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冰蓄冷空调技术的现状及其应用作者：谢家盼来源：《装饰装修天地》2016年第11期摘要：近年来，冰蓄冷空调技术得到了快速发展和广泛应用，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了蓄冷常用使用形式，并结合相关实践经验，从区域性蓄冷空调供冷站，以及冰蓄冷低温送风空调系统等多个角度，就蓄冷空调技术的发展前景展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：冰蓄冷；空调技术；现状；应用前言作为一项实际应用效果良好的技术，冰蓄冷空调技术的优势特点不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对冰蓄冷空调技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。
一、概述冰蓄冷空调以水或有机盐溶液作为蓄冷介质，在夜间运行制冷，将蓄冷介质转换成固态，在白天通过融化吸收热量，达到降温效果。
由于夜间为供电低谷时段电价较低，而白天处于用电高峰电价较高，冰蓄冷空调通过自身制冷蓄冷时段分别处于用电高峰和低谷时段的特点，既缓解了高峰时期的用电压力，提高用电低谷时段用电效率，同时也利用不同时段的电价差来节约用电费用，达到合理利用电力资源和减小国家电力工业建设投资的目的。
蓄冷技术在空调系统中的应用按存储介质的类型和存储介质的使用方式的不同可分为：水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐系统、气体水合物蓄冷；按工作原理可分为潜热蓄冷、显热蓄冷和热化学蓄冷；按照蓄冷持续时间可分为昼夜蓄冷和季节性蓄冷；按照蓄冷时制冷剂与罐内介质是否接触可分为直接接触式蓄冷和间接接触式蓄冷。
目前，冰蓄冷技术因其蓄冷槽容积小，冷损小（2%-3%），节约成本，能耗低等优势而被广泛研究和应用。
冰蓄冷系统又包络静态冰蓄冷和动态冰蓄冷。
动态冰蓄冷按不同的制冰方式分为片冰式、冰晶式、水与非相溶液体直接接触换热制冰、油水乳化动态制冰等。
相对于静态蓄冰，动态蓄冰系统最主要的特点是制冰装置和储冰装置分离，蓄冰过程中冰结到一定厚度通过融冰使冰与制冰装置分离，输送到储冰装置，蓄冰过程是多次冻结完成。
冰蓄冷空调系统的应用与经济分析1. 引言1.1 冰蓄冷空调系统介绍冰蓄冷空调系统是一种利用冰的蓄冷效应来降低空调系统运行能耗的节能技术。
通常在夜间电力供应较为充裕时，利用低峰电力时段制冷，将水制成冰块并存储起来。
白天高峰电力时段，通过冰蓄冷系统释放存储的冰块来提供冷却效果，从而降低空调系统的电能消耗。
冰蓄冷空调系统不仅可以减少耗电量，还可以优化电力利用效率，降低用电峰值，减少供电紧张情况发生的可能性。
冰蓄冷空调系统适用于各类建筑物，包括商业建筑、办公楼、酒店、医院等。
它不仅可以为建筑物提供舒适的室内环境，还可以降低空调系统的运行成本，节约能源资源。
由于冰蓄冷空调系统具有节能环保的特点，受到了越来越多企业和政府机构的重视和推广。
通过合理规划和设计，冰蓄冷空调系统可以有效地提高建筑物的能源利用效率，同时降低运行成本，为企业和社会带来可观的经济效益和环境效益。
1.2 冰蓄冷空调系统的优势1. 节能环保：冰蓄冷空调系统采用冷冻水进行储存和循环利用，相比传统空调系统，具有更高的能效比和节能效果。
在峰电时段利用低成本的电力制冷水，然后在用冷却的过程中，据需求释放制冷水中的冷量，降低建筑物的负荷需求，从而有效降低了建筑物的全年度电力需求。
2. 调峰平谷：冰蓄冷空调系统可以根据电网的峰谷电价差异，合理利用低谷时段的电力进行制冷水的储存，从而在高峰时段减少电力需求，降低用电成本。
3. 稳定性强：冰蓄冷空调系统储存的冷水可以提供长时间的稳定制冷效果，避免了传统空调系统频繁启停带来的温度波动，提高了室内舒适度。
