中国蓄冷技术现状与展望讲座

中国蓄冷技术现状与展望

CURRENTSTATUSANDPROSPECTSOFCOOLTHERMALSTORAGEINCHINA

自古以来，人们就懂得使用和储存天然冰来保存食物或改善环境。早在公元前一千年以前，我国劳动人民已采用天然冰进行食品冷藏和防暑降温。早在《诗经，幽风》中就曾记载“二日凿冰冲冲，三日纳于凌阴”的诗句；《左传》等书中也谈及冰房窖冰，总管藏冰，出冰的“凌人”，并有“鉴如缶，大口以盛冰，置食物于中，以御温气”的记载；《大暑赋》曾记载“积素冰于幽馆，气飞结而为霜”

。它说明我国利用天然冰来制冷有着悠久的历史，一直延用至今。但是用天然冷源制冷受着季节性、地区性和贮存条件的限制，且又达不到0

℃以下的低温。北京首都体育馆建成于1968年，原设计空调冷源利用北京西郊较丰富的地下水，由两口深井汲取14℃的深井水。事隔20多年，北京的地下水资源日益紧张，继续以深井水作为空调冷源已经不可能。因此，首都体育馆决定建造冷冻机房作为空调冷源，而且要求设置蓄冷水池，蓄冷水池容积为856m3，∆t取8℃。

我国改革开放以来，国民经济迅速发展，社会生产力，综合国力和人民生活水平都有较大的提高。城市中新建了大量具有集中空调的宾馆，办公大楼和大规模商业中心。最近几年气候变暖，以及人民生活水平提高，居民安装空调增多，使集中空调和居民空调的制冷负荷用电占整个城市用电的比例上升，电力供应高峰不足而低谷过剩的矛盾相当突出，电网负荷率下降。仅靠建新电厂增加供电能力来解决难以办到。今年，全国虽然新增投产发电机组达到6500万千瓦，总装机容量将超过5亿千瓦，但是这些新增机组大部分都在下半年投入运行，今年夏季用电高峰期间，全国电力供需形势依然吃紧，国家电网公司系统预计最大缺口在2500万千瓦。中国政府部门实行了电力供应峰谷不同电价政策，采用需求侧管理（DSM）的水蓄冷、冰蓄冷技术来达到削峰填谷，是缓解电力建设和新增用电矛盾的有效的解决途径之一。各地区也出台了各项有关促进蓄冷空调工程发展的政策，推动了蓄冷空调技术的发展和应用。最近中国政府要求切实加强资源节约工作，建设节约型社会。其中突出强调节约用电，要求各单位合理设置室内温度。2005年6月国家电网公司在南京召开“应对空调负荷措施技术交流会”，会上指出继续大力推广蓄冷空调技术，充分运用价格杠杆鼓励用户采用蓄冷空调。随着各地峰谷电价实施范围的进一步扩大和峰谷电价比的加大，为电力蓄能技术的推广应用提供了更为有利的条件。

一方面，随着峰谷电价比的加大，用户侧采用电力蓄能技术将大大减少其空调运行费用，降低用电成本，提高企业效益。另一方面，采用蓄能空调技术移峰填谷，有利于提高电网负荷率和电网的安全经济运行。电力蓄能技术不仅仅是应对当前电力供应紧张形势的有效手段，而且即便在今后电力供求平衡时期，电力蓄能技术仍然是DSM重要的移峰填谷技术措施。

我国从九十年代初,开始建造水蓄冷和冰蓄冷空调系统,至今已有建成投入运行和正在施工的工程400个(还有一些工程正在洽谈中，未统计在内),分布在4个直辖市和17个省,全国2/3的省市（21省市）都建造了蓄冷空调系统，见表1。

表1全国蓄冷空调项目数量统计

按地区分

地区北京上海天津重庆浙江江苏山东湖南湖北河南河北广东江西广西四川福建安徽山西辽宁陕西甘肃总计冰蓄冷542361634826102071219942011928111363水蓄冷732

111

2171

1

1

37合计612681634827112171221

92121111029111400蓄冷空调实绩最多的依次是浙江省（63项）、北京市（61项）、江苏省（48项）、山东省（27项）和上海市（26项）已建的蓄冷空调工程主要是集中在城市建设和经济发展迅速、同时电力紧缺的北京市和东南沿海。预计今后中国这种技术将会在更广大的地区得到应用和推广。

