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冰蓄冷空調系統建筑節能的論文
一、空調冰蓄冷系統的發(fā)展
空調是現代建筑結構的主要組成部分，隨著(zhù)建筑業(yè)的快速發(fā)展，空調的使用也越來(lái)越多，電能消耗逐漸增加。然而空調系統屬于高耗能設施，一些發(fā)達國家的能耗占國家經(jīng)濟總能耗的30%以上，而空調冷熱源能耗占空調總能耗的50%以上，因此不僅造成能源逐漸消耗，而且電力的穩定性也受到很大影響。例如白天人們用電較多，導致電力輸送形成用電高峰，而夜晚人們的用電相對較少，則電力輸送形成低谷，一些地區電網(wǎng)的峰谷差與這不僅給電力工業(yè)帶來(lái)很大壓力，而且造成了其效率的降低，為了提高電力載荷，滿(mǎn)足需求負荷量，一些國家主要是采用擴增發(fā)電廠(chǎng)基礎設施的數量應對用電高峰，然而不能有效解決谷底問(wèn)題，而且增加了能源的消耗，隨著(zhù)國家能源危機的日益嚴峻，以及電力峰谷現象的形成，如何解決用電高峰且有效降低能源消耗成為了國家日益關(guān)注的問(wèn)題。配置冰蓄冷系統的空調既是應對這個(gè)問(wèn)題而產(chǎn)生的，它可以有效控制電力的峰谷現象，而且能有效在填補谷底的電能，迄今為止，冰蓄冷空調的應用是有效協(xié)調用電峰谷值與維持電力穩定的主要措施，根據資料統計，蓄冷空調技術(shù)可以轉移空調尖峰用電負荷36.4%-45%，對平衡電網(wǎng)負荷有著(zhù)顯著(zhù)的作用。在二十世紀30年代，美國為了解決制冷設備造價(jià)高問(wèn)題而研發(fā)了工業(yè)制冷機，它屬于最早的蓄冷空調，隨著(zhù)科技與工業(yè)的快速發(fā)展，制冷機的造價(jià)迅速下滑，導致制冷機市場(chǎng)逐漸變淡，其技術(shù)進(jìn)展緩慢。然而進(jìn)入20世紀50年代，日本逐漸對制冷機增加了關(guān)注，并不斷對蓄冷空調進(jìn)行研發(fā)與生產(chǎn)，促使水蓄冷空調在世界上的廣泛應用。到20世紀80年代，在美國、日本、加拿大等國家先后有多達50家冰蓄冷系統開(kāi)發(fā)企業(yè)，且冰蓄冷系統空調在整個(gè)北美的投資額占整個(gè)暖通系統總投資的30%左右，并在其他國家得到進(jìn)一步的研發(fā)與應用。如今，冰蓄冷空調在所有空調中逐漸顯示其強大的節能優(yōu)勢，并廣泛且大量地分布于世界各地，目前美國有五千以上的蓄冷空調系統用于不同建筑物，其蓄冷技術(shù)在全美空調上的應用占據了95%以上。我國主要是從21世紀70年代開(kāi)始應用蓄冷系統空調，最初較多在體育館建筑中采用水蓄冷空調系統，隨后冰蓄冷系統空調的優(yōu)勢而逐漸被廣泛應用于各種建筑中。
二、冰蓄冷空調的建筑節能
對于冰蓄冷系統空調的建筑節能而言，可以從冰蓄冷空調對建筑能耗的經(jīng)濟性角度以及電力的穩定性角度進(jìn)行分析�；诮ㄖ芎牡慕�(jīng)濟性，冰蓄冷空調的應用對象可以從宏觀(guān)層面劃分為社會(huì )對象與用戶(hù)對象，首先針對社會(huì )層面而言，冰蓄冷空調具有重要的研究?jì)r(jià)值，同時(shí)對社會(huì )經(jīng)濟建設與建筑工業(yè)等發(fā)展都具有很好的促進(jìn)作用，這一點(diǎn)不言而喻；然而對于用戶(hù)層面而言，冰蓄冷空調不僅具有實(shí)際的應用價(jià)值，且具有很好的投資價(jià)值，與常規空調相比，雖然冰蓄冷空調在其系統設備本身沒(méi)有成本優(yōu)勢，但具有較強的工作效率優(yōu)勢，其通過(guò)系統優(yōu)勢可降低40%左右功率。然而，冰蓄冷空調并不是在熱交換工作中體現其節能優(yōu)勢，因為在冰蓄冷空調系統中，制冷主機一般具有三種類(lèi)型，即活塞式、螺桿式和離心式，且具有空調和制冰兩種工況，其制冷能力一般隨著(zhù)蒸發(fā)溫度降低而減少，隨著(zhù)冷凝溫度降低而提高，通常制冷機組在制冰工況下的容量?jì)H為標定容量的70%左右。統計數據可知，制冷劑出液溫度每降低1℃，各制冷機容量大約減少3個(gè)百分點(diǎn)，且其制冷工況比空調底，因此冰蓄冷空調在熱交換中并不節能。實(shí)際上，冰蓄冷空調的主要節能優(yōu)勢體現在電力低谷時(shí)刻。用電高峰與低谷形成的峰谷現象是現代電網(wǎng)的特點(diǎn)，隨著(zhù)科技與工業(yè)的發(fā)展，這種現象也逐漸加劇。據統計，我國大部分城市的用電高峰階段電量占總電量的30%以上，此時(shí)如若根據高峰時(shí)段擴建發(fā)電廠(chǎng)以匹配電量，則在用電低谷階段，多數發(fā)電廠(chǎng)不能得到有效利用。如根據平局用電負荷擴建發(fā)電廠(chǎng)以匹配電網(wǎng)，則在夏季用電高峰時(shí)刻即會(huì )產(chǎn)生用電負荷超過(guò)發(fā)電與電力配送設備的供電能力，導致電力頻率下滑，當頻率減至50Hz以下，就不能有效供電和安全用電。為了滿(mǎn)足尖峰用電負荷需要，就必須根據尖峰用電負荷的大小來(lái)興建更多的新電廠(chǎng)。在空調的社會(huì )普及率相當高后，如果采用與推廣蓄冷空調技術(shù)，就可有效地把空調用電的約40％左右的負荷轉移到低谷時(shí)段，利用其冰蓄冷系統優(yōu)勢通過(guò)蓄冰吸收熱量，實(shí)現建筑節能的效果，從而提高了現有發(fā)電設備與輸配電網(wǎng)的利用率與效率，改善電力建設的投資效益。
此外，冰蓄能系統除了在建筑節能上給國家帶來(lái)巨大的經(jīng)濟價(jià)值時(shí)，也具有良好的社會(huì )效益與環(huán)境效益。例如推遲或減少發(fā)電裝機容量，減少環(huán)境污染治理費用，減少電網(wǎng)調峰次數、降低發(fā)電成本等。本文對其所做的探討，只是基于現行環(huán)境之下，隨著(zhù)未來(lái)的發(fā)展，還需要廣大業(yè)界人士的一致努力。
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