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摘 要：建筑行业作为我国当前社会发展中最为重要的载体之一，其发展方向与发展模式对于整个社会的城乡建设发展都比较关键。目前国内电力供应状况是高峰不足与低谷过剩的矛盾，若通过空调冰蓄冷等调整用电时间至非高峰时间段，可以有效平衡此矛盾，即所谓“削峰填谷”。空调冰蓄冷技术，是通过利用在电力负荷低的夜间用电低谷期采用电动制冷机制冷，由此使蓄冷介质结成冰，利用蓄冷介质的潜热显热将冷量储存起来；在用电高峰期，蓄冷介质会融冰，释放出储存的冷量，由此可以满足我们的实际需要。通过对某大型城市需求侧调控案例，分析冰蓄冷空调系统的设计与施工环节。
关键词：冰蓄冷 空调系统 设计 施工
中图分类号：TU86 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）010-052-02
随着国内社会经济发展，我国城乡建设发展势头迅猛，成绩一日千里，但能源短缺的问题也随之凸现，在发展的过程中，建设节约型经济社会已经迫在眉睫。建筑行业作为我国当前社会发展中最为重要的载体之一，其发展方向与发展模式对于整个社会的城乡建设发展都比较关键。而伴随着人民生活水平需求的不断提高，尽管近年我国电力工业的飞速发展，但电力供应紧张的现状仍然存在，尤其是高峰不足与低谷过剩的现状。而冰蓄冷中央空调在夜间开启部分制冷机组制冰，通过冰蓄冷槽在白天供电高峰时期融冰供冷，不仅利用了供电高峰的负荷要求，也因为利用供电峰谷电价差降低用电成本，同时还减少了空调主机的装机容量。所以冰蓄冷空调有效的满足了降低运行成本的提高经济和社会双效益，同时还能在国家电力紧张情况下达到所需空调效果，值得大力提倡和推广。
1 工程概况
笔者参与的某大型城市金融中心工程位于该大型城市东侧，该工程集办公、酒店和银行办公位一体，总建筑面积达10.5万m2。本冰蓄冷系统主要是为整个建筑物提供空调冷冻水，由地下3层的蓄冰空调系统的冷冻站和490平方米的蓄冰槽，通过晚间的用电低峰储存冷冻量，用以在白天用电高峰期时释放后缓解空调的制冷负荷，藉此来合理规划用电，降低用电整体负荷，最终降低制冷用电成本，达到节能减排降耗增效的目的。
2 基础设备
（1）冷源：1）双工况螺杆式冷水机组3台（YSFAFAS55CNES）约克（合资）；2）基载离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE）约克（合资）。
（2）冷却塔：大连斯频得冷却塔共计5台，其中2台CTA-600UFWS，3台CTA-450UFWS。
（3）板式换热器：选用APV板式换热器J185-MGS16/16的丹麦APV2板式换热器共计3台。
（4）蓄冰槽（现场加工）蓄冰槽共有6台，最大蓄冰量31787.2KW（9040RT）。
（5）乙二醇循环水泵：德国KSB乙二醇循环水泵共计4台，设置1台备用，并配4台变频器。
（6）冷却水循环泵：德国KSB冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，设置1台备用。
3 系统设备设计
在笔者所参与的这项工程系统的设计上，将乙二醇制冷主机置于整个循环回路蓄冰装置上游，采取串联单循环回路方式。其中3台板式热交换器用来隔离冰蓄冷系统中的乙二醇回路和通往空调负荷的水，以保证乙二醇不因为流经各空调负荷回路而导致损耗或泄漏，每台热交换器换热量为用3961KW。设置4个电动调节阀在乙二醇回路中：设置两个调节阀调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，在实际操作中根据冷负荷变化，控制乙二醇侧温度恒定且始终满足冷负荷要求；另外，工程采用二级泵系统的空调冷冻水回路，运行费用得以大大降低。