4. 声音低：由于制冷机组设在噪音较大的低谷时段运行，采用隔音的冰箱组，可以有效降低室内外的噪音污染。
2. 正文2.1 冰蓄冷空调系统的原理冰蓄冷空调系统的原理是利用冰的蓄冷储能特性，在夜间低峰期通过制冷机组将水冷却至冰点以下并冻结成冰块，然后将这些冰块储存在特殊设计的冰块储存装置中。
白天高峰期，空调系统需要制冷时，冰块被融化而释放出储存的冷量，冷水通过冰块储存装置输送至空调系统的蒸发器，实现空调系统的制冷作用。
冰蓄冷储能示范作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述冰蓄冷储能作为一种新兴的储能技术，在能源管理和节能领域发挥着重要的作用。
它利用低峰时段的电能，将电能转化为冷能，然后储存起来，在高峰用电时释放出冷能，从而实现了能源的高效利用和需求的灵活调节。
冰蓄冷储能系统具有大容量、高效性、可靠性等优点，因此在建筑物空调、工业制冷、能源供应管理等领域具有广泛应用前景。
本文将对冰蓄冷储能的原理、应用领域以及其示范作用进行详细探讨。
首先，我们将介绍冰蓄冷储能的基本原理，包括冰蓄冷储能的工作原理和基本组成部分。
然后，我们将探讨冰蓄冷储能在建筑物空调、工业制冷以及能源供应管理中的应用领域，包括其在节能减排、电力峰谷填谷、可再生能源利用等方面的价值和潜力。
通过对冰蓄冷储能的示范作用的分析，我们将探讨其在能源领域中的重要作用。
冰蓄冷储能可以通过平衡电网负荷、提高节能效果、增强电力系统的稳定性等方面，为未来能源供应提供重要支持。
同时，我们也将对未来冰蓄冷储能技术的发展前景进行展望，包括其在能源管理、可再生能源发展等方面的应用前景。
综上所述，冰蓄冷储能作为一种新型的节能技术，具有广泛的应用前景和示范作用。
通过深入研究和应用冰蓄冷储能技术，我们可以实现能源的高效利用、电力系统的可靠稳定以及减少对传统能源的依赖，进一步推动可持续能源的发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的框架和主要内容安排，为读者提供一个清晰的大纲，使其能够更好地理解文章的组织结构和内容安排。
在介绍文章结构时，可以使用下述内容：本文将按照以下结构来组织论述内容：第一部分是引言部分，主要包括三个方面的内容：概述、文章结构和目的。
在概述中，将简要介绍冰蓄冷储能的背景和概念，引发读者对该技术的兴趣。
随后，将详细介绍本文的结构，包括各个部分的标题和主要内容，以便读者能够清晰地了解全文的组织结构。
最后，明确本文的目的，即通过论述冰蓄冷储能的示范作用和未来发展前景，提高读者对冰蓄冷储能技术的认识和了解。
冰蓄冷空调技术探讨与应用从冰蓄冷空调工作的原理，蓄冷方式，系统的流程配置等方面对冰蓄冷空调技术进行了一定的探讨，同时就其在北京周边的华北地区的应用进行了一定的分析。
标签：冰蓄冷空调；蓄冷系统；应用1 引言在夏季，我国各省市电力供应紧缺的形势日益严峻，特别是在大城市，白天时空调负荷量很大，在这种情况下，大城市应用蓄冷空调技术便是必不可少的。
因为蓄冷空调技术不仅可以很好地转移尖峰用电至低谷用电的时间段，也能在一定程度上改善城市峰谷供电平衡，减少电站新建数量和输配电的损失量，同时，采用蓄冷空调技术也可以起到削峰的作用。
现如今大部分的国家都在研究开发区域性蓄冷空调供冷站，冰蓄冷低温送风空调系统，开发新型的蓄冷空调机组等。
2 冰蓄冷空调工作的原理空调蓄冷的原理就在于其是将电网低谷时间段“便宜能源”储存起来，当处于需要用大量能量的峰值时段时，将事先贮存的冷能释放出来，满足峰值时期负荷的要求。
目前，由于各国着力研究空调工程的蓄冷，蓄冷方式种类比较多，如果按贮存冷能的方式来划分的话，则可以分为显热蓄冷和潜热蓄冷。
在夜间，由于电力负荷程度很低，则可以采用电动制冷机制冷，以使水结冰，进而利用冰的相变潜热达到冷量贮存的效果；而当白天电力达到高峰负荷时期时，便可以利用空调在工作时发出的热量将冰释冷，进而在一定程度上满足生产需要。
