中央空調如何節電
空氣調節的種類繁多，按溫度調節的范圍來看基本上有兩種類型：一種是只有降溫調節功能的稱為冷氣空調；另一種是除有降溫調節功能外還具有升溫調節功能的稱為冷暖空調。按空調的規模大小劃分也有兩大類：一類是集中冷源的中央空間，主要用于大面積多房間的空氣調節，如賓館、商廈、公寓、酒樓、寫字樓、展覽館、圖書館、體育館、醫院、影劇院、康樂中心、車間等大中型活動場所；另一類是自帶冷源的分散空調，如柜式、窗式、分體式空調器等，主要用于小面積單房間的空氣調節，如居室、旅館、飯館、商店、寫字間等小型活動場所。蓄冷空調指的是在傳統中央冷氣空調裝置系統的基礎上加裝一套蓄冷設備所組成的蓄冷中央冷氣空調，它的主要節電功能不是節約電量，而是在用戶終端為電網移峰填谷節約電力。
一、空氣調節的工作原理
1.空氣調節裝置的基本結構
空氣調節裝置主要由三部分組成。
(1)制冷系統：它包括壓縮機、膨脹閥(或毛細管)、蒸發器、冷凝器和連接管路組成的封閉系統，其中充灌制冷劑，一般用氟里昂，通常把壓縮機、膨脹閥、蒸發器、冷凝器幾大部件稱之為制冷機組，完成制冷功能和向空調箱輸送冷媒的任務。
(2)空氣系統：它主要包括空氣處理設備、管道送風設備和末端設備，完成空氣凈化功能和向空調室送風、回風的任務。
(3)電氣控制系統：它主要包括對空氣凈化和溫、濕度的控制，各種閥門和風門的調節，以及完成各種保護功能和操作監控的任務。
二.空氣調節的工作循環
空氣調節的工作過程就是制冷系統和空氣系統不斷循環的過程。
(1)蒸發器是制冷劑從冷凍水回水攝取熱量的裝置。在蒸發器中，低壓液態制冷劑從冷凍水回水攝取熱量后蒸發為低溫低壓的蒸汽。
(2)壓縮機是提高蒸發后的低溫低壓制冷劑蒸汽壓力，使其在冷凝器中容易液化的裝置。在壓縮機中，蒸發后的低溫低壓蒸汽制冷劑被壓縮到可以液化的高溫高壓蒸汽。
(3)冷凝器是把壓縮后的高溫高壓蒸汽制冷劑進行冷卻液化的裝置。在冷凝器中，把制冷劑從冷凍水回水攝取的汽化潛熱和壓縮機產生的壓縮熱傳遞給冷卻水，使制冷劑冷凝為高壓液體
(4)膨脹閥(或毛細管)是把冷凝后的液化制冷劑的壓力降到能使其達到蒸發壓力狀態的裝置。高壓液態制冷劑經過膨脹閥(或毛細管)降到低壓制冷劑，以便使它能夠在低壓蒸發器中膨脹蒸發，從而完成制冷循環。
(5)冷卻塔是冷卻循環水的裝置。經過冷凝器的冷卻水吸收了制冷劑的冷凝熱而升溫，為了使冷卻水能循環使用，使它在流經冷卻塔的過程中進行強制降溫，然后返回冷凝器，從而完成冷卻水的循環。
(6)在完成上述制冷工作循環的同時，經蒸發器降溫了的冷凍水進入空調箱，在其中把空氣系統中的回風和新風冷卻后送入風道至末端空調室，在空調室升溫的空氣進入回風道，經過部分減排后回到空調箱與新風一起再行冷卻，從而完成空氣循環。周而復始，空氣調節工作過程持續不斷地進行下去。
三、蓄冷系統的類別
1.蓄冷方式
蓄冷方式是指從熱力學角度觀察所采用的蓄冷方法。蓄冷空調的蓄冷方式基本上有兩種：一種是顯熱蓄冷，它是在蓄冷介質狀態不變的情況下，使其降溫釋放熱量后蓄存冷量的方法；另一種是潛熱蓄冷，它是在蓄冷介質溫度不變的情況下，使其狀態變化釋放相變潛熱后蓄存冷量的方法。
