早在幾千年前，我國(guó)《詩(shī)經(jīng)》中就有“鑿冰沖沖，納于凌陰”的記載，當(dāng)時(shí)還沒(méi)有機(jī)械制冷，我們的祖先利用大自然的造化將冬天的冰儲(chǔ)存起來(lái)到夏天使用，這應(yīng)該是最古老的“蓄冰”工程了。
在現(xiàn)代，我們是否能利用這個(gè)原理開(kāi)發(fā)出新的制冷技術(shù)？
現(xiàn)代“蓄冰”可節(jié)能三成
“在夏季，城市空調(diào)的用電負(fù)荷已占到城市高峰電力總負(fù)荷的40%以上。夜間大部分中央空調(diào)停止運(yùn)行，造成電力系統(tǒng)供需矛盾加大，這是造成電網(wǎng)峰谷荷差逐步加大的最主要誘因。采用蓄冷技術(shù)，可以避開(kāi)用電高峰期，實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的‘移峰填谷’，利用國(guó)家給予的‘峰谷電價(jià)差價(jià)’的政策，可以節(jié)省電力運(yùn)行費(fèi)用?！崩罟馊A這樣介紹該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
“采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)后，可以將原常規(guī)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)運(yùn)行8小時(shí)或10小時(shí)的制冷機(jī)組壓縮容量35%-45%，在電網(wǎng)后半夜低谷時(shí)間(低電價(jià))開(kāi)機(jī)，將冷量以冷凍水的方式蓄存起來(lái)，在電網(wǎng)高峰用電(高價(jià)電)時(shí)間內(nèi)，制冷機(jī)組停機(jī)或者滿足部分空調(diào)負(fù)荷，其余部分用蓄存的冷量來(lái)滿足。”按照專(zhuān)家的說(shuō)法，該技術(shù)能達(dá)到“削峰填谷”、均衡用電及降低電力設(shè)備容量的目的。
“水蓄冷的方法就是充分利用自然分層蓄冷，依靠密度大的水聚集在蓄冷罐的下部，形成高密度水層進(jìn)行的?！睂?zhuān)家告訴我們，水蓄冷空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)很多，首先經(jīng)濟(jì)，制冷系統(tǒng)的容量只需按照日平均負(fù)荷選擇即可，通過(guò)利用消防水池、原有蓄水設(shè)施或建筑物地下室等作為蓄冷容器在避免“大馬拉小車(chē)”的同時(shí)降低了初投資，使用期間單位蓄冷投資隨著水蓄冷罐的體積的增大而降低，實(shí)踐證明水蓄冷是一種經(jīng)濟(jì)可靠的電力調(diào)峰、節(jié)能技術(shù)。
市場(chǎng)潛力巨大
“電力供應(yīng)形勢(shì)，需要蓄冷技術(shù)發(fā)揮更大作用。”中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院副院長(zhǎng)宋孝春表示，“改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，空調(diào)制冷用電占整個(gè)城市用電的比例逐年上升，電力供應(yīng)高峰不足而低谷過(guò)剩的矛盾相當(dāng)突出，電網(wǎng)負(fù)荷率降低。蓄冷技術(shù)是緩解電力建設(shè)和新增用電矛盾的有效解決途徑之一?！?/p>
“從上世紀(jì)90年代初，內(nèi)地開(kāi)始建造蓄冷空調(diào)工程，至去年8月已有建成投入運(yùn)行和正在施工的工程833項(xiàng)，分布在4個(gè)直轄市和22個(gè)省。蓄冷工程主要集中在城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速、白天高峰電力緊缺的北京、廣東和東南沿海地區(qū)。預(yù)計(jì)今后蓄冷技術(shù)將會(huì)在我國(guó)更廣大的地區(qū)得到應(yīng)用和推廣?！闭且?yàn)榭春眯罾涞氖袌?chǎng)前景，最近不少企業(yè)紛紛涉足，并試圖找到最佳的盈利模式。
事實(shí)上，蓄冷投資回報(bào)周期并不長(zhǎng)，收益也不錯(cuò)。率先將水蓄冷工程出口到國(guó)外的海吉源公司在深圳北站附近修建了一個(gè)20萬(wàn)立方米的蓄冷水池，中央供冷站在夜間電價(jià)低谷段將蓄冷水池蓄滿，在白天電價(jià)高峰段將這部分冷量提供給附近有空調(diào)需求的場(chǎng)所。
