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一、概述
象集中供暖一樣向居民小區(qū)或其它建筑物集中供冷，青島太陽風(fēng)環(huán)境能源有限公司通過自然冷能蓄冷系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于小到一棟獨(dú)立別墅，大到10萬平方米以上的居民小區(qū)，都可以通過無商品能耗自然冷能蓄冷系統(tǒng)將冬天的自然冷能自動(dòng)導(dǎo)入地下蓄冷池，地下蓄冷池以水作為蓄冷介質(zhì)，通過冰水相變蓄冷。1立方米的冰大約可以貯存100千瓦時(shí)的冷量，扣除貯存損耗，約10立方米的冰即可為北京地區(qū)1戶居民提供空調(diào)冷源。
二、空調(diào)系統(tǒng)
類似于現(xiàn)行中央空調(diào)系統(tǒng)，集中供冷自然冷能空調(diào)系統(tǒng)由相當(dāng)于普通中央空調(diào)主機(jī)的地下蓄冷池、循環(huán)管路、室內(nèi)末端3部分組成。其中循環(huán)管路、室內(nèi)末端與普通中央空調(diào)完全兼容或完全一樣。
三、性價(jià)比
以北京地區(qū)一棟建筑面積3000平方米公寓樓為例，地下蓄冰池體積600立方米；包括鋼筋混凝土池體、保溫、防滲、熱管自然冷能自動(dòng)導(dǎo)冷裝置在內(nèi)總造價(jià)為30萬元。即每平方米建筑增加造價(jià)100元，對(duì)于1平方米5000元的房價(jià)，只占2%。而貯存的冷量1個(gè)夏天可節(jié)約電費(fèi)約6萬元；按30住戶平均分?jǐn)?，每戶可以?jié)約電費(fèi)約2000元，5年即可回收地下蓄冷池工程投資。
由于循環(huán)水溫度比普通空調(diào)更低，約為5度；因而循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)功率更小。循環(huán)泵功率：3kW，平均1W/ M2，風(fēng)機(jī)功率1.8 kW，平均0.6W/ M2，合計(jì)：4.8 kW，平均1.6W/ M2。按30住戶平均分?jǐn)?，每戶耗電功?60W，與照明耗電相當(dāng)。以400小時(shí)的開機(jī)時(shí)間計(jì)，100M2建筑面積住宅整個(gè)制冷季節(jié)耗電僅60 kWh。
空調(diào)末端及管道與普通水循環(huán)式中央空調(diào)末端完全一樣，可以對(duì)已有的中央空調(diào)進(jìn)行改造。
集中供冷自然冷能空調(diào)系統(tǒng)相當(dāng)于普通中央空調(diào)主機(jī)的地下蓄冷池?zé)o運(yùn)動(dòng)部件，基本不需維護(hù)，系統(tǒng)使用壽命超過20年，且運(yùn)行安全、穩(wěn)定、安靜。
循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)盤管可以直接計(jì)入每戶普通耗電收費(fèi)，集中供冷設(shè)施投資從房屋價(jià)格加價(jià)中一次性收取，集中供冷設(shè)施管理費(fèi)用從物業(yè)管理費(fèi)中收取或從房屋價(jià)格加價(jià)中預(yù)收；非常便于管理。
四、工程示例及適應(yīng)范圍
青島太陽風(fēng)環(huán)境能源有限公司已于2003年12月在青島建立了蓄冰50立方米的試驗(yàn)工程；2005年2月在遼寧建立了蓄冰500立方米的示范工程，自然冷能蓄冷池為地下2.5米，地上3.5米的半地下結(jié)構(gòu)，并成功應(yīng)用于1500立方米自然冷能蓄冷冷庫的冷源。
中國東北、西北、華北以及其它北方地區(qū)均適合集中供冷自然冷能空調(diào)系統(tǒng)的建造。分體式及建筑一體式太陽能制冷系統(tǒng)也已經(jīng)完成技術(shù)儲(chǔ)備；以上所有技術(shù)均已申報(bào)專利，多數(shù)已經(jīng)授權(quán)或公開。
蓄冷池可以建在地下。對(duì)于建筑面積3000平方米公寓樓，地下蓄冰池體積600立方米，僅需占地100平方米且為地下空間?！ ⊙h(huán)泵、風(fēng)機(jī)盤管可以直接計(jì)入每戶普通耗電收費(fèi)，集中供冷設(shè)施投資從房屋價(jià)格加價(jià)中一次性收取，集中供冷設(shè)施管理費(fèi)用從物業(yè)管理費(fèi)中收取或從房屋價(jià)格加價(jià)中預(yù)收；非常便于管理。集中供冷自然冷能空調(diào)系統(tǒng)特別適合運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館等瞬時(shí)制冷負(fù)荷很大但全年制冷負(fù)荷較小的場(chǎng)所。比如，對(duì)于一個(gè)瞬時(shí)制冷負(fù)荷2000千瓦，但1個(gè)制冷季節(jié)平均只使用20次，每次平均使用2.5小時(shí)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館，則全年制冷量為10萬千瓦時(shí)，只需要1500立方米的地下蓄冰池，占地面積300平方米且為地下，地上可以種植草坪，不影響環(huán)境。投資60萬元且每年節(jié)電10萬千瓦時(shí)；而制冷功率2000千瓦的普通空調(diào)制冷機(jī)組僅主機(jī)部分造價(jià)至少200萬元。集中供冷自然冷能空調(diào)系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能、價(jià)格優(yōu)勢(shì)，將對(duì)傳統(tǒng)的空調(diào)市場(chǎng)產(chǎn)生巨大的沖擊。
蓄冷池有序凍結(jié)過程所形成的圓柱體冰柱 蓄冷池水體完成凍結(jié)
