我国是一个能源供应十分紧张的国家，建国以来，特别是改革开放以来，政府虽用了大量的财力建设电厂，但仍满足不了每年用电以约 10% ①的速度增长，近年来随着现代工业的发展和生活水平的提高导致中央空调的需求量越来越大，空调能耗快速增加。一些大中城市空调用电量已占其高峰用电量的 30% ②以上，使得电力系统峰谷差越来越大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约工农业生产和投资环境。为此，电力部门已明确提出，电网移峰填谷，而与其相配套的优惠用电政策也相继出台，这给冰蓄冷中央空调的广泛应用带来了契机。本文抓住这一趋势着重介绍了冰蓄冷空调的优越性及国内外对冰蓄冷空调技术的应用现状，并通过对该系统缺点的分析，提出了加速冰蓄冷空调技术发展的几点建议。

Abstract: Short energy supply situation is a problem in China . From the foundation of the PRC, especially after the reform and opening in 1978, although the government invests a great deal of resources in building new power stations, the problem is still unfixed. In recent years, with the development of modern industry and improvement of living standard, the demands of central air conditioner increased a lot, and the energy supply situation becoming tougher and tougher. In some modern cities, air conditioners hold 30% of the electrical energy. The difference between peak and valley of the electric power was steadily increasing, forced some electric power utilities to switch off power some times, and placed a serious constraint on the development of economy. Therefore, power departments have clearly declared to promote Ice Thermal Storage Air-conditioning System, and some incentive policies will be drawn up. It brings a good chance to the extension of Ice Thermal Storage Air-conditioner. This paper introduces the benefits of applying Ice Thermal Storage System, shows current status of this system at home and abroad, then gives some suggestions on how to speeding up the technology by analyzing the merits and demerits of Ice Thermal Storage System.

　　 冰蓄冷技术是利用夜间电网多余的谷段电力制冰蓄冷，并在白天用电高峰时段使用融冰释放冷量提供空调用冷。从结构上讲，冰蓄冷空调系统的主要特征是比传统空调多了一套冰蓄冷设备，而制冷系统基本上与传统的空调系统一样。该技术可以有效的缓解用电高峰时段的电网供电压力。

　　冰蓄冷空调自上世纪 30 ～ 60 年代开始出现以来，有着普通空调系统不可比拟的优势：

　　（ 1 ）对电网进行移峰填谷，减少了用电高峰期对电网的压力，提高了电网稳定性、经济性，降低发电能耗。利用电网峰谷荷电力差价，降低空调运行费用，经济效益显著。

　　（ 2 ）由于冰蓄冷空调系统具有储存冷量的能力，故制冷机组无需按照峰值负荷进行选型，容量减少，减少空调系统电力增容费和供配电设施费。同时冰蓄冷空调的连续运行，避免了间歇运行中启动、停机时造成的不必要的能量浪费。

　　（ 3 ）冷冻水温度可降到 1 ～ 4 ℃，可实现大温差、低温送风空调，节省水、风输送系统的投资和能耗。

　　（ 4 ）低温送风可以降低室内空气的湿度，使人感到空气清新，在满足人体舒适感的前提下，可以适当提高室内空气温度，人们在走出空调房间时，能很快地适应室外气温的变化而不会感到有太多的不适，可有效防止中央空调综合症；同时，低温送风温度可以防止细菌的滋长，使人们拥有一个健康的空间。

　　（ 5 ）具有可以作为稳定的冷源供应，提高空调系统运行可靠性。冰蓄冷空调是提前制好冰，有备用容量，当遇到冷水机组故障、停电等突发状况，只需用少量的电就能够保证空调的正常运行。

　　（ 6 ）具有一定灵活性，可以人为随时开关，使人们既能享受空调又不花费大量电费，经济实用。

　　但是冰蓄冷技术目前也存在还没有解决的缺点，主要体现在以下几个方面：

　　（ 1 ）通常在不计电力增容费的前提下，其一次性投资比常规空调大。比普通中央空调系统高出 10%-20% 左右。

　　（ 2 ）冰蓄冷式空调系统比传统空调系统增添了蓄冷设备，须多占用一定的建筑空间。

　　（ 3 ）制冷蓄冰时主机效率比在空调工况下运行低。

　　（ 4 ）冰蓄冷式空调系统的运行时间不同于传统空调系统，一则是在夜间，二则运行时间往往大大延长，这就给系统管理增加了难度。

　　国外发展冰蓄冷空调的现状

　　最初，以削减空调设备装机容量为主要目标，冰蓄冷空调主要应用在一些周期性使用、供冷时间又很短的建筑物如教堂、体育馆、会堂中，旨在降低初投资。自七十年代世界能源危机以来，各国政府都十分重视开发新能源与“节省能源”，促使了蓄冷技术的迅速发展。美国、加拿大、日本和欧洲一些国家率先将冰蓄冷技术引入到建筑空调系统当中，积极开发蓄冷设备与蓄冷系统，实施的工程逐年成倍增多。日本近年来积极引进蓄冷技术，大力开展冰蓄冷技术的研究与开发应用，仅到 1989 年美国、日本、加拿大等国从事冰蓄冷系统开发和冰蓄冷专用制冷机生产的公司就多达 49 家，根据有关统计， 1990 年北美冰蓄冷空调系统的投资占当年新增暖通空调系统总投资的 24.2% 。