工程设计的最大蓄冰容量为31787.2KW，由6个冰槽组成，槽内净高为2.3m，冰槽是外保温结构，由内向外分别是放水涂刷层——橡胶保冷层。施工中，根据现场空间将冰槽做成非标准型，以减少冰槽占地面积，充分利用建筑空间。为便于设备和检修人员出入，在顶板上方预留恰当大小的设备入口和检查孔。
为了达到在供冷过程中的“削峰填谷”良好效果，我们采取了以融冰代制冷的办法，即在电力高峰段由双工况冷水机组和基载冷水机组满负荷运行，不足冷量由融冰输出供给。由于不可预知情况工程设计时考虑到备用设备，备用基载冷水机组在任一台机组发生故障时满足空调供冷的需求；或者代替发生故障的双工况冷水机组满足第二天空调供冷的需求；备用基载冷水机组也可以在任一分区蓄冰槽发生故障时满足空调供冷的需求。
在春秋过渡季节空调供冷时，仅通过输出融冰供冷便可满足空调需求，可以停开冷水机组。通过控制电动调节阀来使得乙二醇溶液避开双工况冷水机组，降低运行成本。对蓄冰槽单独供冷的情况下的乙二醇溶液泵，以变频技术降低大量水泵能耗。
4 冰蓄冷空调运行方案调整
根据当地每日实时电价情况和全日冷负荷曲线来设计冰蓄冷空调的运行方案。针对各时段电价高低和冷负荷的需求，采取符合均衡部分蓄冷的方案，在满足全日空调冷负荷的需求的同时有效降低运行成本。在夜间电价低时储存冷量，并在白天电价高电力高峰时最大限度的满足空调冷负荷需求。
5 冰蓄冷空调方案的选择
（1）国内现有空调蓄冰方式主要有冰球式和冰盘式，该工程采用冰球式——法国CIAT冰球，球壳厚度为2mm，直径为98mm，每立方米有效冰球数为1221个，每个冰球潜热133.4KJ。它是将封闭在塑料容器内的液体制成球形固态冰，浸入充满乙二醇溶液的贮槽内，冰球内的溶液随着乙二醇的温度变化而结冰或融冰。
（2）整个蓄冰系统为开式系统，由承压在0.03Mpa的充满冰球的贮冰槽组成；蓄冰槽可采用球形、立式或卧式。相较于其他形状，球形蓄冰槽具有体积小用材最少、冷量分配均匀的优势，本工程蓄冰槽总蓄冷提及为630m3，最大蓄冰量在30787.2KW，承压要求在0.029Mpa。
6 工程设计施工中需重视的问题
（1）布置设计上的问题。若蓄冰槽容量过大，必须通过增加槽的壁厚并进行加固处理以免蓄冰槽因自重变形，这就必然会增加运输安装成本。另外一方面，蓄水槽扩散管排布过于密集会浪费大量空间，影响冰冻和融冰效果。
（2）安装上的问题。一般在-2.19℃/-5.56℃内乙二醇溶液蓄冰，在蓄冰过程中与周围的温差太大或者隔热绝热不够，会造成实际运行的大量能源浪费。由此，在实际安装时，应对槽及其支撑做隔冷处理避免形成局部冷桥，并对槽本身做绝热保温措施，以此减少更多的冷损失。为了更好的达到预期效果和减少冷损失，在设计蓄冰槽本体保温层时，除了要严密，保温温厚度应以大于标准工况冷冻水的保温厚为标准。
7 结束语
多年以来，我们沿用的是高消耗、高投入、高污染、低产出的传统生产方式。当前，我国城市化进程不断加速，传统的建设思路与资源消耗之间的矛盾也日益突出，长此以往势必会影响到住宅建设的可持续发展。因此，切实改变传统的住宅生产建造方式成为工作的重头戏。采用冰蓄冷空调的节能型建筑设计完全符合我国国情，也符合时代潮流。
参考文献：
[1] 张俊秀.冰蓄冷空调系统的设计[M].北京：中国轻工业出版社，2011.
[2] 秦永平.冰蓄冷空调系统的安全监测系统设计[J].湖南农机，2012（3）.
[3] 王爱萍.大型中央空调系统的新技术应用[J].劳动保障世界，2013（6）.
[4] 赵四方.试分析大型建筑中央空调的高效节能应用[J].价值工程，2012（9）.