根據蓄冷介質的不同，蓄冷系統分為三種基本類型：一類是水蓄冷，即以水作為蓄冷介質的蓄冷系統；另一類是冰蓄冷，即以冰作為蓄冷介質的蓄冷系統；再一類是共晶鹽蓄冷，即以共晶鹽作為蓄冷介質的蓄冷系統。水蓄冷屬于顯熱蓄冷，冰蓄冷和共晶鹽蓄冷屬于潛熱蓄冷。
水的熱容量較大，冰的相變潛熱很高，而且都是易于獲取和廉價的物質，是采用*多的蓄冷介質，因此水蓄冷和冰蓄冷是應用*廣的兩種蓄冷系統。
2.蓄冷方式的分類
蓄冷方式的分類方法有多種。按蓄冷設備結構的不同來區分，水蓄冷主要有迷宮式、隔膜式、多槽式和水溫分層式幾種,冰蓄冷主要有冰盤管式、容積式(封裝式、冰球式)、冰片滑落式和冰晶式(冰泥式)幾種。冰蓄冷是蓄冷空調發展的主流。蓄冷方式各種設備的結構和工作特性這里不作介紹，請參閱有關專業文獻。
四.蓄冰系統的工作過程
蓄冰系統的工作過程，有以下四種典型運行工況。
(l)單蓄冷工況：單蓄冷工況是空調終端不需冷量時的運行工況。如寫字樓和商務大廈等一般在上夜或下夜電網負荷低落或負荷谷期停止工作不需空調的時候，關閉放冷回路，蓄冷回路投入運行，起全量填谷作用。
此時，次級泵P2停止運轉，三通閥V3的第1通道關閉，以隔斷制冷機與次極回路的聯系，形成制冷機、蓄冷罐與水泵P1之間的循環。制冷機首先使蓄冷回路的冷凍液降溫，直到蓄冷球的相變溫度，蓄冷球吸收冷凍液的冷量后蓄冷介質開始發生相變固化結冰。隨著冷凍液溫度的降低*終到蓄冷球的蓄冷介質完全固化為止，此時冷凍液的降溫速度很快，表明蓄冷階段的結束，從而完成了蓄冷循環。單蓄冷循環的路線。
(2)蓄冷和直供冷工況：蓄冷和直供冷工況是空調終端需冷量低于制冷機過冷能力時的運行工況。如歌舞廳、建身房、寫字樓、夜總會、商廈、酒樓、車間等，在清晨或午夜前的一段時間常常出現的空調工況。此時，蓄冷回路和放冷回路均投入運行，起部分填谷作用，有較大的填谷能力。
這時，初級泵和次級泵均處于運行狀態，三通伐V3調節第1、2通道的開通狀況，以便使第1通道的流量低于初級泵P2通過的流量，多出的部分流經蓄冷罐已進行蓄冷，從而達到制冷機的一部分冷量直供空調，多余的冷量用于蓄冷的目的，使制冷機也得到了充分的利用。蓄冷和直供冷循環的路線。
(3)放冷和直供冷工況：放冷和直供冷工況是空調終端所需冷量大于制冷機能力時的運行工況。在通常情況下，中央空調*大需量時段正處于電網負荷的高峰期，是蓄冷空調發揮削峰作用的*好機會，此時制冷機和放冷回路均投入運行。
這時，初級泵P1和次級泵P2均處于運行狀態，三通閥V3調節第1、2通道的開通狀況，在*大需量時以便使**通道的流量大于初級泵P1通過的流量。除制冷機將全部制冷量直供空調外，放冷回路將增補短缺的空調負荷，起部分削峰的作用，從而完成放冷和直供冷循環。它主要應用在電網負荷峰期的空調利用時間長，蓄冷容量小于空調時段需冷量的場合。它能夠充分利用制冷能力和蓄冷容量，是蓄冷空調*多見的一種運用方式。
(4)單放冷工況：單放冷工況是停用制冷機，終端需冷量只用蓄冷設備供冷的運行工況。主要應用在電網負荷峰期的空調時間不長，但空調負荷很大，蓄冷容量大于或等于空調時段需冷量的場合，如體育場館、大會堂等的空調會遇到這種運用方式。
五.蓄冷空調的特點
