摘要：隨著我國國民經(jīng)濟和人民生活水平不斷提高，城鎮(zhèn)用電不但在總量上出現(xiàn)了供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而且用電“晝夜峰谷”不斷加大，為緩解這一現(xiàn)象，本文提出了一個結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，體積較小的家用冰蓄冷水系統(tǒng)中央空調(diào)的試驗?zāi)Ｐ停⑼ㄟ^試驗證明該系統(tǒng)滿足設(shè)計要求，能夠起到電力“移峰填谷”的作用。

關(guān)鍵詞：家用中央空調(diào)冰蓄冷試驗研究

0前言

自改革開放以來，我國國民經(jīng)濟以驚人的速度發(fā)展，人民的生活水平也隨之不斷提高。為保持國民經(jīng)濟高速而可持續(xù)地發(fā)展和滿足人民日益增長的物質(zhì)和精神要求，我國的能源部門遇到了前所未有的困難和壓力。城鎮(zhèn)用電量在不斷攀升的同時，“晝夜用電峰谷”也在加大。如通過建設(shè)大量的低能效調(diào)峰電站解決“晝夜用電峰谷”是不經(jīng)濟的，也是對能源的一種浪費。近幾年，空調(diào)用電量在城鎮(zhèn)用電總量中所占比例不斷增加，冰蓄冷空調(diào)是一種有效緩解“晝夜用電峰谷差”的技術(shù)。

1小型冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的試驗研究方案

對于普通家用空調(diào)和用冷量不大的空調(diào)用戶而言，空調(diào)的可靠性、結(jié)構(gòu)簡單和便于安裝是至關(guān)重要的，在能夠滿足用戶需求的前提下，空調(diào)器的體積越小越好。在參考了國內(nèi)外的一些大、中型冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)和對小型冰蓄冷家用空調(diào)器的文章[1]；結(jié)合小型家用中央空調(diào)的特點，提出了小型家用中央空調(diào)系統(tǒng)的試驗研究方案（如圖1）。圖中A為壓縮機，B為冷凝器，C為電子膨脹閥，D為蓄冰罐，E為冷凍水循環(huán)水泵，F(xiàn)、G、H為風(fēng)機盤管，M1、M2、M3為轉(zhuǎn)子流量計。

提要分析了冰蓄冷系統(tǒng)的冷機優(yōu)先、蓄冰罐優(yōu)先和優(yōu)化控制三種控制策略，提出了優(yōu)化控制的目標(biāo)和約束，并以某建筑為例對比分析冰蓄冷系統(tǒng)在優(yōu)化控制策略和冷機優(yōu)先控制策略下的運行費，闡明優(yōu)化控制可以發(fā)揮現(xiàn)有系統(tǒng)潛力，更有效地削減電負(fù)荷高峰。

關(guān)鍵詞控制策略優(yōu)化控制冰蓄冷系統(tǒng)

AbstractInvestigatesthethreecontrolstrategies-chiller-priority,storage-priorityandoptimalcontroloficestoragesystems.Givesandalgrithomtoreducetheelectricchargewithcost-effectiveallocationofcoolingbetweenthechillerandstorageandanexampletocomparethechargeswithchillerpriorityandthatwithoptimalcontrol,whichshowsthelatterstrategycanbetterrealizethepotentialofthestoragesystemandtheratestructure.

keywordscontrolstrategyoptimalcontrolicestoragesystem

1前言

冰蓄冷系統(tǒng)可以削減電負(fù)荷高峰，緩解電力緊張，減少電力建設(shè)投資。因此自80年代初至今美國、日本等地得到廣泛應(yīng)

摘要：準(zhǔn)確的預(yù)測是冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化和控制的基礎(chǔ)和前提。本文介紹了冰蓄冷系統(tǒng)預(yù)測的內(nèi)容和方法，主要包括室外逐時氣象參數(shù)的預(yù)測和建筑物逐時冷負(fù)荷的預(yù)測。其中，溫度預(yù)測通常采用形狀系數(shù)法；而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在太陽輻射預(yù)測和建筑物冷負(fù)荷預(yù)測中優(yōu)勢顯著。

關(guān)鍵詞：冰蓄冷氣象參數(shù)形狀系數(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1前言