[5] 王秀琴.大型空调系统的安全设计及故障处理概述[J].华章，2012（10）.
[6] 秦志川.冰蓄冷空调系统的监测系统设计与施工[J].化学工程装备，2012（07）.
[7] 吴秀灿.概谈大型中央空调系统的设计与安装思路[J].建筑与文化，2012（06）.
[8] 龙平志.大型空调系统的安装与调试经验谈[J].价值工程，2013（1）.
关键词：冰蓄冷 空调系统 设计 施工
中图分类号：TU86 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）010-052-02
随着国内社会经济发展，我国城乡建设发展势头迅猛，成绩一日千里，但能源短缺的问题也随之凸现，在发展的过程中，建设节约型经济社会已经迫在眉睫。建筑行业作为我国当前社会发展中最为重要的载体之一，其发展方向与发展模式对于整个社会的城乡建设发展都比较关键。而伴随着人民生活水平需求的不断提高，尽管近年我国电力工业的飞速发展，但电力供应紧张的现状仍然存在，尤其是高峰不足与低谷过剩的现状。而冰蓄冷中央空调在夜间开启部分制冷机组制冰，通过冰蓄冷槽在白天供电高峰时期融冰供冷，不仅利用了供电高峰的负荷要求，也因为利用供电峰谷电价差降低用电成本，同时还减少了空调主机的装机容量。所以冰蓄冷空调有效的满足了降低运行成本的提高经济和社会双效益，同时还能在国家电力紧张情况下达到所需空调效果，值得大力提倡和推广。
1 工程概况
笔者参与的某大型城市金融中心工程位于该大型城市东侧，该工程集办公、酒店和银行办公位一体，总建筑面积达10.5万m2。本冰蓄冷系统主要是为整个建筑物提供空调冷冻水，由地下3层的蓄冰空调系统的冷冻站和490平方米的蓄冰槽，通过晚间的用电低峰储存冷冻量，用以在白天用电高峰期时释放后缓解空调的制冷负荷，藉此来合理规划用电，降低用电整体负荷，最终降低制冷用电成本，达到节能减排降耗增效的目的。
2 基础设备
（1）冷源：1）双工况螺杆式冷水机组3台（YSFAFAS55CNES）约克（合资）；2）基载离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE）约克（合资）。
（2）冷却塔：大连斯频得冷却塔共计5台，其中2台CTA-600UFWS，3台CTA-450UFWS。
（3）板式换热器：选用APV板式换热器J185-MGS16/16的丹麦APV2板式换热器共计3台。
（4）蓄冰槽（现场加工）蓄冰槽共有6台，最大蓄冰量31787.2KW（9040RT）。
（5）乙二醇循环水泵：德国KSB乙二醇循环水泵共计4台，设置1台备用，并配4台变频器。
（6）冷却水循环泵：德国KSB冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，设置1台备用。
3 系统设备设计
在笔者所参与的这项工程系统的设计上，将乙二醇制冷主机置于整个循环回路蓄冰装置上游，采取串联单循环回路方式。其中3台板式热交换器用来隔离冰蓄冷系统中的乙二醇回路和通往空调负荷的水，以保证乙二醇不因为流经各空调负荷回路而导致损耗或泄漏，每台热交换器换热量为用3961KW。设置4个电动调节阀在乙二醇回路中：设置两个调节阀调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，在实际操作中根据冷负荷变化，控制乙二醇侧温度恒定且始终满足冷负荷要求；另外，工程采用二级泵系统的空调冷冻水回路，运行费用得以大大降低。
工程设计的最大蓄冰容量为31787.2KW，由6个冰槽组成，槽内净高为2.3m，冰槽是外保温结构，由内向外分别是放水涂刷层——橡胶保冷层。施工中，根据现场空间将冰槽做成非标准型，以减少冰槽占地面积，充分利用建筑空间。为便于设备和检修人员出入，在顶板上方预留恰当大小的设备入口和检查孔。