3 蓄冷常用方式3.1 水蓄冷系统水蓄冷系统的工作原理在于利用水的显热进行冷量蓄存，现如今这种方式的主要缺点在于：由于利用的是水显热进行冷量蓄存，但是水的蓄冷密度较低，所以可以利用的温差小，同时冷损耗大。
3.2 冰盘管式蓄冷系统冰盘管式蓄冷系统的工作原理在于采用载冷剂间接冷却，在冷却的过程中，低温载冷剂将从冷水机组进入盘管内循环，以使得管外的水转化为冰。
在释冷这个过程中，将空调系统的回水送入到蓄冰槽中去，与管道外部的冰接触，以使得冰融化，进而达到制冷的效果。
3.3 冰晶式蓄冷系统冰晶式蓄冷系统的工作原理在于将水与乙二醇或丙二醇的混合溶液的温度降至冻结点温度以下，以使其产生冰晶。
冰蓄冷区域能源站运行策略优化分析过仕佳莫理莉李卓敏（华南理工大学建筑设计研究院有限公司，广州市510640）Operation Strategy Optimization Analysis of Regional Energy Stations in Ice StorageGUO ShijiaMO LiliLI Zhuomin（Architectural Design &Research Institute of SCUT Co.，Ltd.，Guangzhou510640，China ）Abstract ：Based on the intensive construction project of the urban substation and regional energy station in Qianhai ，Shenzhen ，the installation scheme and operation strategy of the ice⁃storage energy station are optimized from the perspective of improving the gridpowerloadcurveandanalyzedunderthecomparison with traditional schemes in terms of powerload optimization and investment economy.The result shows that by adopting the optimized operation scheme ，a higher peak load shifting rate is achieved ，but it leads to a significant increase in initial investment.If only the maximum effect of peak load shifting isconsidered for the optimization objective ，the economic benefit obtained through the peak⁃valley price difference is not enough to offset the increased initial investment.Keywords ：icestorage ；regionalenergystation ；installation scheme ；operation strategy ；peak loadshifting ；loadcharacteristics ；optimizationanalysis ；economic benefit摘要：基于深圳前海城市变电站与区域能源站集约建设项目，从改善电网用电负荷曲线的角度对冰蓄冷能源站装机方案和运行策略进行优化，并从电负荷优化效果和投资经济性两方面与传统方案进行对比分析。
广东省物价局关于广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价的通
知
正文：
