供需、节约运行费用、实现能量的高效合理利用的手段已经引起了人们的高度重视，许多国家的研究机构都在积极进行研究开发，其目标集中在如下几个方面: （1）区域性蓄冷空调供冷站。

已经证明，区域性供冷或供热系统对节能较为有利，可以节约大量初期投资和运行费用，而且减少了电力消耗及环境污染，建立区域性蓄冷空调供冷站已成为各国热点。

这种供冷站可根据区域空调负荷的大小分类自动控制系统，用户取用低温冷水进行空调就像取用自来水、煤气一样方便。

（2）冰蓄冷低温送风空调系统。

蓄冷与低温送风系统相结合是蓄冷技术在建筑物空调中应用的一种趋势，是暖通空调工程中继变风量系统之后最重大的变革。

这种系统能够充分利用冰蓄冷系统所产生的低温冷水，一定程度上弥补了因设置蓄冷系统而增加的初投
资，进而提高了蓄冷空调系统的整体竞争力，在建筑空调系统建设和工程改造中具有优越的应用前景，在21世纪将得到广泛的应用。

（3）开发新型的蓄冷空调机组。

对于分散的暂时还不具备建造集中式供冷站条件的建筑，可以采用中小型蓄冷空调机组。

（4）开发新型蓄冷、蓄热介质。

蓄冷技术的发展和推广要求人们去研究开发适用于空调机组，且固液相变潜热大，经久耐用的新型蓄冷材料。

（5）发展和完善蓄冷技术理论和工程设计方法。

蓄冷技术的进一步发展要求加强对现有蓄冷设备性能的试验研究 ,建立数值分
析模型，预测蓄冷设备的性能，从而对蓄冷空调系统进行优化设计。

(6）建立科学的蓄冷空调经济性分析和评估方法。

在进行蓄冷空调系统可行性研究时，如何综合评价蓄冷空调系统转移用电负荷能力、能耗水平和用户效益，如何比较常规空调和蓄冷空调系统，是人们一直关心的一个问题。

蓄冷空调系统并非适用于所有场合，必须通过认真分析评估，确保能够降低运行费用、减少设备初投资、缩短投资回收期，才能确定是否采用。

4结语
蓄冷技术具有广阔的发展前景，要抓住机遇，继续加强和扩大与国外蓄冷设备厂的合作，在吸收众多技术优点的基础上，向低成本、高效率、全自动化方向发展。

另外，政府部门应大力提倡、宣传蓄冷空调的社会效益和经济效益，制定合理的分时电价政策，鼓励广大用户采用蓄冷空调系统。

要积极开办蓄冷空调系统的设计、施工、
调试、运行的培训，使广大工程技术人员和施工安装人员深入了解蓄冷空调系统，使我国的蓄冷空调事业步入迅速发展的良性轨道。

参考文献
[1] 叶水泉陈国邦.蓄冷空调技术及其发展.低温工程.
2002(119).1.p32～39.
[2] 姚扬刘淑娟.空调工程中的蓄冷技术. 应用能源技术. 2000(59).1.p15～17.
[3] 李金平王如竹等.蓄冷空调技术及其发展方向探讨.能源技术.2003（24）.3.p119～121.
[4] 顾念祖.储冰桶性能的测定.第八届全国余热制冷与热泵技术学术会议论文集c,1997.102-105.
[5] 许建俊华泽钊.na so·10h o溶液的特性及其在蓄冷空调技术中的应用.制冷学报，1997(19).1.1～6.
[6] 郭开华，舒碧芬.空调蓄冷及气体水合蓄冷技术.制
冷.1995(53).3.p15～21.
[7] 陆亚俊,马最良,姚杨编.空调工程中的制冷技术.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社.1997.
[8] 严德隆,张维君主编，空调蓄冷应用技术.北京:中国建筑工业出版社.1997.。