電能難于儲存，單靠供電機構本身的設備難以達到“削峰填谷”的目標，無法盡量在電力低谷期間使用電力；當然，有些電力公司由于電網調峰能力不足，建設抽水蓄能電站進行調峰，但其系統龐大，初投資和運行費用較高，難以推廣。與此相比，冰蓄冷技術系統簡單，運行費用低，因此得到較為廣泛的應用。
　　空調系統是現代公用建筑與商業用房不可缺少的設施，其耗電量很大，而且基本處于電負荷峰值期。例如，飯店和辦公樓每平米建筑面積的空調峰值耗電量約40～60瓦；以北京為例，目前，公用與商用建筑的空調用電負荷約為60萬千瓦，約為高峰電負荷的16%，因此，空調負荷具有很大的削峰填谷潛力。據初步測算，如果全國推行冰蓄冷技術，到2011年可望將450萬千瓦的空調高峰用電量轉移至低谷使用，國家將冰蓄冷空調技術作為重點節能技術措施之一在全國推廣。
　　一、蓄冷系統的設備和裝置
　　1、蓄冷設備
　　美國制冷工業協會（ARI）1994年出版的《蓄冷設備熱性能指南》一書，將蓄冷設備廣義地分為顯熱式蓄冷設備和潛熱式蓄冷設備
　　2、蓄冷介質
　　最常用的蓄冷介質是水、冰和其他相變材料，不同蓄冷介質具有不同的單位體積、蓄冷能力和不同的蓄冷溫度。
　　由于冰作為蓄冷介質的諸多優點：蓄存的冷量大，蓄冷設備的容積小，蓄存冷水的溫度低等，空調工程中的蓄冷介質較多地選用冰。本文介紹的蓄冷空調系統選用冰作為蓄冷介質。
　　3、蓄冷裝置
　　包括：水蓄冷裝置、冰蓄冷裝置、蛇形蓄冰盤管、圓形蓄冰盤管、U形蓄冰盤管、冰球封裝式蓄冰設備、冰板封裝式蓄冰設備。
　　二、冰蓄冷系統的原理
　　除某些工業空調系統以外，商用建筑空調和一般工業建筑用空調均為非全日空調，空調系統通常每天只需運行10～14小時，而且幾乎均在非滿負荷下工作。如果空調系統不采用蓄冷技術，機組的制冷量應滿足瞬時最大冷負荷的需要，此時，機組的容量比采用蓄冷時的機組容量要大很多，相應地初投資也要高。由此，常規空調聯合冰蓄冷技術的復合式系統的應用變得越來越廣泛。
　　1、冰蓄冷空調系統的蓄冷方式
　　蓄冰空調按照負荷分配不同分為兩種形式：全負荷蓄冰和部分負荷蓄冰。
　　全負荷蓄冰也稱負荷轉移，其策略是將電力高峰期的冷負荷全部轉移到電力低谷期。用電高峰時段制冷機不運行，供冷量全部由電力低谷和平峰時段蓄冰設備蓄存的冷量來承擔。運行費用顯著降低，但需配置較大的制冷機和蓄冰裝置，設備投資較高，且蓄冰裝置占地面積大。應用于峰值需冷量大且用冷時間短的建筑，如影劇院、大型會議室等特定場合。
　　全負荷蓄冰負荷分配如下圖所示，全天所需冷量B全部由低谷和平峰時段所蓄存的冷量A+C供給。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　圖全負荷蓄冰負荷分配圖
　　部分負荷蓄冰是將電力高峰時段的冷負荷部分轉移到低谷和平峰時段，電力高峰時段所需的冷量一部分由蓄冰設備供給，余下部分由制冷機供給。夜間用電低谷時段，制冷機蓄存一定的冷量，日間用電高峰時段，蓄冷設備釋冷供應所需的部分冷量，用戶初投資和運行費用均較低，廣泛運用于賓館、公寓、酒樓、辦公大樓、購物商場、廠房以及醫院等各類工業、民用建筑。部分負荷蓄冷系統可以按典型設計日制冷機基本為24小時工作設計，這樣，制冷機容量較小，蓄冷系統比較經濟合理，稱之為負荷均衡蓄冷，是目前常采用的蓄冷方法。