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 广东省物价局关于广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价的通知
（二○一○年三月二日粤价〔2010〕46号）
广州市物价局，广东电网公司：
为实现电力负荷移峰填谷，提高能源利用效率，优化电力资源配置，同意广州大学城和珠江新城集中供冷系统试行蓄冷电价政策。
现就有关问题通知如下：
一、试行蓄冷电价政策的范围限于广州大学城和珠江新城安装蓄冷装置的集中供冷系统。
蓄冷设备应单独安装分时计量装置，并仅对其电量实行蓄冷电价。
二、蓄冷电价标准为每千瓦时30分，其中含水库移民后期扶持基金0.88分、城市建设附加费1.4分、三峡工程建设基金0.7分和可再生能源电价附加0.4分。
蓄冷电价的适用时间为每天00：00－8：00，其它时段按用电户的规定电价执行。
三、上述规定自2010年1月1日起执行。
——结束——。
动态冰蓄冷技术在数据中心的应用
动态冰蓄冷技术在数据中心的应用主要是为了解决数据中心散热的问题，提高能效，并降低运营成本。
以下是动态冰蓄冷技术在数据中心的具体应用方面：
1. 高效散热：动态冰蓄冷技术利用夜间电力低谷时段，通过制冷机组将冷凝水制成冰，然后将冰应用于数据中心空调系统中，以提供冷却效果。
相比传统冷却方式，动态冰蓄冷技术具有更高的冷却效率，并且能够大幅度降低数据中心的耗电量。
2. 能源储存：动态冰蓄冷技术可以将夜间的低成本电能转化为冰的形式储存起来，在白天高峰期使用，实现能源的平衡利用。
这种方式可以减少对昂贵的电力峰值需求，降低数据中心的能源成本。
3. 空调控制优化：动态冰蓄冷技术可以与数据中心的空调系统相结合，通过智能化控制来优化空调运行。
根据数据中心的实际热负荷情况，控制制冷机组的运行，使其在高峰期发挥最大效果，同时在低峰期充分利用冰蓄冷系统对数据中心进行冷却。
4. 应急备用：动态冰蓄冷技术可以作为数据中心的应急备用冷却系统，当主要制冷设备发生故障或停机时，冰蓄冷系统可以立即发挥作用，提供冷却效果，保证数据中心的运行稳定性。
总之，动态冰蓄冷技术在数据中心的应用可以提供高效的散热解决方案，提高能源利用率，并降低运营成本。
水蓄冷案例
水蓄冷是一种利用水的特性来储存和释放热量的技术。
它通常用于建筑空调系统中，可以在低峰时段利用低成本的电力来制冷并储存冷水，然后在高峰时段释放冷水来降低室内温度。
以下是一个关于水蓄冷的案例：
某大型购物中心水蓄冷供热案例：
1. 设计方案：购物中心采用了水蓄冷技术来实现空调供热。
在低峰时段，使用低成本的电力来运转制冷机组，制冷机组通过制冷循环将室内空气中的热量吸收并转移到水中，将水降温。
冷水经过蓄冷水箱储存，以备在高峰时段供热使用。
2. 实施过程：购物中心在建设过程中充分考虑到水蓄冷技术的应用，特别设计了一个大型的蓄冷水箱。
蓄冷系统采用了先进的自动化控制技术，可以通过智能化的系统监控和调节水温。
在每天的低峰时段，制冷机组运转，将冷水通过管道输送到蓄冷水箱，同时将室内的热量吸收到水中。
在高峰时段，系统通过管道将冷水输送到空调机组，将冷水的冷量释放到室内空气中，降低室内温度。
3. 应用效果：这种水蓄冷供热方案使购物中心的供热系统更加高效和节能。
它可以在夜间或低负荷时段利用低成本电力进行制冷制水，减少了高负荷时段的用电成本。
同时，水蓄冷系统的运行也减少了二氧化碳的排放量，有利于环境保护。
通过这种系统，购物中心可以提供更加舒适的室内环境，并且节约了
能源成本，提高了商场的可持续发展能力。
总的来说，水蓄冷技术在大型建筑物的空调系统中具有广泛的应用前景，可以提高能源利用效率和降低碳排放量，使建筑更加环保和节能。
冰蓄冷区域供冷在珠江新城的应用
冰蓄冷区域供冷在珠江新城的应用
引言
本项目是广州市重点配套工程，投资单位是广州珠江新城能源有限公司，采取中外合作进行建设和运营，负责向珠江新城核心区内的高档商业楼宇提供低温冷冻水进行区域供冷，系统总装机容量为30000冷吨，蓄冰量82080RTH，分两个阶段进行建设。