對北京市冬夏季典型日電力負(fù)荷構(gòu)成情況的調(diào)查表明：民用建筑用電是構(gòu)成電力峰荷的主要因素［1］。目前，我國城市建筑夏季的空調(diào)用電量占其總用電量的40％以上。解決電力不足的途徑有很多種，根據(jù)有關(guān)資料，在采用電能儲存解決電力峰谷差的成熟技術(shù)中，冰蓄冷的轉(zhuǎn)換效率最高［2］。在建筑物空調(diào)中應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)是改善電力供需矛盾最有效措施之一。

冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計前提是設(shè)計日的負(fù)荷分布，系統(tǒng)主要設(shè)備的容量都是按設(shè)計日進行的。然而，100％的設(shè)計冷負(fù)荷出現(xiàn)時間僅占總運行時間的o％［3］。同時，由于分時電價或?qū)崟r電價（RTP）的引入，建筑物中各種設(shè)備的運行控制更為復(fù)雜，運行決策必須以天、甚至小時為基礎(chǔ)[4].1993年，ASHRAE研究項目RP776對美國蓄冷（水蓄冷、優(yōu)態(tài)鹽。冰蓄冷）系統(tǒng)的調(diào)查顯承；冰蓄冷系統(tǒng)約占近對m個蓄冰系統(tǒng)總數(shù)的86.7％。從設(shè)計到運行、維護，控制及控制相關(guān)問題是蓄冷系統(tǒng)的首要問題。在蓄冷系統(tǒng)滿意程度的調(diào)查中，冰蓄冷系統(tǒng)滿意率最低，僅有50％的冰蓄冷用戶認(rèn)為達到了預(yù)期的設(shè)計目的人正確地運用優(yōu)化和控制技術(shù)至關(guān)重要[5]

一些研究報告指出，某些蓄冷系統(tǒng)在降低電力峰值需求的同時，顯著地增加了總的年電力消耗。因此，將最終導(dǎo)致發(fā)電量增加，自然資源浪費和環(huán)境污空失這些批評導(dǎo)致了對蓄冷系統(tǒng)及相關(guān)研究項目資助的減少[6].1994年，Brady根據(jù)實測數(shù)據(jù)證明，上述消極影響可以通過充分的利用蓄冰系統(tǒng)的優(yōu)點來消除。蓄冰系統(tǒng)可以降低年能量消耗、峰值電力需求、年運行費用[7][8]和系統(tǒng)對環(huán)境的影響[6]［9］。1993年，F(xiàn)iorino對Dallas某（水）蓄冷進行了改造，使蓄冷系統(tǒng)不但減少了運行費用，而且節(jié)約了用電量［10］［11］。冰蓄冷空調(diào)也是如此［12］［13］。

摘要：文章分析了冰蓄冷空調(diào)在我國發(fā)展緩慢的原因，從采用大溫差冷水系統(tǒng)、低溫送風(fēng)設(shè)計、系統(tǒng)布置、使用國產(chǎn)設(shè)備、電力部門激勵政策等方面探討了降低初投資的途徑。另外，論述了提供系統(tǒng)產(chǎn)品、改進控制水平以尋求簡化復(fù)雜設(shè)計、安裝的過程，提高冰蓄冷系統(tǒng)的質(zhì)量及方便操作維護的方法。

關(guān)鍵詞：冰蓄冷空調(diào)初投資系統(tǒng)產(chǎn)品

0前言

我國的電力工業(yè)發(fā)展很快，96年發(fā)電裝機容量已達到世界第2位，到97年底全國發(fā)電裝機容量達2.5億千瓦，2004年裝機容量達到4.4億千瓦，預(yù)計2005年要突破5億千瓦，僅比美國裝機容量少3億千瓦左右。但是，盡管如此，我國的電力供應(yīng)仍日益緊缺，尤其是高峰不足與低谷過剩的矛盾日益突出，如果全靠新建電廠來滿足尖峰需求，則勢必造成電廠及輸配電設(shè)備投資的浪費，使國家經(jīng)濟遭受損失，如1997年每千瓦裝機容量所產(chǎn)生的國民經(jīng)濟總產(chǎn)值為28800元，而到2004年則降為27300元，隨著未來幾年新建電廠的陸續(xù)投產(chǎn)，此現(xiàn)象將更加突出。這樣不能充分利用廉價環(huán)保能源，與建設(shè)節(jié)約型社會的要求不相符合。如果采用需求側(cè)調(diào)控的方法，如空調(diào)的冰蓄冷等可以將用電時間移至非高峰期，起到“移峰填谷”的作用。以上海市為例，歷史最高用電負(fù)荷為1668.2萬千瓦，而同日的最低用電負(fù)荷為1050萬千瓦，其中空調(diào)用電約占45%，同使用常規(guī)空調(diào)相比，冰蓄冷空調(diào)有25%左右的移峰能力，理論上可轉(zhuǎn)移11%的高峰負(fù)荷到低谷。可見大力發(fā)展冰蓄冷空調(diào)前景廣闊。