修建如此龐大的蓄冷水池能帶來(lái)多大的好處呢，海吉源公司總經(jīng)理蘇彬誠(chéng)給算了一筆賬：夜間蓄冷運(yùn)行費(fèi)用為179190元，白天水池放冷運(yùn)行費(fèi)用為111552元，水蓄冷系統(tǒng)單日運(yùn)行費(fèi)用共290742元。采用常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)供冷，提供與蓄冷水池內(nèi)相同蓄冷量的冷量834270RT，經(jīng)過(guò)計(jì)算運(yùn)行費(fèi)用為646928元。這樣水蓄冷系統(tǒng)比常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)每日節(jié)省費(fèi)用為356186元，如果空調(diào)供冷年運(yùn)行天數(shù)按照260天計(jì)算，每年節(jié)省費(fèi)用約9300萬(wàn)元。
投入如此巨大的工程肯定需要花費(fèi)相當(dāng)大的費(fèi)用，水蓄冷系統(tǒng)需投入的包括：20萬(wàn)立方米的蓄冷水池、中央冷凍站及其制冷設(shè)備等，總造價(jià)約4.2億元，則初投資回收年限約為4.5年，一般空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行壽命至少20年，按這樣計(jì)算，15年將帶來(lái)14億元左右經(jīng)濟(jì)效益。采用水蓄冷系統(tǒng)后，制冷主機(jī)可按最高效的狀態(tài)運(yùn)行，水蓄冷系統(tǒng)為整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)提供了后備冷源，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到極大的提高，運(yùn)行成本和維護(hù)成本也隨之降低。
推廣還需要多頭推動(dòng)
事實(shí)上，蓄冷技術(shù)在20世紀(jì)初就誕生了。但直到20世紀(jì)80年代世界性能源危機(jī)后，其優(yōu)勢(shì)才被世人所認(rèn)可并得以推廣使用。90年代，美國(guó)已有40多家電力公司制定了分時(shí)計(jì)費(fèi)電價(jià)，從事蓄冷系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的公司才發(fā)展起來(lái)。
一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家以及我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)也在80年代開(kāi)始了蓄冷技術(shù)的應(yīng)用研究。到2002年，日本已經(jīng)發(fā)展到1萬(wàn)多個(gè)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)；韓國(guó)在1999年立法，3000平方米以上的公共建筑必須采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。我國(guó)在1994年電力部鄭州會(huì)議上，正式將蓄冰空調(diào)系統(tǒng)寫(xiě)入國(guó)家紅頭文件，被列為當(dāng)年十大節(jié)能措施之一，當(dāng)年在深圳電子大廈建成第一個(gè)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。目前，我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)已經(jīng)有600多幢建筑采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。然而，由于峰谷電價(jià)差比較小、新技術(shù)接受觀念滯后等因素的制約，蓄冷技術(shù)在大陸的應(yīng)用還不盡如人意。
隨著電力建設(shè)和新增用電矛盾增加，特別是近年來(lái)政府逐步拉大峰谷電價(jià)差，使多數(shù)地區(qū)峰谷電價(jià)差已達(dá)3倍以上。各地區(qū)也陸續(xù)出臺(tái)了促進(jìn)蓄冷空調(diào)發(fā)展的相關(guān)政策，蓄冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越凸顯出其節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。
“該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化還需要政府和電力部門(mén)多領(lǐng)域共同推進(jìn)。隨著各地峰谷電價(jià)實(shí)施范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大和峰谷電價(jià)比的加大，相信蓄冷空調(diào)技術(shù)會(huì)早日為我國(guó)節(jié)能減排作出更大貢獻(xiàn)?！睂?zhuān)家表示。