(l)蓄冷中央空調系統：蓄冷中央空調系統是在傳統中央空調裝置中，加裝一套蓄冷裝置形成蓄放冷循環后的空調系統。
蓄冷中央空調系統與傳統中央空調系統相比，*突出的優點是：可全部或部分地轉移制冷設備的運行時間，從而能較大幅度地降低電網的高峰負荷、充填低谷負荷、進行移峰填谷，是在終端用戶移峰填谷的主要技術手段。它一方面可在供電方提高電網運行的可靠性和經濟性，降低了供電成本；另一方面可在需電方使空調用電避開電網負荷高峰時段的高價電力，充分利用負荷低谷時段的廉價電力，節省了電費開支。對于供電資源短缺的電網還可以部分地緩解電力供應的壓力，對于負荷增長較快的電網會減少增建電廠和輸配電系統的電力投資。對于要求較高的空調用戶，采用蓄冷空調相當設置一個備用冷源，一旦臨時停電可作為應急冷源，啟用蓄冷裝置和自備電源投入運行，可以保障主要部位的空調負荷。蓄冷空調能給電力供需雙方帶來更多的功效，為供需雙方開展合作共同推動蓄冷空間的應用創造了更多的機會，這也是為什么近六年來我國蓄冷空調起步較快的重要因素。隨著市場經濟的發展和勞動生活條件的改善，電網負荷的峰谷差還會增大，尤其是南方大中城市的空調負荷估計要占地區電網的20%～40%，其中中央空調將占相當大的比例，蓄冷空調必將成為需求方管理在節約電力方面一個重要的技術支持手段。
當然，蓄冷空間也存在明顯的缺欠：一是它的系統運行效率比傳統中央空調要低，主要是增添了蓄冷系統后增加了換熱、傳熱和工質損失，以及冰蓄冷制冷機蒸發溫度低導致制冷效率下降；二是它的占地比傳統中央空調要大，主要是增加了蓄冷設備及其管路和附屬部件等。
(2)水蓄冷中央空調系統：水蓄冷與冰蓄冷相比，它的主要優點是它的制冷效率高、蓄冷設備簡單、易于改造、見效快。其一，傳統中央空調的制冷機、風機、水泵、空調箱、管路等主要部件不必更換，可直接使用；
其二，以水作為蓄冷介質，它的獲取方便，價格低廉；
其三，不需降低制冷機的蒸發溫度，制冷深度不變，可保持較高的制冷效率；
其四，蓄冷設備比較簡單，容易將傳統中央空調系統改造為水蓄冷空間系統，投資少，工期短，見效快。
它的主要缺欠是蓄冷介質的蓄冷密度低，蓄冷設備占地大和蓄冷效率低。
水的比熱是4.1868kJ/(kg·K)(1.0kcal/kg·℃)，冰的相變溫度是O℃、相變潛熱333.3kJ/kg(79.6kcal/kg)。在水蓄冷方式中，通常的蓄冷溫差在5℃左右，lm3水的蓄冷能力為20.9×103kJ，相當5.8kW·h。在冰蓄冷方式中，lm3的冰(相當924kg)其蓄冷能力為308×103kJ，相當85.6kW·h。理論上，在水和冰兩種蓄冷介質同樣體積下，冰蓄冷能力約為水蓄冷能力的15倍。因此，在提供相同蓄冷量條件下，水蓄冷設備用占地要比冰蓄冷占地大得多，因而受場地條件約束大。若能夠與消費水池共用，不但可以節省占地，而且還可以減少投資。
蓄冰系統的工作過程是由兩個并聯的蓄冷回路和釋冷回路完成的。蓄冷回路(abcd)又稱初級回路，主要完成蓄冷功能；釋冷或放冷回路(biefghjc)又稱次級回路，主要完成釋冷或放冷功能。它們的載冷介質為乙二醇水溶準的冷凍液，在次級回路它通過板式換熱器與以水為介質的空調用冷凍水分開。整個蓄冰系統的工作循環是在自動控制下完成的。
