关键词：蓄冷系统；设计；运行；优化控制
空调蓄冷技术，是在电力负荷很低的夜间用电低谷，采用电动制冷机制冷，使蓄冰介质结成冰，利用蓄冷介质的显热及潜热特性，将冷量储 存起来。在电力负荷较高的白天，也是用电高峰期，使蓄冷介质融冰，把储存的冷量释放出来以满足建筑物空调或生产工艺的需要。这样不 仅实现了电力的“移峰填谷”，加强了电网负荷侧的管理，同时也大大提高了空调的制冷效果。以下我们就对蓄冷系统的设计及运行时的优 化控制技术进行分析。
1 蓄冷系统的设计
1.1 空调负荷的计算
采用“冷负荷系数法”，计算出围护设备、照明、结构及补充新风的逐时冷负荷（每天24小时的逐时冷负荷），并提供准确的设计典型日负 荷曲线。
1.2 蓄冰流程的选择
蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况，即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时，经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽 的蓄冰换热器内，将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰，当蓄冰过程完成时，整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时，经板式换热器换 热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器，将乙二醇溶液温度降低，再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。乙二醇溶液系统的流程有 两种：并联流程和串联流程。并联流程：这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。同时该流程可 以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。串联流程：即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套循环泵维持系统内的流 量与压力，供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。其中并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力 方面均衡性较好，夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行，蓄冷时更节能，运行灵活。串联流程系统较简单，放冷恒定，适合于较小的 工程和大温差供冷系统。
1.3 蓄冷主机的选择
使用所选择的蓄冷模式确定的蓄冷主机的容量。全蓄冷式在用电高峰期的总冷负荷的都是有蓄冷主机提供，需要蓄冷主机的功率大。而局部 蓄冷式是一个容量小，同时也要充分考虑和分析蓄冷比例。较大的蓄冷主机，具有运行成本高等特点，而较小的蓄冷比，那么蓄冷的优势不 明显。所以，采用合适的蓄冷比，最终会达到节能的最佳投资效果的。一般来说，最佳的在30%～70%。在冰蓄冷空调系统设计的时候，要掌 握在制冷机组在不同的情况运行的制冷量的变化；制冷机容量也应该采取考虑5%～10%的剩余量。
1.4 蓄冰装置的选择
采用所选蓄冰主机容量和蓄冷比，根据以下计算式计算蓄冰装置的容量：
Q=Q×n×β
上式中：Q——为蓄冰装置容量，KW•h；
Q——为空调工况下主机容量，KW；
n——为蓄冰小时数；
β——为蓄冷比。
2 蓄冷系统的运行优化控制
2.1 冷却水系统的控制
根据主机（基载主机和双工况主机）的开启状态开启相应的冷却水泵，冷却水泵、主机、冷却塔和电动阀门形成联锁。同时，通过电动阀门 调节，冷却水泵、主机和冷却塔能互为备用，即当其中二种设备同时发生故障时，可以自动开起非对应的设备，通过阀门自动切换所需的工 作回路。根据冷却水的回水温度（冷凝器的进水温度）调节冷却塔风机、台数控制及冷却水旁通控制，以保证冷却水的回水温度不低于主机 所要求的最低冷却水供水温度，同时尽可能使冷却水回水温度降低，以提高主机的制冷效率。