为了达到在供冷过程中的“削峰填谷”良好效果，我们采取了以融冰代制冷的办法，即在电力高峰段由双工况冷水机组和基载冷水机组满负荷运行，不足冷量由融冰输出供给。由于不可预知情况工程设计时考虑到备用设备，备用基载冷水机组在任一台机组发生故障时满足空调供冷的需求；或者代替发生故障的双工况冷水机组满足第二天空调供冷的需求；备用基载冷水机组也可以在任一分区蓄冰槽发生故障时满足空调供冷的需求。
在春秋过渡季节空调供冷时，仅通过输出融冰供冷便可满足空调需求，可以停开冷水机组。通过控制电动调节阀来使得乙二醇溶液避开双工况冷水机组，降低运行成本。对蓄冰槽单独供冷的情况下的乙二醇溶液泵，以变频技术降低大量水泵能耗。
4 冰蓄冷空调运行方案调整
根据当地每日实时电价情况和全日冷负荷曲线来设计冰蓄冷空调的运行方案。针对各时段电价高低和冷负荷的需求，采取符合均衡部分蓄冷的方案，在满足全日空调冷负荷的需求的同时有效降低运行成本。在夜间电价低时储存冷量，并在白天电价高电力高峰时最大限度的满足空调冷负荷需求。
5 冰蓄冷空调方案的选择
（1）国内现有空调蓄冰方式主要有冰球式和冰盘式，该工程采用冰球式——法国CIAT冰球，球壳厚度为2mm，直径为98mm，每立方米有效冰球数为1221个，每个冰球潜热133.4KJ。它是将封闭在塑料容器内的液体制成球形固态冰，浸入充满乙二醇溶液的贮槽内，冰球内的溶液随着乙二醇的温度变化而结冰或融冰。
（2）整个蓄冰系统为开式系统，由承压在0.03Mpa的充满冰球的贮冰槽组成；蓄冰槽可采用球形、立式或卧式。相较于其他形状，球形蓄冰槽具有体积小用材最少、冷量分配均匀的优势，本工程蓄冰槽总蓄冷提及为630m3，最大蓄冰量在30787.2KW，承压要求在0.029Mpa。
6 工程设计施工中需重视的问题
（1）布置设计上的问题。若蓄冰槽容量过大，必须通过增加槽的壁厚并进行加固处理以免蓄冰槽因自重变形，这就必然会增加运输安装成本。另外一方面，蓄水槽扩散管排布过于密集会浪费大量空间，影响冰冻和融冰效果。
（2）安装上的问题。一般在-2.19℃/-5.56℃内乙二醇溶液蓄冰，在蓄冰过程中与周围的温差太大或者隔热绝热不够，会造成实际运行的大量能源浪费。由此，在实际安装时，应对槽及其支撑做隔冷处理避免形成局部冷桥，并对槽本身做绝热保温措施，以此减少更多的冷损失。为了更好的达到预期效果和减少冷损失，在设计蓄冰槽本体保温层时，除了要严密，保温温厚度应以大于标准工况冷冻水的保温厚为标准。
7 结束语
多年以来，我们沿用的是高消耗、高投入、高污染、低产出的传统生产方式。当前，我国城市化进程不断加速，传统的建设思路与资源消耗之间的矛盾也日益突出，长此以往势必会影响到住宅建设的可持续发展。因此，切实改变传统的住宅生产建造方式成为工作的重头戏。采用冰蓄冷空调的节能型建筑设计完全符合我国国情，也符合时代潮流。
参考文献：
[1] 张俊秀.冰蓄冷空调系统的设计[M].北京：中国轻工业出版社，2011.
[2] 秦永平.冰蓄冷空调系统的安全监测系统设计[J].湖南农机，2012（3）.
[3] 王爱萍.大型中央空调系统的新技术应用[J].劳动保障世界，2013（6）.
[4] 赵四方.试分析大型建筑中央空调的高效节能应用[J].价值工程，2012（9）.
[5] 王秀琴.大型空调系统的安全设计及故障处理概述[J].华章，2012（10）.
[6] 秦志川.冰蓄冷空调系统的监测系统设计与施工[J].化学工程装备，2012（07）.
[7] 吴秀灿.概谈大型中央空调系统的设计与安装思路[J].建筑与文化，2012（06）.
[8] 龙平志.大型空调系统的安装与调试经验谈[J].价值工程，2013（1）.