黄志刚,1958年生,高级工程师,现就职于深圳市中电物业管理有限公司。他自主研发了逆流高水温风机盘管,使用12℃~17℃冷冻水,其除湿效果与传统相同;他设计了多次水蓄冷系统,有效的避免了制冷机组在部分负荷运行时效率下降的难题;曾先后发表了《冰蓄冷空调系统中“呼吸袋”的应用》、《蓄冰空调技术与电网削峰填谷》等多篇技术文章。
1994年1月,黄志刚负责主持了深圳电子科技大厦蓄冰空调的完善改造工作,并负责了该系统的运行管理,该大厦是我国第一栋成功采用大型冰蓄冷空调的建筑,中电的蓄冰系统是我国蓄冰空调的示范工程;2007年6月,全国首例多次蓄冷中央空调系统在深圳南岭村求水山酒店投入运行,该系统摒弃了传统的蓄冰式和蓄水式中央空调的缺点,在试运行期间已经显示出该系统节能、省钱、运行可靠、管理简单等优势,以较少的投入(仅比普通的中央空调多投资6%~8%)取得了较大的收益,是降低大型公共建筑空调耗能、缓解电力紧张的有效途径之一,具有普遍的推广意义。
如今,黄志刚再当空调节能“吃螃蟹”的第一人,首次提出了“独立蓄冰空调”的概念。
关于蓄冰空调的节能量目前没有统一说法,中国节能协会节能服务产业委员会去年曾出台过一个“关于‘水蓄冷移峰填谷节电项目节能量的计算方法’的建议”,文件中指出,“水蓄冷移峰填谷”是将电网高峰负荷的用电需求推移到低负荷时段,同时起到削峰和填谷的双重作用。它既可以减少新增装机容量,又可以平稳系统负荷、降低发电煤耗。在电力短缺、峰谷差距大、负荷调节能力有限的电力系统,水蓄冷移峰填谷可作为改善电网经营和管理的一项重要措施。对于拟建电厂,水蓄冷移峰填谷可减少新增装机容量和电力建设投资。该建议认为蓄冷项目每转移1KWh电量,按节省1KWh计算电量。
此文对传统蓄冷空调在大环境中“节能”给予肯定。具体到某个蓄冰空调项目时,有何缺点?黄总微笑着告诉记者:实际上,传统的蓄冰(水)空调还是存在着许多的问题,传统的蓄冰空调一味的宣扬和强调其移峰填谷的作用,不去量化“省电费不省电”到底能省多少电费?多耗多少电量,更回避了双工况制冷机在白天空调工况运行时低效率高耗能的致命问题。
我们要解决现行蓄冰空调存在的问题就是要从提高“效率”入手。简言之,就是提高白天制冷机的效率,保留蓄冰(水)空调的优点。
蓄冰空调,最早给我们的印象就是它能削减3分之一的电负荷——最初需要开三台主机,而现在只用开两台。记者从黄总那了解到:在蓄冰空调系统中,制冷主机夜间要蓄冰,白天又要制冷,称之为双工况制冷机。从几个方面来分析:第一,空调主机用乙二醇制冷,乙二醇再通过板式换热器将冷量送出,通常制冷温度要降低2℃左右,能耗也就会相应增加;第二,由于板式换热器增加了一级泵耗功率、乙二醇黏度高重量重比热小,都会增加泵耗功率。第三,增加的泵耗功率还要提高冷水的内能,又间接增加了制冷机耗能;第四,用高效离心机制冷,空调工况效率会很高,而选择双工况制冷机,顾及到夜间蓄冰,那么白天空调效率就会受到影响。这几个因素使得原本大家以为能减少30%左右的制冷耗电与实际相差甚远,在运行时能耗大为增加。
抛开蓄冰空调,看传统中央空调运行,由于在设计时冷量留有余量,这就导致制冷机不能经常满负荷运行,也就是说多数时间,制冷机不可避免的会遇到部分负荷运行情况,制冷机在部分负荷运行时会出现效率低的情况,单位冷量的能耗增加。如果能保持制冷机在满负荷或接近满负荷运行时,制冷机的效率就会提高,这就是高效节能运行。
采用蓄冰空调系统遇到部分负荷运行时,就可以不开主机,而是让蓄冰装置放冰,蓄冰装置的冷量完全可以消除部分负荷运行状态8-10个小时的运行,蓄冰空调的冷量满足了白天制冷机高效运行。
由于所蓄冷量是夜间电力制取,即用谷电制取的冷量满足了白天制冷机的高效运行,所以我们说蓄冰空调有两大好处:一是可以使制冷机在接近满负荷区域高效运行;二是有移峰填谷的作用。
应该指出的是:如果双工况制冷机在白天运行,就蓄冰系统来讲制冷系统存在蒸发温度低、泵耗功率过大、内能增高、主机选型效率低不利因素以及制冷机可以接近满负荷高效运行的有利因素。