空氣調(diào)節(jié)是現(xiàn)代文明的象征，它是在自然環(huán)境下將室內(nèi)空氣的溫度、濕度、清新度等控制在人們需要的某種范圍之內(nèi)，為工作、生產(chǎn)、生活提供一種舒適的環(huán)境條件，借以維護(hù)人們的身心健康和提高生產(chǎn)工效。隨著社會(huì)的進(jìn)步和生活質(zhì)量的提高，空氣調(diào)節(jié)已成為社會(huì)生活*的一個(gè)組成部分。
空氣調(diào)節(jié)的種類繁多，按溫度調(diào)節(jié)的范圍來(lái)看基本上有兩種類型：一種是只有降溫調(diào)節(jié)功能的稱為冷氣空調(diào)；另一種是除有降溫調(diào)節(jié)功能外還具有升溫調(diào)節(jié)功能的稱為冷暖空調(diào)。按空調(diào)的規(guī)模大小劃分也有兩大類：一類是集中冷源的*空間，主要用于大面積多房間的空氣調(diào)節(jié)，如賓館、商廈、公寓、酒樓、寫(xiě)字樓、展覽館、圖書(shū)館、體育館、醫(yī)院、影劇院、康樂(lè)中心、車間等大中型活動(dòng)場(chǎng)所；另一類是自帶冷源的分散空調(diào)，如柜式、窗式、分體式空調(diào)器等，主要用于小面積單房間的空氣調(diào)節(jié)，如居室、旅館、飯館、商店、寫(xiě)字間等小型活動(dòng)場(chǎng)所。蓄冷空調(diào)指的是在傳統(tǒng)*冷氣空調(diào)裝置系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝一套蓄冷設(shè)備所組成的蓄冷*冷氣空調(diào)，它的主要節(jié)電功能不是節(jié)約電量，而是在用戶終端為電網(wǎng)移峰填谷節(jié)約電力。
一、空氣調(diào)節(jié)的工作原理
1.空氣調(diào)節(jié)裝置的基本結(jié)構(gòu)
空氣調(diào)節(jié)裝置主要由三部分組成。
（1）制冷系統(tǒng)：它包括壓縮機(jī)、膨脹閥（或毛細(xì)管）、蒸發(fā)器、冷凝器和連接管路組成的封閉系統(tǒng)，其中充灌制冷劑，一般用氟里昂，通常把壓縮機(jī)、膨脹閥、蒸發(fā)器、冷凝器幾大部件稱之為制冷機(jī)組，完成制冷功能和向空調(diào)箱輸送冷媒的任務(wù)。
（2）空氣系統(tǒng)：它主要包括空氣處理設(shè)備、管道送風(fēng)設(shè)備和末端設(shè)備，完成空氣凈化功能和向空調(diào)室送風(fēng)、回風(fēng)的任務(wù)。
（3）電氣控制系統(tǒng)：它主要包括對(duì)空氣凈化和溫、濕度的控制，各種閥門(mén)和風(fēng)門(mén)的調(diào)節(jié)，以及完成各種保護(hù)功能和操作監(jiān)控的任務(wù)。
2.空氣調(diào)節(jié)的工作循環(huán)
空氣調(diào)節(jié)的工作過(guò)程就是制冷系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)不斷循環(huán)的過(guò)程。
（1）蒸發(fā)器是制冷劑從冷凍水回水?dāng)z取熱量的裝置。在蒸發(fā)器中，低壓液態(tài)制冷劑從冷凍水回水?dāng)z取熱量后蒸發(fā)為低溫低壓的蒸汽。
（2）壓縮機(jī)是提高蒸發(fā)后的低溫低壓制冷劑蒸汽壓力，使其在冷凝器中容易液化的裝置。在壓縮機(jī)中，蒸發(fā)后的低溫低壓蒸汽制冷劑被壓縮到可以液化的高溫高壓蒸汽。
（3）冷凝器是把壓縮后的高溫高壓蒸汽制冷劑進(jìn)行冷卻液化的裝置。在冷凝器中，把制冷劑從冷凍水回水?dāng)z取的汽化潛熱和壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮熱傳遞給冷卻水，使制冷劑冷凝為高壓液體
（4）膨脹閥（或毛細(xì)管）是把冷凝后的液化制冷劑的壓力降到能使其達(dá)到蒸發(fā)壓力狀態(tài)的裝置。高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)過(guò)膨脹閥（或毛細(xì)管）降到低壓制冷劑，以便使它能夠在低壓蒸發(fā)器中膨脹蒸發(fā)，從而完成制冷循環(huán)。