工程概况
冷站的建设用地位于珠江新城临江大道猎德路段以南，猎德水闸以东的江边绿化带内。
地块长127米，宽55米，面积6985平方米，集中供冷用户情况如表1所示。
表1供冷用户情况
集中供冷应用技术说明
在没有实行集中供热前，冬天时家家户户烧火取暖，这种原始的用能方式既浪费能源，又污染环境。
北方实行热力站集中供热方式后，在节约能源的同时也保护了环境。
南方地区冬天烧火取暖的时间很短或基本不烧火取暖，但夏天却要用空调降温。
目前，不管是南方和北方的住宅、宾馆、酒店、商店、办公楼等几乎所有的建筑物，都安装了分体式空调或中央空调，特别在南方地区尤其是在广东，一年四季使用空调降温的时间都很长，空调降温需要消耗大量的能源。
区域供冷站的供冷方式与北方冬季时的集中供热方式十分类似。
这种供冷方式实际上就是以区域冷站作为冷源和能量中心，通过区域空调管网向周边建筑提供调温用的冷水，满足博物馆、酒店、学校、医院、商场、写字楼等不同用户的用冷需求。
很明显，与集中供热一样，集中供冷方式将会大大提高能源
的利用率，通过采用大型设备、集中管理和操作，降低总投资，提高设备效率
和使用效率，降低管理成本。
在国外，都已经建成了诸多城市型的集中供冷项目，如美国芝加哥区域供
冷项目如图1所示，日本光が丘园地区域供冷如图2所示，品川八潮园地、日
本东京都晴海区域供冷如图3所示。
图1美国芝加哥供冷项目(红圈为冷站)
图2日本光が丘园地(白色区域为区域供冷地区)
图3品川八潮园地、日本东京都晴海区域供冷(白色区域为区域供冷地区)
集中供冷技术的社会效益
集中供冷技术通常采用冰蓄冷技术，冰蓄冷在制冷过程中同样也需要能源，这种供冷方式实现能源的节约与电厂发电、电网供电和供冷的集中方式有密切
的联系，具有如下好处，具体说明如下：
1.实现电力"削峰填谷"，转移电力高峰负荷，平衡电力供应；
2.降低总电力负荷，减少电力需求，缓解建设新电厂(机组)的压力；
3.提高电厂侧发电效率从而提高能源的利用效率，减少电厂侧空气污染物
的排放，减少建筑物侧CFC和燃烧物的排放；
4.提高城市基础设施的档次，有利于招商引资；
5.节省用户对空调系统的投资、改造、运行维护等费用，利用峰谷电价差，降低空调系统运行费用。
人们生产生活等活动主要集中在每天上午8时至夜间10时这段时间。
在这段时间中，所有的用电设备都在先后运行着，为保证电力供应，电厂在这段时
间内就需要全力发电，电网就需要全力供电，这时电厂和电网的负担都很重。
到了午夜，多数工厂的用电设备、办公及生活用电设备不运行，人们也休息了，这时电厂和电网的负担就很轻。
这种白天和夜间的电力运行特点可用一条曲线
表示出来。
白天用电很多时，电力运行曲线就出现"山峰"现象，而在夜间用电不多时，电力运行曲线就出现"山谷"现象。
由于在电力运行曲线出现"山谷"现象时，电厂的发电机组并不能停机，这时仍然要消耗能源来保持发电机组的运行状态以便随时供电，电厂、电网的夜间运行效率不高，能源利用效率处于较低的水平。
如果能够把白天和夜间的用电需求平衡一下，将电力运行曲线的"山峰"削去一点，把"山谷"填上一点，就能够大大地提高电厂和电网的运行效率，从而提高能源的利用效率。
冰蓄冷系统就能够实现这种功能。
图4办公楼全日用电情况图5采用冰蓄冷后全日用电情况
冰蓄冷技术应用的基本原理就是利用夜间低谷时的电能来制冰并将冰蓄存起来，在白天用电高峰的时候，用蓄存的冰作为冷源供给空调系统，这样白天很多空调设备就不必要运行了，减轻了白天电网的高峰负荷，达到了电网"削峰填谷"提高能源利用效率的目的。
同时，由于实施的是集中供冷的方式，减少了空调降温所要消耗的能源。
图6夜间低谷电流蓄冰图7白天用夜间蓄冰进行供冷
根据美国制冷协议以及加州能源组织统计，仅在加州，在过去10年内，全美国的冰蓄冷技术应用相当于减少了3个750 MW的基载电厂或25个100MW级的削峰电厂(数据来自美国制冷协会和加州能源组织的报告：。
