水蓄冷技术在商场空调冷源中的节能分析

摘要：能源紧缺的今天，国家提出了节能减排等重要举措，尤其针对耗量大的商场制冷系统采取节能方法，但是为了保证各大企业能够正常经营，多数企业使用水蓄冷技术节约经济运行成本，在用量高峰期时移峰填谷，避开电网的高负荷，本文深入地说明运行水蓄冷空调在商场中的经济性与社会效益。

关键词：水蓄冷技术；商场；空调冷源；节能；分析

一．电力资源紧缺的现状与当今国家响应的政策

随着经济发展水平的不断提高，人们对生活水平的质量也有一定的要求，近年来人们对环境保护的意识不强，地球变暖，夏季的温度比以往历史上要高得多，连日干旱酷暑难耐，越来越多的人们和企业选择用制冷空调来解决高热困扰的问题，同时，随着季节性消耗的电量增加，在供电电网中所占的比例也日益增加，而且它的用电时段与电网供电的高峰段、低谷段相重合，无形中加大了电网的电负荷，造成供电网的供需不平衡。

国家电力部采取的是根据调峰用电量分时定电价的政策，鼓励减少电力资源，充分利用不能浪费，错开企业和用户的用电高峰，低谷用电时给予电差最大优惠价政策，降低了电网运行的费用，用户和企业得到最大利益的同时也利于国家电网环保安全运营。

空调对于商场建筑来说，是一个比较大的投资工程，前期的设备投资大而且它的耗电量大，商场空调在一天之中的电负荷变化很明显的，一般的不采用水蓄冷技术的空调，它单单就是根据电负荷的高低而设计的，电网一旦高负荷运载形成剧烈的、明显的谷峰现象，一时的电力紧张可使整个电网瘫痪，给企业和人们日常生活带来困难，在商场中应用这种水蓄冷技术就可以高效率利用电网。

二．水蓄冷技术的概念及其基本组成方法

水蓄冷技术就是指由于晚上是商户的用量低谷时段，电力负荷较白天低，利用空调主机将夜间冷水存储在蓄冷池里，在白天用量高峰时，尽量减少了空调主机制冷系统的大量耗电，而是改用耗量小的电泵把冷水抽出在空调内往复循环，一样可以达到和空调直接制冷的效果。简单的说，就是将晚上谷段电力和水的蓄冷相融合，使其在峰段代替普通空调提供制冷需求。

水蓄冷技术有着制冷系统体积小，初期投入少，系统简单技术水平也不高，还有其方便易维护，水蓄冷系统的蓄水制冷方法有以下几种：

(1)多蓄冷水槽连接

多蓄冷水槽连接就是把温度不同的水分别放置在不同的冷水槽内，最终保持供电负荷的冷水所需要的稳定的温度，多蓄冷水槽连接的方式各异，但都是为了使水蓄冷的温差保持在一个尽可能大的范围内，并且阻止了冷热水相互混合影响蓄冷效果，一般的分为两种，一种是多蓄冷水槽串联，使各个分隔相互的联通，蓄冷水时是从第一个水槽的底部进入，第一水槽注满时自动就从第二个水池的顶部流入，以此类推，将其他的所有水槽蓄满，热水和冷水分层处理防止了两种不同温度的水混合，也就是提高了蓄水制冷的效率；另一方式是留有一空槽，这个空槽是随着制冷循环的开始而依次倒空的，以来保证水温的稳定的维持。

(2)分层式蓄冷水槽

分层式蓄冷水槽它是商场较为常用的设计水槽的方法，它本身是一结构复杂的技术，但蓄冷效率比起其他方法要高的多，所以经常广泛的得到应用。水蓄冷技术实际上就是利用水的物理性质――水密度在3.98℃时最大，温度一变密度就不同，也就实现了热、冷水的分层。冷水由水槽下部的散水器进入，原有的热水则从水槽上部的散水器流出，然后进入冷水机降温再利用。放水时方向与上述恰恰相反，如此反复利用提高了水蓄冷技术的效率。

三．水蓄冷技术在商场空调中体现的优劣问题

(1)与常规技术的空调相比之下，水蓄冷技术具有优越性

水蓄冷技术其蓄冷主要是在夜间，恰好避开了商场的用电高峰期，减轻供电网的供电压力，响应国家政策移峰填谷，节约了白天的大用电量又避免夜间发电的浪费，使其峰谷期间的用电平衡；水蓄冷技术相对地减少了商场空调主机的使用时间和发电频率从而减少冷循环的运行成本；夜间冷却塔功率相对提高了，电力消耗减少；水蓄冷技术备用机的应用使得空调主机与备用机的使用相平衡，缩短系统的时间；晚间利用水蓄冷技术也符合国家的电力优惠政策，是得整个的商场经营的总消耗也降低了很多。

(2)水蓄冷技术还是存在一些局限性

水蓄冷技术也是存在问题的，它必须是在政府支持的电力优惠的条件下进行的，如若政府不能提供用电低谷的优惠价，那么采取或则不采取水蓄冷技术在本质上是没有什么大的区别的，水蓄冷技术在夜间蓄水槽的冷量随着时间会慢慢的散失，想要达到目的的用电就要加大用电的电量，反倒是没有节约电量；另一问题是在空调系统安装的前提下才用水蓄冷技术作为备用的设备的，如若充分利用则应加大蓄冷量，相应的扩大蓄水池的体积，一般会选用消防水池来代替，但是消防水池也是有限的，这就不得不扩建地下池，投资成本不降反升高的结果，企业就会考虑使用水蓄冷技术的必要性。

四．水蓄冷技术在商场中的节能效果

(1)利用峰谷期间的电差，节省了商场的运作成本

夏季供冷的时间较长，尤其是南方高热天气，六月初就已经是南方地区的用电高峰时段，南方地区高热时间平均能达到四五个月，个别地区甚至更长。夏季商家就更应该充分利用高峰和低谷的差价，为商场节省一部分投入，利用水蓄冷技术把蓄水时间放在用电低谷时段（晚上23时到第二天的早上7时），在白天尽量或者不用冷冻机，而是使用蓄水池中的利用水蓄冷技术而来的低温冷冻水循环制冷，这样下来，冷冻机的消耗可以降低一大部分，商家需要的冷量也达到满足。

(2)移峰填谷方法的应用降低了商场前期资本投入

商场初建的时候就考虑了资本的投入问题，以最少的投入获得最大的经济效益，是商家最需要的结果，建筑商场时以中央空调制冷系统为主，水蓄冷技术备用设备为辅，建造新型的蓄水制冷系统，减少空调主机的装机容量，缓解夏季制冷系统的配备量的不足，例如商场的蓄冷水是在晚上23时到第二天的早上7时，商场安排值班人员在这段时间内储存低温冷水，由于此时的温湿度低，中央空调的电负荷最小，制冷机能满负荷运转，弥补装机容量少给用户带来的困扰，真正地实现移峰填谷，商家为环保作出了表率。

五．总论

水蓄冷技术在商场空调中具有明显的经济效益与社会效益，经过上面的讨论也说明了应用这种节能技术也是切实可行的。为解决能源缺乏问题，水蓄冷技术是国家推行的节能新技术，要将这种技术在现实生活中得以应用，确保企业正常运转，这样既可以节省设备的投入又节约了发电运行的费用，积极贯彻安全运行国家电网政策，而且这也是发电用电等采取环保的新方向，为节能贡献力量。