但是冰蓄冷空調(diào)在我國的發(fā)展速度非常緩慢，如上海市已建成的蓄冷工程僅十余家，廣東省也只有十多家，如此并沒有發(fā)揮出應(yīng)有的“移峰填谷”作用。為何既節(jié)能又環(huán)保的冰蓄冷空調(diào)會受到如此冷遇？

據(jù)研究，在我國已建的冰蓄冷工程中，存在以下問題：

摘要：本文介紹了溫度分層型水蓄冷的模擬研究。闡述了計算模型、計算條件和計算結(jié)果。分析了溫度分層型水蓄冷的斜溫層在充冷和釋冷過程中的特點，討論和評價了殘留斜溫層的影響。對不同蓄冷溫度差與斜溫層進行了對比和回歸分析，特別是定量分析了不同流速對斜溫層的影響。本研究對溫度分層型水蓄冷的設(shè)計和工程應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞：水蓄冷溫度分層型斜溫層

0引言

在城市現(xiàn)代化建設(shè)過程中，用電結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，表現(xiàn)在電網(wǎng)峰谷差加大，造成白天高峰電力緊張，夜間電量需求不足的矛盾。由于空調(diào)用電在總電力負(fù)荷中的比例不斷增加，空調(diào)蓄冷技術(shù)對城市電網(wǎng)的“削峰填谷”效果越來越重要?？照{(diào)蓄冷技術(shù)就是利用蓄冷介質(zhì)的顯熱或潛熱特性將冷量儲存起來，供應(yīng)電網(wǎng)高峰時段全部或部分空調(diào)負(fù)荷，少開或不開制冷機。

水蓄冷是空調(diào)蓄冷的重要方式之一，利用水的顯熱儲存冷量，發(fā)達國家已進行了較長時間的研究和應(yīng)用。水蓄冷儲槽的類型有多槽混合型、溫度分層型、隔膜型等，實踐證明，溫度分層型（垂直流向型）和串連混合型（水平流向型）最簡單有效。溫度分層型水蓄冷是利用水在不同溫度時密度不同這一特性，依靠密度差使溫水和冷水之間保持分隔，避免冷水和溫水混合造成的熱量損失。水在4℃左右時的密度最大，隨著水溫的升高密度逐漸減小，利用這一特性，使溫度低的水儲存于槽的下部，溫度高的水位于儲槽的上部。設(shè)計良好的溫度分層型水蓄冷槽在上部溫水區(qū)與下部冷水區(qū)之間形成并保持一個斜溫層。一個穩(wěn)定而厚度適宜的斜溫層是提高蓄冷效率的關(guān)鍵。

在溫度分層型水蓄冷儲槽中，為了使水以重力流或活塞流平穩(wěn)地導(dǎo)入槽內(nèi)（或由槽內(nèi)引出），其關(guān)鍵是須在儲槽的冷溫水進出口處設(shè)置布水器，以確保水流在儲槽內(nèi)均勻分配，擾動小。

摘要：準(zhǔn)確的預(yù)測是冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化和控制的基礎(chǔ)和前提。本文介紹了冰蓄冷系統(tǒng)預(yù)測的內(nèi)容和方法，主要包括室外逐時氣象參數(shù)的預(yù)測和建筑物逐時冷負(fù)荷的預(yù)測。其中，溫度預(yù)測通常采用形狀系數(shù)法；而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在太陽輻射預(yù)測和建筑物冷負(fù)荷預(yù)測中優(yōu)勢顯著。

關(guān)鍵詞：冰蓄冷氣象參數(shù)形狀系數(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1前言