（5）冷卻塔是冷卻循環(huán)水的裝置。經(jīng)過(guò)冷凝器的冷卻水吸收了制冷劑的冷凝熱而升溫，為了使冷卻水能循環(huán)使用，使它在流經(jīng)冷卻塔的過(guò)程中進(jìn)行強(qiáng)制降溫，然后返回冷凝器，從而完成冷卻水的循環(huán)。
（6）在完成上述制冷工作循環(huán)的同時(shí)，經(jīng)蒸發(fā)器降溫了的冷凍水進(jìn)入空調(diào)箱，在其中把空氣系統(tǒng)中的回風(fēng)和新風(fēng)冷卻后送入風(fēng)道至末端空調(diào)室，在空調(diào)室升溫的空氣進(jìn)入回風(fēng)道，經(jīng)過(guò)部分減排后回到空調(diào)箱與新風(fēng)一起再行冷卻，從而完成空氣循環(huán)。周而復(fù)始，空氣調(diào)節(jié)工作過(guò)程持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。
二、蓄冷系統(tǒng)的類別
1.蓄冷方式
蓄冷方式是指從熱力學(xué)角度觀察所采用的蓄冷方法。蓄冷空調(diào)的蓄冷方式基本上有兩種：一種是顯熱蓄冷，它是在蓄冷介質(zhì)狀態(tài)不變的情況下，使其降溫釋放熱量后蓄存冷量的方法；另一種是潛熱蓄冷，它是在蓄冷介質(zhì)溫度不變的情況下，使其狀態(tài)變化釋放相變潛熱后蓄存冷量的方法。
根據(jù)蓄冷介質(zhì)的不同，蓄冷系統(tǒng)分為三種基本類型：一類是水蓄冷，即以水作為蓄冷介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)；另一類是冰蓄冷，即以冰作為蓄冷介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)；再一類是共晶鹽蓄冷，即以共晶鹽作為蓄冷介質(zhì)的蓄冷系統(tǒng)。水蓄冷屬于顯熱蓄冷，冰蓄冷和共晶鹽蓄冷屬于潛熱蓄冷。
水的熱容量較大，冰的相變潛熱很高，而且都是易于獲取和廉價(jià)的物質(zhì)，是采用zui多的蓄冷介質(zhì)，因此水蓄冷和冰蓄冷是應(yīng)用zui廣的兩種蓄冷系統(tǒng)。
2.蓄冷方式的分類
蓄冷方式的分類方法有多種。按蓄冷設(shè)備結(jié)構(gòu)的不同來(lái)區(qū)分，水蓄冷主要有迷宮式、隔膜式、多槽式和水溫分層式幾種,冰蓄冷主要有冰盤(pán)管式、容積式（封裝式、冰球式）、冰片滑落式和冰晶式（冰泥式）幾種。冰蓄冷是蓄冷空調(diào)發(fā)展的主流。蓄冷方式各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作特性這里不作介紹，請(qǐng)參閱有關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)。
3.蓄冷空調(diào)的特點(diǎn)
（l）蓄冷*空調(diào)系統(tǒng)：蓄冷*空調(diào)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)*空調(diào)裝置中，加裝一套蓄冷裝置形成蓄放冷循環(huán)后的空調(diào)系統(tǒng)。
蓄冷*空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)*空調(diào)系統(tǒng)相比，zui突出的優(yōu)點(diǎn)是：可全部或部分地轉(zhuǎn)移制冷設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，從而能較大幅度地降低電網(wǎng)的高峰負(fù)荷、充填低谷負(fù)荷、進(jìn)行移峰填谷，是在終端用戶移峰填谷的主要技術(shù)手段。它一方面可在供電方提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，降低了供電成本；另一方面可在需電方使空調(diào)用電避開(kāi)電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段的高價(jià)電力，充分利用負(fù)荷低谷時(shí)段的廉價(jià)電力，節(jié)省了電費(fèi)開(kāi)支。