2.2 整个系统的控制与监视
2.2.1 系统的启停顺序控制
系统的启停顺序除考虑设备的保护外，还应充分利用主机停机后管道系统中的冷量。主机，如果主机需要开启，则力求使主机处于满负荷运 行状态，同时当天冰必须能全部用完；同时以末端空调冷负荷。
开启顺序：阀门调节到相应的工况状态—冷却水泵—冷却塔—冷却水泵—（基载主机）—乙二醇泵—双工况主机。
停机顺序：双工况主机（基载主机）—冷却塔—冷却水泵—乙二醇泵—冷冻水泵。以上括号内的设备表示如果该设备需要开启，可在此阶段 开启。系统的启停顺序以及时间间隔在自控程序中编制完成，自控系统的实际操作中可以做到根据工况预测开机。
2.2.2 系统运行模式的控制
储冰制冷系统的运行模式通常有三种：主机优先，融冰优先，优化控制。其中，融冰由现在负荷预测技术成熟后不再采用。系统运行模式的 控制必须结合优化控制软件，根据优化软件的判断结果调整系统的运行状态。
主机优先：在设计日工况下（冷负荷大），采用主机优先的模式，冷负荷高峰时段内主机的容量不能满足冷负荷需求，通过融冰来补充能量 。这时主机在空调制冷工况下运行，满足部分冷负荷的需要，其他的冷负荷有融冰满足。
优化控制：优化控制的目标就是把有限的蓄冰量用在电价最高的时候，但在一天必须把前一天夜间的制冰量用完。当空调负荷减小到某一数 值时（测试时寻找），当建筑负荷相对较大，储冰空调系统按优化控制方式进行，控制系统根据当天的预测性负荷图来决定当天的运行策略 ，即每小时主机和融冰各自所承担的负荷如何分配，尽量不开主机，如果主机需要开启，则力求使主机处于满负荷运行状态，同时当天冰必 须能全部用完；同时以末端空调冷负荷、主机的出口温度、主机的部分负荷性能指标、电力高峰平峰时段分布来决定当天的那一时段开启或 关闭部分制冷主机，使主机的耗电量与水泵的总耗电量达到最小。
当系统尚不能全融冰供冷即必须开启一台或多台主机补充冷量时，控制系统根据测出的末端负荷（流量和冷冻水供回水温差的函数），判断 出主机开启的最少台数，使必须运行的主机尽可能在高负荷率下工作，提高整个系统的功率。避免所有主机都在低负载率下以很低的效率运 行，造成系统效率降低。
2.2.3 板换的防冻保护
板换冻结的原因是系统处于制冰供况时，板换乙二醇侧的阀门关闭不严，低温的乙二醇溶液流经板换，而水侧处于静止状态，所以水就会有 结冰的可能。
首先，电动阀门要选用高质量紧密关闭型的阀门，在系统制冰时，板换乙二醇侧的阀门处于紧密关闭状态。其次，在每台板换的乙二醇的进 口处安装温度传感器，当温度传器检测到乙二醇进口的温度为1℃时，开启板换所对应的冷冻水泵。在系统制冰时同时供冷，则检测到板换出 口温度为1℃时发出报警信号。
2.3 制冷机组运行优化控制
在整个空调系统当中，制冷机组与蓄冷设备同样重要，对其进行运行优化控制，能够使系统的运行达到更加的效果。制冷机组在整个系统中 起着直接供冷的作用，其供冷能力是有一定限度的，当系统的运行负荷超出这部分限度时，应采取蓄冷设备补充系统所需冷量的方式来加以 解决。对于制冷机组的优先运行仅仅适合在电网运行比较稳定地方使用，并且不存在电价差，即全天电价一致。通过有效地降低整个系统在 用电高峰期的负荷值，能够达到降低系统运行费用的目的。
2.4 降低系统送风温度
对于大多数建筑来讲，蓄冷空调系统的正常送风温度应达到12℃，各别建筑根据不同需求也会将这一温度控制在5℃～10℃左右。通过降低送 风温度能够有效地减少相同负荷条件下的送风总量，进而使整个系统的能耗有所下降。从流体力学的角度进行分析，可以得出以下结论：系 统实际送风温度降低，风管的直径会随之减小，这样不仅能够有效地节约系统前期投资成本，而且还能够使系统更加节能。
结束语：综上所述，蓄冷系统的应用不仅能有效的降低能耗，同时还能相应的提高经济效益。但是在我们在进行蓄冷系统的设计及使用时， 一定要对其进行合理的优化与控制，只有这样才能发挥蓄冷系统的最大作用。
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