對北京市冬夏季典型日電力負(fù)荷構(gòu)成情況的調(diào)查表明：民用建筑用電是構(gòu)成電力峰荷的主要因素［1］。目前，我國城市建筑夏季的空調(diào)用電量占其總用電量的40％以上。解決電力不足的途徑有很多種，根據(jù)有關(guān)資料，在采用電能儲存解決電力峰谷差的成熟技術(shù)中，冰蓄冷的轉(zhuǎn)換效率最高［2］。在建筑物空調(diào)中應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)是改善電力供需矛盾最有效措施之一。

冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計前提是設(shè)計日的負(fù)荷分布，系統(tǒng)主要設(shè)備的容量都是按設(shè)計日進行的。然而，100％的設(shè)計冷負(fù)荷出現(xiàn)時間僅占總運行時間的o％［3］。同時，由于分時電價或?qū)崟r電價（RTP）的引入，建筑物中各種設(shè)備的運行控制更為復(fù)雜，運行決策必須以天、甚至小時為基礎(chǔ)[4].1993年，ASHRAE研究項目RP776對美國蓄冷（水蓄冷、優(yōu)態(tài)鹽。冰蓄冷）系統(tǒng)的調(diào)查顯承；冰蓄冷系統(tǒng)約占近對m個蓄冰系統(tǒng)總數(shù)的86.7％。從設(shè)計到運行、維護，控制及控制相關(guān)問題是蓄冷系統(tǒng)的首要問題。在蓄冷系統(tǒng)滿意程度的調(diào)查中，冰蓄冷系統(tǒng)滿意率最低，僅有50％的冰蓄冷用戶認(rèn)為達到了預(yù)期的設(shè)計目的人正確地運用優(yōu)化和控制技術(shù)至關(guān)重要[5]

一些研究報告指出，某些蓄冷系統(tǒng)在降低電力峰值需求的同時，顯著地增加了總的年電力消耗。因此，將最終導(dǎo)致發(fā)電量增加，自然資源浪費和環(huán)境污空失這些批評導(dǎo)致了對蓄冷系統(tǒng)及相關(guān)研究項目資助的減少[6].1994年，Brady根據(jù)實測數(shù)據(jù)證明，上述消極影響可以通過充分的利用蓄冰系統(tǒng)的優(yōu)點來消除。蓄冰系統(tǒng)可以降低年能量消耗、峰值電力需求、年運行費用[7][8]和系統(tǒng)對環(huán)境的影響[6]［9］。1993年，F(xiàn)iorino對Dallas某（水）蓄冷進行了改造，使蓄冷系統(tǒng)不但減少了運行費用，而且節(jié)約了用電量［10］［11］。冰蓄冷空調(diào)也是如此［12］［13］。

1引言

冰蓄冷中央空調(diào)是將電網(wǎng)夜間谷荷多余電力以冰的冷量形式儲存起來，在白天用電高峰時將冰融化提供空調(diào)服務(wù)。由于我國大部分地區(qū)夜間電價比白天低得多，所以采用冰儲冷中央空調(diào)能大大減少用戶的運行費用。

冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)配置的設(shè)備比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要增加一些，自動化程度要求較高，但它能自動實現(xiàn)在滿足建筑物全天空調(diào)要求的條件下將每天所蓄的能量全部用完，最大限度地節(jié)省運行費用。

2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)由下位機（現(xiàn)場控制工作站）與上位機（中央管理工作站）組成，下位機采用可編程序控制器（PLC）與觸摸屏，上位機采用工業(yè)級計算機與打印機，系統(tǒng)配置必要的附件如通信設(shè)備接口、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器等，實現(xiàn)蓄冷系統(tǒng)的參數(shù)化與全自動智能化運行。

下位機和觸摸屏在現(xiàn)場可以進行系統(tǒng)控制、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。上位機進行遠程管理和打印，它包含下位機和觸摸屏的所有功能。整個系統(tǒng)以下位機的工業(yè)級可編程序控制器為核心，實現(xiàn)自動化控制。控制設(shè)備與器件包括：傳感檢測元件、電動閥、變頻器等。