對(duì)于供電資源短缺的電網(wǎng)還可以部分地緩解電力供應(yīng)的壓力，對(duì)于負(fù)荷增長(zhǎng)較快的電網(wǎng)會(huì)減少增建電廠和輸配電系統(tǒng)的電力投資。對(duì)于要求較高的空調(diào)用戶，采用蓄冷空調(diào)相當(dāng)設(shè)置一個(gè)備用冷源，一旦臨時(shí)停電可作為應(yīng)急冷源，啟用蓄冷裝置和自備電源投入運(yùn)行，可以保障主要部位的空調(diào)負(fù)荷。蓄冷空調(diào)能給電力供需雙方帶來(lái)更多的功效，為供需雙方開(kāi)展合作共同推動(dòng)蓄冷空間的應(yīng)用創(chuàng)造了更多的機(jī)會(huì)，這也是為什么近六年來(lái)我國(guó)蓄冷空調(diào)起步較快的重要因素。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和勞動(dòng)生活條件的改善，電網(wǎng)負(fù)荷的峰谷差還會(huì)增大，尤其是南方大中城市的空調(diào)負(fù)荷估計(jì)要占地區(qū)電網(wǎng)的20%～40%，其中*空調(diào)將占相當(dāng)大的比例，蓄冷空調(diào)必將成為需求方管理在節(jié)約電力方面一個(gè)重要的手段。
當(dāng)然，蓄冷空間也存在明顯的缺欠：一是它的系統(tǒng)運(yùn)行效率比傳統(tǒng)*空調(diào)要低，主要是增添了蓄冷系統(tǒng)后增加了換熱、傳熱和工質(zhì)損失，以及冰蓄冷制冷機(jī)蒸發(fā)溫度低導(dǎo)致制冷效率下降；二是它的占地比傳統(tǒng)*空調(diào)要大，主要是增加了蓄冷設(shè)備及其管路和附屬部件等。
（2）水蓄冷*空調(diào)系統(tǒng)：水蓄冷與冰蓄冷相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)是它的制冷效率高、蓄冷設(shè)備簡(jiǎn)單、易于改造、見(jiàn)效快。其一，傳統(tǒng)*空調(diào)的制冷機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、空調(diào)箱、管路等主要部件不必更換，可直接使用；
其二，以水作為蓄冷介質(zhì)，它的獲取方便，價(jià)格低廉；
其三，不需降低制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度，制冷深度不變，可保持較高的制冷效率；
其四，蓄冷設(shè)備比較簡(jiǎn)單，容易將傳統(tǒng)*空調(diào)系統(tǒng)改造為水蓄冷空間系統(tǒng)，投資少，工期短，見(jiàn)效快。
它的主要缺欠是蓄冷介質(zhì)的蓄冷密度低，蓄冷設(shè)備占地大和蓄冷效率低。
水的比熱是4.1868kJ/（kg·K）（1.0kcal/kg·℃），冰的相變溫度是O℃、相變潛熱333.3kJ/kg（79.6kcal/kg）。在水蓄冷方式中，通常的蓄冷溫差在5℃左右，lm3水的蓄冷能力為20.9×103kJ，相當(dāng)5.8kW·h。在冰蓄冷方式中，lm3的冰（相當(dāng)924kg）其蓄冷能力為308×103kJ，相當(dāng)85.6kW·h。理論上，在水和冰兩種蓄冷介質(zhì)同樣體積下，冰蓄冷能力約為水蓄冷能力的15倍。因此，在提供相同蓄冷量條件下，水蓄冷設(shè)備用占地要比冰蓄冷占地大得多，因而受場(chǎng)地條件約束大。若能夠與消費(fèi)水池共用，不但可以節(jié)省占地，而且還可以減少投資。
蓄冰系統(tǒng)的工作過(guò)程是由兩個(gè)并聯(lián)的蓄冷回路和釋冷回路完成的。蓄冷回路（abcd）又稱初級(jí)回路，主要完成蓄冷功能；釋冷或放冷回路（biefghjc）又稱次級(jí)回路，主要完成釋冷或放冷功能。它們的載冷介質(zhì)為乙二醇水溶準(zhǔn)的冷凍液，在次級(jí)回路它通過(guò)板式換熱器與以水為介質(zhì)的空調(diào)用冷凍水分開(kāi)。整個(gè)蓄冰系統(tǒng)的工作循環(huán)是在自動(dòng)控制下完成的。
2.蓄冰系統(tǒng)的工作過(guò)程
蓄冰系統(tǒng)的工作過(guò)程，有以下四種典型運(yùn)行工況。