我国在开始发发展水蓄冷和和冰蓄冷空调调工程时,就就采取引进、、吸收、消化化国外先进技技术，同时发发挥我们中国国人的聪明智智慧，虽然我我们只经历十十几年的工程程实践，已有有不少工程具具有先进水平平。我国水蓄冷空空调工程37个，采用了了十几项专利利技术，载冷冷体工作温差差达8-10℃，甚至更更大，使蓄冷冷密度由原来来的5.8KW/M3提高到11.6KW/M3或更大，由此此使蓄冷水槽槽的容积大大大减少，工程程造价、传热热损耗乃至载载冷体输送功功耗也随之减减小，尤其在在建筑物附近近有空地可建建蓄冷水槽或或已有的消防防水池可利用用时，更有其其推广使用的的价值。广西西近几年来采采用水蓄冷空空调工程较多多。上海浦东机场场二期候机楼楼（405,000m2）的能源中心心，采用了水水蓄冷系统作作为冷源的方方案。总水蓄蓄冷量为106,696RTh，共共用4个水蓄蓄冷罐，每个个水蓄冷罐直直径为26m，高为22m。冷水机机组共有10台，每台制制冷量为2,000RT，供冷水温温度为4OC，回水温度度为12OC，；冷却水水供回水温度度为32/38OC。这个工程程采用水蓄冷冷比采用冰蓄蓄冷方案要减减少初投资3,000万万元，而且蓄蓄冷量还要大大。由于采采用大温差，，系统管道投投资减少，因因此，水蓄冷冷比采用常规规电制冷方案案的初投资亦亦少。另外，，三个方案中中水蓄冷方案案的运行费用用最少。我国冰蓄冷空空调工程363个，不仅仅采用美国BAC、FAFCO、CALMAC、MUELLER、CRYOGEL和法国CIAT的先先进蓄冰设备备，我国北京京西冷、清华华同方、浙江江华源和浙江江国祥等也开开发有自己特特色的蓄冰设设备.表2全国蓄冷空调调项目数量统统计按蓄冰设备分分蓄冷设备BACFAFCOCIATCALMACMUELLERCRYOGEL浙江华源（蕊心冰球和小圆冰球）浙江华源（导热塑料盘管）浙江国祥清华同方北京西冷水蓄冷其它项目总数6318101145581363275374图1全国蓄冰空调调项目按蓄冰冰设备统计北京西冷清华同方浙江国祥浙江华源图2全国蓄冰空调调项目按蓄冰冰量统计我国已经建成成的蓄冷空调调工程特点:(1)我国国已建成的水水蓄冷和冰蓄蓄冷空调工程程，由于精心心设计、精心心施工、精心心运行，不仅仅保证了工程程质量，达到到了设计要求求，在削峰填填谷、减少运运行费用方面面也起到了积积极的作用.有的工程在在用电高峰时时段可以不开开主机,对削削峰作用很大大。(2)由于蓄冰储能能提供了低温温冷源，为低低温送风技术术的利用创造造了有利条件件。蓄冰技术术与低温送风风技术的结合合，既可以有有效地使峰谷谷差减小，又又可省能与节节省初投资，，它是目前国国际HVAC&R行业公认的值值得推广应用用的技术。中中国十分注意意发展低温送送风技术，已已经在14个冰蓄冷空调调工程中采用用了大温差和和低温送风系系统（表3）。序号名

