為得到二級蓄冷機組在不同蒸發器進口溫度下，機組和整個蓄冷系統效率隨低溫冷卻水溫的變化規律，本文搭建了乙二醇蓄冷系統實驗臺和地源熱泵實驗臺，由一級地源熱泵實驗臺負責二級蓄冷機組低溫冷卻水的供給。通過試驗得到，在蒸發器進口溫度一定時，降低冷卻水進口溫度可有效提高機組的效率，但冷卻水溫并不是越低越好，需綜合考慮整個系統的運行狀況。

1、前言

　　蓄冷空調技術，指的是在不需要冷量或需冷量很少的時間段，利用制冷設備將蓄冷介質中的熱量移出，進行冷量儲存，然后將此冷量在空調用冷或工藝用冷高峰期使用，以滿足需求。由于蓄冷空調具備削峰填谷、平衡電力負荷，減少機組的裝機容量以及節省空調用戶的電力花費等優點引起人們高度重視。常規蓄冷空調系統采用雙工況機組利用冷卻塔進行排熱，冷卻水進口水溫約為32℃，在蓄冷工況下機組的效率較低，過冷度較大，同時制冷量相對于空調工況要下降24%～66%。要使機組在蓄冷和空調工況都保持較高效率，技術和工藝要求高，成本昂貴。

　　本文針對蓄冷過程機組效率較低的問題，搭建了雙級復疊式蓄冷試驗系統，研究以地源熱泵系統作為復疊式系統中的一級制冷機組，為二級蓄冷機組提供低溫冷卻水時，二級蓄冷機組在不同冷卻水進口溫度和蒸發器進口溫度下機組的能效變化。由于系統具備地源熱泵冷水機組和蓄冷機組進行復疊，對于充分利用改造后冷水機組節省改造運行費用，提高蓄冷機組效率以及對蓄冷系統在不同蓄冷工況下選擇適宜冷卻水溫和系統設計具有一定的參考價值和重要意義。

2、試驗系統

　　2.1、試驗原理

　　復疊式試驗系統由搭建的一級地源熱泵制冷系統、二級蓄冷系統及數據采集系統組成，圖1為試驗系統原理圖。二級蓄冷系統由單工況蓄冷制冷系統構成，包括蓄冷機組的壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流閥以及加熱器與蓄冷罐;一級制冷系統由地源熱泵機組和地埋管系統構成。

圖1 試驗測試系統原理

　　該系統的工作原理為:運行一級地源熱泵系統產生溫度不同的低溫冷凍水，二級蓄冷機組則利用一級地源熱泵產生的低溫冷凍水作為冷卻水并實現向乙二醇溶液蓄冷的目的。其中加熱器負責消耗蓄冷機組的冷量，維持試驗過程中二級蓄冷機組蒸發器進口溫度恒定。

　　2.2、試驗設備與儀器

　　本試驗系統由一級地源熱泵系統和二級乙二醇蓄冷試驗系統組成，其中一級地源熱泵制冷機組的壓縮機型號為503FSV2-F，額定功率3.7kW;二級蓄冷機組的壓縮機型號為ZB38KQE-TFD-558，額定功率3.2kW。加熱器型號為DR1-5，額定功率5kW。

　　數據采集系統:試驗采用JC180采集系統，測溫探頭為PT1000，共布置10個數據采集點，包括蒸發器和冷凝器進出口溫度、蓄冷罐溫度、壓縮機排氣和吸氣壓力、蓄冷機組與一級制冷機組壓縮機的功耗，蒸發與冷卻循環流量等。試驗中機組的功率和流量分別利用功率計和渦輪流量計測量，并通過JC180采集系統記錄。JC180可實現機組運行各參數的實時記錄，并利用華為E5830無線傳輸到試驗相應網址中，使人員在任何地點都可以隨時上網查看和保存數據。

5、結論

　　(1)降低冷卻水進口溫度可有效減少蓄冷時間，并且在同樣冷卻水進口溫降時，高溫冷卻水換來的制冷效果增加量更為明顯;

　　(2)蒸發器進口溫度一定，隨冷卻水進口溫度降低，蓄冷機組COP逐漸增加，但增加的幅度逐漸減小。蒸發器進口溫度越高，隨著冷卻水進口溫度的降低，機組的COP增加越快;

　　(3)冷卻水進口溫度一定，隨蒸發器進口溫度降低，蓄冷機組COP逐漸降低，并且在接近機組的極限制冷溫度附近時效率迅速減小。冷卻水進口溫度越低，隨著蒸發器進口溫度的降低，機組COP減小越快;

　　(4)試驗采用雙級復疊來降低冷卻水進口溫度可有效提高蓄冷機組的制冷效率，蒸發器進口溫度一定時，系統存在最佳冷卻水進口溫度;

　　(5)采用雙級復疊可充分利用改造后冷水機組，節省改造費用，提高機組效率以及對于系統在不同蓄冷工況下選擇適宜冷卻水溫有重要意義。