附：不同大小集中供冷空調(diào)蓄冷池模型及工程造價(jià)詳細(xì)計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果
一、建筑物模型
編號(hào) 建筑物類型 建筑面積（M2） 制冷負(fù)荷(kW) 制冷時(shí)間(h) 制冷耗電（kWh） 冰體貯存時(shí)間（D） 蓄冰體積（M3） 單位建筑面積所需蓄冰體積
1 別墅 300 15 400 6000 100 60 0.20 2 公寓 3000 135 300 40500 100 400 0.13 3 賓館 10000 600 540 324000 100 3000 0.30 4 住宅小區(qū) 100000 4500 240 1080000 100 10000 0.10 [1] 編號(hào)說明： 1、建筑面積300平方米別墅 2、建筑面積3000平方米公寓 3、建筑面積1萬平方米賓館 4、建筑面積10萬平方米住宅小區(qū) [2] 制冷負(fù)荷說明：
1、單位建筑面積負(fù)荷50W/M2 2、單位建筑面積負(fù)荷45W/M2 3、單位建筑面積負(fù)荷60W/M2 4、單位建筑面積負(fù)荷45W/M2 [3] 制冷時(shí)間說明：
1、10 h/D，同時(shí)使用系數(shù)0.5，使用天數(shù)80 D 2、10 h/D，同時(shí)使用系數(shù)0.5，使用天數(shù)60 D 3、12 h/D，同時(shí)使用系數(shù)0.5，使用天數(shù)90 D 4、8 h/D，同時(shí)使用系數(shù)0.5，使用天數(shù)60 D [4] 冰體貯存時(shí)間說明：
以北京為例3月10日~6月20日 [5] 0~22℃顯熱及蓄冰體向周圍放射分布的顯熱可以抵消冰體貯存整個(gè)周期180天冷量損耗
[6]氣候模型以北京為例
[7]地質(zhì)模型為施工深度無地下水，承載力較大的土壤地基
二、地下蓄冰池模型 編號(hào) 長×寬×高（M） 分割間數(shù)及大小/造價(jià)（萬元） 保溫面積（M2）及造價(jià)（萬元） 防滲面積（M2）及造價(jià)（萬元） 蓄冰體積（M3）及熱管造價(jià)（萬元） 蓄冰體造價(jià)（萬元）/單位體積造價(jià)（元/ M3）/單位面積造價(jià)（元/ M2）
1 5×4×3 1（5×4×3）/1.88 94/0.376 74/0.296 60/0.9 3.452/575/115 2 10×8×5 2（5×8×5）/7.44 340/1.36 260/1.04 400/6.0 15.84/396/53 3 25×20×6 5（5×20×6）/38.48 1540/6.16 1040/4.16 3000/45.0 93.8/313/94 4 45×40×6 9（5×40×6）/123.12 4620/18.48 2820/11.28 10800/162.0 314.88/292/32 [1] 編號(hào)說明： 1、建筑面積300平方米別墅，蓄冰體積60M3 2、建筑面積3000平方米公寓，蓄冰體積400M3 3、建筑面積1萬平方米賓館，蓄冰體積3000M3 4、建筑面積10萬平方米住宅小區(qū)，蓄冰體積10800M3 [2] 混凝土量及造價(jià)說明：
1、94×0.25×800=18800 2、340×0.25×800+8×5×0.2×800=74400 3、1540×0.25×800+20×6×0.2×4×800=384800 4、4620×0.25×800+40×6×0.2×8×800=1231200 三、蓄冷損耗計(jì)算
編號(hào) 長×寬×高（M） 散冷功率（W） 散冷時(shí)間（h） 散冷量（kWh） 折算蓄冰體（M3） 損耗比例（%）
1 5×4×3 495/406 180×24 2138 22 35.6/29.2 2 10×8×5 1800/1516 180×24 7776 78 19.4/16.4 3 25×20×6 12075/7720 180×24 52164 522 17.4/11.1 4 45×40×6 25350/25020 180×24 109512 1096 10.1/10.0 [1] 池頂計(jì)算溫差（℃）：15
[2] 池底計(jì)算溫差（℃）：7.5 [3] 池壁計(jì)算溫差（℃）：10 [4] 傳熱系數(shù)：0.5W/ M2·℃ [5] 散冷功率從頭計(jì)算： 假設(shè)土壤導(dǎo)熱系數(shù)1.5W/ M·℃，池壁、池底土壤穩(wěn)定溫度15℃，凍結(jié)期間放射擾動(dòng)土層厚度5M，則土壤+XPS板傳熱系數(shù)為： （5/1.5+0.05/0.03）-1=0.2 W/ M2·℃ 池頂溫度20℃，覆土厚度0.75M，則土壤+XPS板傳熱系數(shù)為： （0.75/1.5+0.05/0.03）-1=0.46 W/ M2·℃ 散冷功率從頭計(jì)算： 1、0.46（20×20）+0.2（20×15+54×15）=406 2、0.46（80×20）+0.2（80×15+180×15）=1516 3、0.46（500×20）+0.2（500×15+540×15）=7720 4、0.46（1800×20）+0.2（1800×15+1020×15）=25020 [6]以上計(jì)算均未計(jì)冰水表面和池頂之間至少0.3M厚的空氣夾層保溫，結(jié)果是保守的；同時(shí)如果加厚頂板XPS板厚度或覆土層厚度也可以進(jìn)一步減少冷量損耗 四、性價(jià)比
1000 M3投資回收期將小于4年，10000 M3投資回收期將小于3年；1000 M3損耗比例將小于15%，10000 M3損耗比例將小于10%。1000~10000 M3屬于經(jīng)濟(jì)的規(guī)模；更小則性價(jià)比迅速減小，更大則性價(jià)比增加緩慢。
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