摘要：本文給出一種家用冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，并結(jié)合清華同方人環(huán)設(shè)備公司生產(chǎn)的戶式空調(diào)，進行了相應(yīng)的實驗研究；考查了機組在各種工況下的運行情況，并對家用冰蓄冷空調(diào)和常規(guī)空調(diào)在制冷量、制冷效率COP以及過冷度等方面作以比較，提出設(shè)計家用冰蓄冷空調(diào)的幾點建議。

關(guān)鍵詞：家用冰蓄冷空調(diào)；蓄冷；取冷；過冷度

AbstractResidentialice-storageairconditioningsystemisintroducedwithrespecttoitsprinciple,structure,designandexperimentalmethods.Itisalsocomparedwiththeordinaryresidentialairconditioningsysteminrefrigerating,volume,energyefficiencyandsub-coolingdegreeetc.Someimportantsuggestionsaregiventothisice-storagesystem.

Keywordsresidential,ice-storageairconditioning,sub-coolingdegree

1前言

冰蓄冷作為一項成熟技術(shù)，在大型中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，它不僅使電力負(fù)荷"削峰填谷"，提高發(fā)電設(shè)備的年利用率，也保證制冷機組滿負(fù)荷高效率運行，降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用，帶來了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

摘要：本文針對一種新型相變材料在蓄冷空調(diào)中應(yīng)用的經(jīng)濟性進行了研究，并與冰蓄冷系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)進行了比較。分析結(jié)果表明：相變材料蓄冷空調(diào)系統(tǒng)運行費用最低，但初投資較高。如果相變蓄冷材料因批量生產(chǎn)而降低成本，則相變材料蓄冷空調(diào)技術(shù)將有著廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：相變材料蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

1前言

冰蓄冷系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，但需配置雙工況機組，且多數(shù)系統(tǒng)要增加乙二醇溶液為載冷劑的中間換熱裝置，增加了系統(tǒng)的設(shè)計和控制難度。同時，冰蓄冷系統(tǒng)制冰充冷時由于蒸發(fā)溫度比常規(guī)空調(diào)低8-10℃，冷機效率下降率達30%左右，是一種節(jié)費不節(jié)能的空調(diào)方式。相變材料式蓄冷系統(tǒng)則可直接利用常規(guī)主機，較大程度地提高制冷機的COP值。由于目前已開發(fā)出的可用于蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的相變材料尚較少，價格也相對較貴，因而進行經(jīng)濟性分析是相變材料蓄冷技術(shù)推廣應(yīng)用的前提。

2經(jīng)濟性分析模型的簡化

本文采用的蓄冷介質(zhì)為自行研制的一種相變材料。相變溫度為8.2℃，相變潛熱184kJ/kg。為便于比較，作如下假設(shè)：

摘要：動態(tài)冰漿由于具有較好的熱物理和傳熱特性，現(xiàn)已被應(yīng)用于蓄冷空調(diào)系統(tǒng)和工業(yè)處理過程中。本文介紹了冰漿的各種發(fā)生方法和裝置，分析了動態(tài)冰漿蓄冷空調(diào)系統(tǒng)工作過程，闡述了冰漿的動態(tài)特性和潛在應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：冰漿動態(tài)特性蓄冷空調(diào)

1前言

冰漿是由微小的冰晶和溶液組成，而溶液通常是由水和冰點調(diào)節(jié)劑（如乙二醇、乙醇或氯化鈉等）構(gòu)成。由于冰晶的融解潛熱大，使得冰漿具有較高的蓄冷密度；同時由于冰晶具有較大的傳熱面積，使其具有較快的供冷速率和較好的溫度調(diào)解特性。它不象傳統(tǒng)的盤管式（內(nèi)融冰、外融冰）和封裝式（冰球、冰板）蓄冷系統(tǒng)的冰凝結(jié)在換熱器的壁面上，增加了冰層的傳熱熱阻，使其傳熱效率較低。

冰漿蓄冷系統(tǒng)現(xiàn)已被用于空調(diào)系統(tǒng)中，夜間低谷時蓄冷，白天高峰時供冷，冰漿蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的容量一般只有高峰冷負(fù)荷的20%—50%，使其整個系統(tǒng)小巧、緊湊。由于冰漿蓄冷空調(diào)系統(tǒng)具有低溫送風(fēng)特性，使得整個空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管、水管尺寸減小，冷量輸送的功耗也大為降低，運行成本減小。

2冰漿發(fā)生裝置