　　部分負荷蓄冰的負荷分配如下圖所示，高峰時段所需部分冷量B2由制冷機直接提供，部分冷量B1由低谷和平峰時段蓄冰設備所蓄存的冷量A+C供給。
　
　　
　　　
　　
　　圖部分負荷蓄冰負荷分配圖
　　2、冰蓄冷空調系統的取冷方式
　　融冰取冷過程按照冰層融化的方向不同分為兩種方式：內融冰方式和外融冰方式。
　　外融冰方式：溫度較高的空調回水直接送入盤管表面結有冰層的蓄冰水槽，使盤管表面上的冰層自外向內逐漸融化，故稱為外融冰方式。由于空調回水與冰直接接觸，換熱效果好，取冷快，來自蓄冰槽的供水溫度可低達1℃左右。此外，空調用冷水直接來自蓄冰槽，故可不需要二次換熱裝置。但是，為了使外融冰系統能夠達到快速融冰放冷，蓄冰槽內水的空間應占一半，也就是說蓄冰槽的蓄冰率不大于50%，故蓄冰槽容積較大。同時，由于盤管外表面凍結的冰層不均勻，易形成水流死角，而使冰槽局部形成永不融化的冰層，故需采取攪拌措施，以促進冰的均勻融化。如在蓄冰槽內設置水流擾動裝置，用壓縮空氣鼓泡，加強水流擾動，使換熱均勻。外融冰方式應盡可能每天都把管外所結的冰融化完，以免殘冰在再次充冷時堵塞外融冰時的水流通道，這就要求系統應該根據預測的負荷值來蓄冰，以免產生蓄存的冷量不夠用或多余的情況。
　　內融冰方式：來自用戶或二次換熱裝置的溫度較高的載冷劑（或制冷劑）仍在盤管內循環，通過盤管表面將熱量傳遞給冰層，使盤管外表面的冰層自內向外逐漸融化，故稱為內融冰方式。冰層自內向外融化時，由于在盤管表面與冰層之間形成薄的水層，其導熱系統僅為冰的25%左右，故融冰換熱熱阻較大，影響取冷速率。為了解決此問題，目前多采用細管、薄冰層蓄冰。此方式特點是管外可完全結冰，蓄冰槽制冰率高。
　　3、冰蓄冷空調系統的流程圖
　　冰蓄冷系統采用溫差可以較大的主機上游的串聯系統，熱泵機組與蓄冰設備聯合供冷時，乙二醇溶液首先經過熱泵機組在空調工況下降溫以保持較高效的工作，再經冰槽的冷卻使乙二醇溶液的溫度進一步降低，這樣板式換熱器的進出口處乙二醇溶液可以達到較大的溫差，從而使在相同的負荷條件下，串聯系統乙二醇溶液的流量較小，因此在相同的條件時串聯系統的乙二醇循環泵小于并聯系統，其設備投資和運行費用都優于并聯系統。而且串聯方式管路簡單、運行可靠。系統流程如下圖所示：
　　
　　
　
　　圖冰蓄冷空調系統流程圖
　　圖中的符號說明：V1、V2、V4、V6均為電動二通雙位閥，調節乙二醇流動方向；V3、V5為電動二通調節閥，為該系統的核心部件，可以精確控制進入板式換熱器的乙二醇溫度。蓄冰空調系統在融冰供冷工況下，從蓄冷裝置流出的冷水溫度在冰點附近甚至低于冰點，因此若不采取措施，就會在造成能量浪費的同時，還會危及到換熱器或末端設備。自控系統通過對冷媒水混水比例調節閥的閥門開度的調節，實現對冷水和回水的比例調節，從而將板式換熱器冷媒水側的進水溫度控制在設定值上，將蓄冷量的釋放限制在需要范圍內，既延長放冷時間，又確保下游設備的安全。
　　三、小結
　　本文介紹了蓄冷空調系統的設備分類，各種蓄冷介質的特點，水或冰蓄冷裝置的結構、外形和特點，詳細介紹了冰蓄冷空調系統的全負荷和部分負荷蓄冷方式、外融冰和內融冰釋冷方式的原理以及整個系統的流程圖，為冰蓄冷空調系統的研究應用提供參考。