　　我国发展冰蓄冷空调的现状

　　九十年代，我国大陆地区蓄冷技术也得到了发展，目前在广东、福建、江苏、浙江、湖南、湖北、上海、北京等省市已得到推广，最近两年应用逐渐加快，全国工程项目达到 500 多个。据了解，江西电力蓄能技术推广服务中心成立 5 年来，就在全省各大宾馆、商场、医院、学校等 75 家单位推广使用了蓄热式电锅炉及冰（水）蓄冰中央空调等电力节能蓄能技术。中电深圳工贸公司在办公楼中应用了法国的冰球式蓄冷系统，使装机容量降低 45% 以上；北京西冷工程公司开发研制的有压式齿球蓄冷器已获国家专利并用在北京日报社综合楼和广州市面上某办公楼的空调系统中，取得了良好的社会效益和经济效益；同时杭州华电华源环境工程有限公司推出了双金属蕊心冰球冰蓄冷系统在浙江诸暨百货大楼实行了国产大型冰储冷首例中央空调系统，仅用一年时间就完成了设计施工任务，并于 1995 年 8 月 10 日 调试成功投入运行。储冰蓄冷国产化的成功，克服了冰储冷中央空调投资大的缺点，推广冰蓄冷空调事业起到很好的促进作用。

　　我国台湾省自 1984 年建成第一个冰蓄冷空调系统以来，蓄冷空调系统发展很快，由 1992 年 33 个蓄冷空调系统，发展到目前已经有 600 多幢建筑采用蓄能空调系统。

　　随着冰蓄冷技术的段引进和发展，有关这一技术的讨论也在学术界陆续展开。由中国制冷学会组织的“第三届海峡两岸制冷空调学术交流会暨冰蓄冷空调技术研讨会”于 1996 年 8月下旬在北京召开。海峡两岸著名的空调科技工作者、专 家 教授、欢聚一堂畅所欲言，共同探讨研究冰蓄冷技术在制冷空调工程中应用的趋向、应用的环境及匹配的设备、新工艺和新设备、衡量和推广的指标和应用实例总结，此次盛会大大促进海峡两岸冰蓄冷技术的迅速发展。 2004 年 9 月 26 日 “冰蓄冷技术在冷藏链中的应用”学术研讨会在上海海事大学圆满落幕。 2005 年 10 月 21 日 ，上海召开了首届中日冰蓄冷研讨会，会议主要介绍冰蓄冷空调技术，中、日一流学者和专家参会并讲演。

　　据新华网 2006 年 3 月 28 日 报道，一项可有效实现电力负荷移峰填谷的重大节能技术——动态冰蓄冷技术最近广州研发成功。中科院广州能源研究所 冯自平 博士带领的天然气水合物开采技术实验室经过两年多的攻关，在热交换器过冷堵塞、超声波促晶、以及解冰等关键技术突破的基础上，研制成功了这一动态冰蓄冷技术。这表示我国在该技术领域又上了一个台阶。③

　　冰蓄冷空调技术的研究开发和推广应用对我国电网调峰、节能及保护环境有着十分重要的意义和发展前景。但是，就我国目前的研究水平来说，目前形式的冰蓄冷空调在推广中还存在一些问题：

　　（ 1 ）和普通中央空调的市场竞争十分激烈。空调系统设备的初投资比常规空调设备高 20% 以上，单单依靠目前电力峰谷电价差所获得的运行节约费用，其实际偿还年限一般需 7 年左右甚至更长，这也是制约我国冰蓄冷空调产品发展的主要原因。

　　（ 2 ） 系统的不稳定性，供货商众多，安装调试周期长。这是由于蓄冰装置在融冰供冷过程中，其初期提供的是冰的显热，中期提供的是冰的潜热，末期提供的是水的显热，而显热与潜热有着巨大的差值，使供冷初末期的冷量远远小于中期提供的冷量，蓄冷装置应该安有较完善的空调系统能够在供冷过程中给于保证。

　　（ 3 ） 电力政策的阻力。由于各地的分时电价政策有当地的电力部门来制定，有的地方的分时电价政策还没有得到很好的发展，或者是不实行分时电价政策，这就导致了蓄冷技术得不到积极的发展。

　　（ 4 ）在制冷系统的基础上增加冰蓄冷设备，使得空调系统的投资增大，许多用户难以承受。

　　（ 5 ）目前社会对于冰蓄冷空调的认识不够。通常用户对于冰蓄冷空调都会存在一些疑虑，比如一次性投资问题、系统运行可不可靠、维护管理是否方便等等，无形中延迟了冰蓄冷空调技术的推广速度。

　　1. 加强蓄冷材料和小型蓄冷空调设备的研究，大力使用国产优质设备。

　　对于冷水机组，国际许多著名企业早已在中国设立了生产基地，其制造产品质量标准、关键件来源、工艺手段等与国外完全一样，甚至还出口国外。选用国产优质设备，在系统设计、安装、服务、零配件供应、日后维修等方面也具有更多的优势，避免了冰蓄冷工程项目中由于进口设备出现问题无法及时维修掉换而造成工期延误和经济损失。