总之，冰蓄冷区域供冷项目建设，将实现现代城市供冷方式由常规机房制冷到低谷蓄冰制冷、由按户分散供冷到相对集中区域供冷两方面重大改变。
冰蓄冷区域供冷项目的"削峰填谷"作用，将对节能减排发挥十分重要的作用。
本工程技术先进性以及先进技术的应用
珠江新城区域供冷项目聘请了美国IMUX公司作为本项目技术顾问，借鉴了国内外诸多区域供冷项目的经验和教训，采用的先进技术包括：
选用高效三级离心主机、提高冷水主机制冰时的冷媒输出温度
空调冷水主机蒸发器的冷媒输出温度每降低1oC，主机的运转效率就下降约3%。
国内外现有的采用冰蓄冷技术的区域集中供冷项目上多采用-8 oC的主
机蒸发器冷媒输出温度来进行制冰循环。
在珠江新城项目上，在国内同类项目
上首次实现了采用-6oC的冷媒输出温度进行制冰循环，并因主机工作效率的提升，在制冰工况下的主机耗电量将减少6%-7%，同时也选择了能效比更高的三
级离心式制冷主机，同等条件下三级离心双工况主机的能效比COP值较同类型
的螺杆机组高4-5%，因此综合比较在制冰工况下的主机耗电量将减少10%以上。
优化工艺流程设计
在国内现有的冰蓄冷集中供冷项目上，都是采用设置融冰板换的方式将冰
槽中储蓄的冷量转换到外管网中，并供应给末端用户。
但这种配置会增加最少
1度的换热温差(如果冰槽中的水温为2oC，则输入外管网的水温至少在3oC以上)，并且系统需要配置融冰水泵(在融冰时，将冰水在冰槽与融冰板换的一次
侧之间循环)，同时增加板换后一次冷冻水的扬程将远大于目前通过冰槽的阻力(近似为零)，两者累计会使整个冰蓄冷冷站系统的运行电耗增加超过10%。
另外，取消了融冰板换后，单融冰时将不需要运行板换冷冻水一次泵，直接启动
二次冷冻水泵即可向末端供冷，在高峰时段尤其在过渡季节单融冰的时间将较长，这样将不需要运转板换一次冷冻水泵，水系统的节能效果更明显。
选择有利于水系统节能的主机、板换设备
区域供冷项目中，由于供冷范围大，水系统的行程非常长，导致水泵尤其
是冷冻水泵的功率非常大，水系统的运行费用也相对较高。
为降低水泵的运行
功率。
本项目所有主机的蒸发器和冷凝器都选用单回程，这样阻力最小，压损
小于50kPa，水泵的扬程最大限度地降低，大幅度节省水泵运行费用。
另外本
项目的所有板式热交换器全部选用压损小于50kPa的低压损板。
按照当前选定的水泵流量近似计算，选择以上设备型式，冷冻、冷却、乙
二醇泵的轴功率即输入功率可减少超过500kW。
冰蓄冷自控系统开发
冰蓄冷系统的能耗基本上可以分为生产能耗和输送能耗，分别指运转冷水
主机及配套设备产生要求的低温冷冻水，以及运转二次冷冻泵将冷冻水通过管
网输送到用户端。
如果仅靠运行人员进行手工操作的话，则系统的运转无法准
确的安照负荷需求进行，或者无法及时跟上负荷的变动，两者都会造成系统能耗的增加
为此，我们专门开发了负荷预测软件系统，该系统可以自动累积和分析历史负荷变动数据，并自行学习进行负荷预测，为运行人员提供第二天的空调逐时负荷数据和柱状图，帮助确定晚间的蓄冰量，以及第二天的运行策略。
基于该软件的帮助，运行人员将可以方便的以最节能的方式安排系统的生产。
能源管理与节能控制软件开发
为实现珠江新城核心区集中供冷项目商业运作目的，在该项目上采取了分户计量结合二次冷冻水系统变频的节能措施，即一户一表，并将瞬时的冷量负荷数据随时回传到自控中心，自控中心则随时依据回传数据调节二次冷冻水系统地流量，使系统输送的冷量随时跟随空调负荷的实际变化。
可以避免在手动操作的系统中，当实际负荷降低后，因温度变化的惰性，运行人员无法及时发现负荷变化，并削减供冷量，造成二次冷冻泵空转耗能。
通过分析主机的部分负荷性能参数(NPLV)和水泵、水塔效率曲线、计算各时段电价的冷价，优化冰蓄冷系统的节能运行，最大限度降低机房设备运行费用。
同时引入国外建筑物负荷分析软件，进行二次开发成为客户端能源管理分析软件，分析用户的能源使用状况、为客户降低能耗提供服务。