（l）單蓄冷工況：?jiǎn)涡罾涔r是空調(diào)終端不需冷量時(shí)的運(yùn)行工況。如寫(xiě)字樓和商務(wù)大廈等一般在上夜或下夜電網(wǎng)負(fù)荷低落或負(fù)荷谷期停止工作不需空調(diào)的時(shí)候，關(guān)閉放冷回路，蓄冷回路投入運(yùn)行，起全量填谷作用。
此時(shí)，次級(jí)泵P2停止運(yùn)轉(zhuǎn)，三通閥V3的第1通道關(guān)閉，以隔斷制冷機(jī)與次極回路的，形成制冷機(jī)、蓄冷罐與水泵P1之間的循環(huán)。制冷機(jī)首先使蓄冷回路的冷凍液降溫，直到蓄冷球的相變溫度，蓄冷球吸收冷凍液的冷量后蓄冷介質(zhì)開(kāi)始發(fā)生相變固化結(jié)冰。隨著冷凍液溫度的降低zui終到蓄冷球的蓄冷介質(zhì)*固化為止，此時(shí)冷凍液的降溫速度很快，表明蓄冷階段的結(jié)束，從而完成了蓄冷循環(huán)。單蓄冷循環(huán)的路線。
（2）蓄冷和直供冷工況：蓄冷和直供冷工況是空調(diào)終端需冷量低于制冷機(jī)過(guò)冷能力時(shí)的運(yùn)行工況。如歌舞廳、建身房、寫(xiě)字樓、夜總會(huì)、商廈、酒樓、車間等，在清晨或午夜前的一段時(shí)間常常出現(xiàn)的空調(diào)工況。此時(shí)，蓄冷回路和放冷回路均投入運(yùn)行，起部分填谷作用，有較大的填谷能力。
這時(shí)，初級(jí)泵和次級(jí)泵均處于運(yùn)行狀態(tài)，三通伐V3調(diào)節(jié)第1、2通道的開(kāi)通狀況，以便使第1通道的流量低于初級(jí)泵P2通過(guò)的流量，多出的部分流經(jīng)蓄冷罐已進(jìn)行蓄冷，從而達(dá)到制冷機(jī)的一部分冷量直供空調(diào)，多余的冷量用于蓄冷的目的，使制冷機(jī)也得到了充分的利用。蓄冷和直供冷循環(huán)的路線。
（3）放冷和直供冷工況：放冷和直供冷工況是空調(diào)終端所需冷量大于制冷機(jī)能力時(shí)的運(yùn)行工況。在通常情況下，*空調(diào)zui大需量時(shí)段正處于電網(wǎng)負(fù)荷的高峰期，是蓄冷空調(diào)發(fā)揮削峰作用的機(jī)會(huì)，此時(shí)制冷機(jī)和放冷回路均投入運(yùn)行。
這時(shí)，初級(jí)泵P1和次級(jí)泵P2均處于運(yùn)行狀態(tài)，三通閥V3調(diào)節(jié)第1、2通道的開(kāi)通狀況，在zui大需量時(shí)以便使*通道的流量大于初級(jí)泵P1通過(guò)的流量。除制冷機(jī)將全部制冷量直供空調(diào)外，放冷回路將增補(bǔ)短缺的空調(diào)負(fù)荷，起部分削峰的作用，從而完成放冷和直供冷循環(huán)。它主要應(yīng)用在電網(wǎng)負(fù)荷峰期的空調(diào)利用時(shí)間長(zhǎng)，蓄冷容量小于空調(diào)時(shí)段需冷量的場(chǎng)合。它能夠充分利用制冷能力和蓄冷容量，是蓄冷空調(diào)zui多見(jiàn)的一種運(yùn)用方式。
（4）單放冷工況：?jiǎn)畏爬涔r是停用制冷機(jī)，終端需冷量只用蓄冷設(shè)備供冷的運(yùn)行工況。主要應(yīng)用在電網(wǎng)負(fù)荷峰期的空調(diào)時(shí)間不長(zhǎng)，但空調(diào)負(fù)荷很大，蓄冷容量大于或等于空調(diào)時(shí)段需冷量的場(chǎng)合，如體育場(chǎng)館、大會(huì)堂等的空調(diào)會(huì)遇到這種運(yùn)用方式。
此時(shí)，制冷機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉蓄冷回路，啟動(dòng)放冷回路，起全量削峰作用。這時(shí)，初級(jí)泵P1停運(yùn)，次級(jí)泵P2處于運(yùn)行狀態(tài)，三遇閥V3調(diào)節(jié)第1、2通道的開(kāi)通狀況，以控制蓄冷罐的放冷強(qiáng)度。這種運(yùn)用方式對(duì)臨時(shí)停電有較強(qiáng)的應(yīng)付能力。
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