　　2 ．实行积极的电力补贴政策。

　　对冰蓄冷空调来说，峰谷电价差越大越合算。有资料表明，在美国、日本等发达国家，高峰电与低谷电的价差比高达 20 ∶ 1 。国内以重庆市为例，一些工业、非工业经营行业的峰谷电价比仅为 4.5 ∶ 1 。

　　建议我国政府及各职能部门给予支持，尽快出台相关政策法规。据了解，美国、韩国、日本等国政府都采取了相应支持措施，例如：蓄能用户享受半价或某时段全免费谷荷电价；给用户一次性奖励，每转移 1KW 高峰电力，电力公司给予用户现金奖励。韩国政府还明令占地面积大于 2000 平方米 的饭店、医院、商业大楼等必须设置空调蓄能系统。

　　由此可见，政府的支持程度对冰蓄冷空调系统发展起着至关重要的作用。

　　3 ．加大宣传推广力度。

　　利用新闻媒体．从环保、节能和有利于国家和企业的角度进行广泛宣传。可以联合各职能部门如建委、环保、经委制定相关政策影响企业、设计等单位修改和制订标准，规范用户选用蓄能系统。技术监督管理部门积极开展电力蓄能装置和设图示的检测、认证和推荐工作，并组织有关方面开展在用系统的检测、评测和推广宣传工作。

　　随着我国经济的高速发展和城市商业水平的不断提高，空调及工业用冷越来越普及，人们已经逐渐认识到蓄冷技术具有较大的社会效益和经济效益，而冰蓄冷由于其良好的蓄冷能力受到广泛的欢迎。并且该技术应用范围比较广泛：例如商业建筑、宾馆、饭店、体育馆、影剧院、银行、办公大楼等的中央空调系统；医院、电子设备生产等需要的洁净系统；食品加工车间、食品贮存需要；工业生产工艺使用——化工行业、啤酒生产、燃气轮机进气冷却。据统计，就北京市面上目前拥有集中空调的宾馆与写字楼约 250 座，商场约 50 家，空调负荷约 30 ～ 40 万 KW ，联系到全国市场，冰蓄冷技术将有更广阔的发展前景。

　　1 ．上海科技馆

　　上海市 2000 年重点工程建筑面积 10 万 m2 ，储冰量 9200 RTH ， 2001 年 10 月 APEC 会议主会场，中、美、日等21个国家元首在此聚会，工程具有深远的政治影响。此外，作为上海市科普教育基地，冰蓄冷空调技术是重要内容之一。

　　2 ．咸阳机场新航站楼

　　咸阳机场扩建工程系国家投资重点项目之一，被评为 2002 年全国建筑业新技术应用国家示范工程。新航站楼建筑面积约逾 70000m2 ，夏季空调冷源全部采用蓄冰空调方式。系统蓄冷量达 47690KWh （ 13560RT ）。

　　3 ．西北电力集团公司

　　西北电力调度中心总建筑面积约 38000 m2 ，主楼建筑面积 24500 m2 ，主楼夏季设计日空调尖峰冷负荷 3378KW ，蓄冰量为 3564 RTH ，中央空调系统选用与国际先进空调技术接轨的、目前国内最先进的冰蓄冷与低温送风中央空调系统。

　　4 ．杭州市拱墅区人民政府办公大楼

　　该大楼总面积逾 50000 m2 ，是市政府 2002 年重点工程，受到各级领导的高度重视，对大楼的可靠性和先进性提出较高要求。

　　大楼空调系统采用国内较先进的冰蓄冷系统，其中的关键设备采用华源公司专利产品——导热塑料盘管不完全冻结式储冰装置，储冰量高达近 5000 RTh ，该产品使用的“导热塑料”材料集耐腐蚀、高强度、高导热系数等特性为一体，在制冷、空调、供热、电力、水利、化工等众多领域具有广泛的应用前景。

　　5 ．国家电力局调度中心

　　冰储冷低温送风空调系统建筑面积 70000 m2 ，储冰量 6800 RTh ；自动化管理系统以最低能耗创造最舒适环境；具有时间预设及负荷预测功能；制冰量、融冰量及直供冷量按最优化控制策略；运行水泵按台数、变频控制，使系统能耗降到最低，自动调节送风量，适应房间空调负荷变化；自动设定最经济的送风温度，新 / 排风量按节能方式控制，空气品质异常优秀。

　　参考资料：

　　①②《蓄能空调技术及其发展》——杭州华源人工环境工程有限公司 叶水泉

　　③新华网广州 3 月 28 日 梁钢报道《我国科学家成功研发动态冰蓄冷节能技术》

　　本文通俗易懂，对国内外情况介绍比较全面，对冰蓄冷中央空调优缺点分析正确，对其市场推广的难度把脉准确，有利于社会各相关方增强对冰蓄冷空调的认知，有利于该项技术在我国的推广使用。

——杭州华电华源环境环境工程有限公司 总经理叶水泉