称建筑面积m2蓄冷量RTh

蓄

冰

设

备1国家电力调度中心80,0007,120美国BAC-TSU-972M型2上海科技城96,0009,240美国BAC-TSU-920MS型3西北电力集团公司调度通讯楼35,0003,564美国BAC-TSU-594MS型4西安咸阳国际机场候机楼52,00013,680美国BAC-TSC-380M型5四川邮政管网中心大楼56,7307,616美国BAC-TSC-238M型6嘉兴华庭街主力百货和地下超市20,0006,125美国PaulMueller片冰机７上海浦东国际儿童医学中心40,0004,500美国BAC-TSC-300M型8杭州建设银行(银泰广场)31,0002,820美国BAC-TSU-594MS型9中央电视台音像资料馆45,0003,564美国BAC-TSC-297M型10北京中关村西区区域供冷900,00028,560美国BAC-TSC-306S型11广州大学城7,240,000252,000美国BAC-TSC-7121MFS型12上海东华大学94,0006,536美国PaulMueller片冰机13浙江金华时代广场140,00011,880CIAT冰球14上海浦东机场能源中心405,000106,696水蓄冷15上海中凯城市之光240,0006,840美国BAC-TSC-380M型表3大温差差或低温送风空调系统应用的基本情况况（3）几万甚至几几十万平方米米以上的建筑筑群和住宅小小区，在采用用区域供冷系系统时，冰蓄蓄冷方案也作作为考虑或采采用之一,在某些工程已已被采用。例例如广州大学学城共有10所大学，建筑筑面积共724万平方米，建建成后将有500万平方米的建建筑物纳入区区域供冷系统统,总蓄冰量达25.2万RTh，建成后是全全球第二大冰冰蓄冷区域供供冷系统，对对削峰填谷将起起积极作用。。住宅小区采用用冰蓄冷集中中供冷(热)系统的有杭州州中江都市花花园、江苏常常州金禧园、、上海路易凯凯旋宫、江苏苏仪征镜湖花花园、上海万里凯旋旋华庭、湖南电信花园园等.广州大学城（4）热泵及蓄能能式中央空调调技术方案在在北京已有几几项工程采用用。例如北京京九华山庄三三期酒店：冰冰蓄冷+土壤热泵系统统，建筑面积积131,262m2，设计日峰值值负荷为3,733RT，双工况机组组与蓄冰装置置采用串联方方式，双工况况主机位于上上游，总蓄冰冰量为8,050RTh。还有北京茶茶叶城(水水热泵+水蓄冷+水蓄热),北京大红门服服装市场(水水水热泵+冰冰蓄冷),北北京音像城城(水水热泵泵+水蓄冷+水蓄热),北京大宝宝办公楼(水水水热泵+冰冰蓄冷)。（5）美国的动态态制冰（例如如制冰滑落式式）和凹形冰冰球开始进入入我国冰蓄冷冷空调工程使使用。（6）冰蓄冷空调调工程的测试试工作开始引引起人们重视视（北京，国国家电力调度度中心，从2003年8月开始冰蓄冷冷空调系统测测试工作），，使我们能更更深入了解和和掌握冰蓄冷冷空调工程的的特性。北京国家电力力调度中心（7）重视大温差差和低温送风风中遇到的问问题的研究工工作，并建立立了实验室，，某些厂家开开始生产和供供应大温差和和低温送风末末端装置。我国高等院校校和研究所积积极投入蓄冷冷设备和系统统的研究工作作，并培养相相关的博士生生和硕士生。。有的学校在在本科生中开开设冰蓄冷的的选修课，如如上海理工大大学、同济大大学、清华大大学、华南理理工大学、天天津大学、上上海交通大学学、西安交通通大学、南京京建工学院、、东南大学、、浙江大学、、重庆建筑大大学、中国科科学技术大学学、广州能源源所、广东工工业大学、上上海海运学院院、哈尔滨工工业大学等。。同时，已有有不少设计院院积极主动投投入到蓄冷空空调工程项目目的设计中，，通过精心设设计，使得最最近几个较大大工程和低温温送风工程项项目的水平得得到提高和完完善。1997年是是我国蓄冷空空调专业书出出版丰收年，，有《空调蓄蓄冷应用技术术》、《蓄冷冷技术及其在在空调工程中中的应用》、、《储冷空调调系统原理、、工程设计及及应用》、《《相变贮能－－－理论和应应用》四本书书。1999年翻译出版版了《低温送送风系统设计计指南》。2000年出出版《蓄冷空空调工程实用用新技术》、、《蓄冷技术术和蓄热电锅锅炉在空调中中的应用》。。2001年年翻译出版了了《蓄冷设计计指南》。2001年发发布了“蓄冷冷冷却设备””行业标准。。2002年年国家标准““采暖通风与与空气调节设设计规范”中中增加了蓄冷冷蓄热的条款款。2003年发布了““蓄冷空调系系统的测试与与评估方法””国家标准准。2003年全国民用用建筑工程设设计技术措施施—暖通空调调-动力中有有一节“蓄冷冷系统的设计计”。2003年民民用建筑制冷冷空调设计资资料（办公、、公寓式）中中有冰蓄冷设设计实例。全全