空调制冷第三讲(2)冰蓄冷技术

1、冰蓄冷简介 什么是蓄冰空调？什么是蓄冰空调？ 蓄冰空调系统，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电蓄冰空调系统，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电制冷机制冷，将冷量以冰的形式贮存起来。在电力负荷较高的白天，制冷机制冷，将冷量以冰的形式贮存起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把贮存的冷量释放出来，以满足建筑物空调负荷也就是用电高峰期，把贮存的冷量释放出来，以满足建筑物空调负荷的需求。同时，在空调用量较小的春秋季，减少电制冷机的开启，尽的需求。同时，在空调用量较小的春秋季，减少电制冷机的开启，尽量融冰释冷，满足空调负荷。由此可见，蓄冰空调系统是量融冰释冷，满足空调负荷。由此可

2、见，蓄冰空调系统是“转移用电转移用电负荷负荷”或或“平衡用电负荷平衡用电负荷”的有效方法。的有效方法。冷水机组使用廉价电力在夜间蓄冰冷水机组使用廉价电力在夜间蓄冰冰块在高峰时段融化，为建筑物供冷冰块在高峰时段融化，为建筑物供冷冰蓄冷空调系统常用名称解释冰蓄冷空调系统常用名称解释: 蓄冰率（Ice Packing Factor）：在冰蓄冷空调系统中，蓄冰槽内的水不一定全部结成冰，常采用蓄冰率来衡量蓄冰槽内冰所占有的体积份额， IPFV1/V2100 式中：V1蓄冰槽内冰占有的容积（m3） V2蓄冰槽的有效容积（m3） 融冰能力（Discharge Capacity）：指蓄冰槽中的冰实际可融解用于

3、空调的蓄冷量。通常蓄冰槽中不冻液流速分布比较均匀的，其融冰能力就大，反之则小。 冰蓄冷空调系统的使用场合 1商场、宾馆、饭店、办公楼等冷负荷高峰和用电高峰基本相同，商场、宾馆、饭店、办公楼等冷负荷高峰和用电高峰基本相同，持续时间长的场合。（例如：清华智能楼、持续时间长的场合。（例如：清华智能楼、 中央广播电台）中央广播电台） 2 2体育馆、展览馆、影剧院等冷负荷大，持续时间短的场所。体育馆、展览馆、影剧院等冷负荷大，持续时间短的场所。 3 3制药、食品加工、啤酒工业、奶制品工业等用冷量大，绝大多数空制药、食品加工、啤酒工业、奶制品工业等用冷量大，绝大多数空调负荷集中在白天的制造业。调负荷集中在

4、白天的制造业。 4 4现有空调系统能力已不能满足负荷需要，需要扩大供冷量的场所，现有空调系统能力已不能满足负荷需要，需要扩大供冷量的场所，这时可以不增加主机，改造成冰蓄冷系统最有利。这时可以不增加主机，改造成冰蓄冷系统最有利。蓄冰空调的收益减少制冷主机的装机容量和功率，可减少减少制冷主机的装机容量和功率，可减少30%-50% 30%-50% 使空调冷水机组更平稳地运行，提高冷水机组的利用率和使用寿命。使空调冷水机组更平稳地运行，提高冷水机组的利用率和使用寿命。减少相应的电力设备投资，如：变压器、配电柜等减少相应的电力设备投资，如：变压器、配电柜等 减少机房设备维护减少机房设备维护减少空调系统运

5、行费用减少空调系统运行费用 ，分时电价差越大，业主越省钱，分时电价差越大，业主越省钱作为应急冷源，停电时可利用自备电力启动水泵溶冰供冷，作为应急冷源，停电时可利用自备电力启动水泵溶冰供冷， 减少应急减少应急发电系统投资发电系统投资减少电机机房有效占地面积减少电机机房有效占地面积蓄冰系统和大温差系统和低温送风系统相结合，可进一步降低初期投蓄冰系统和大温差系统和低温送风系统相结合，可进一步降低初期投资，有利于提高空气品质资，有利于提高空气品质储冰装置分类 1、直接蒸发制冰。a.金属盘管外融冰式。b.片冰机、管冰机、板冰机等机械制冰。c.冰晶式 2、间接式a.金属（蛇形）盘管内融冰式。b.螺旋状塑料

6、盘管、U型塑料管。c.容器式：如冰球、冰板、冰管等。片冰机示意图金属盘管外融冰式7-10C冰水2-4C冰水冰水泵储冰槽空气泵冷凝器-5C膨胀装置冷却水泵-2C压缩机空调箱冰晶式储冷自负荷去负荷冰球储冷间接蒸发制冰盘管式制冰原理压缩机37 C32 C冷凝器蒸发器膨胀阀蓄冰盘管0C水泵C-5间接蒸发制冰C12C7盘管式融冰原理集水器分水器蓄冰盘管C5C10内融式和外融式内内 融融 式式冷媒冷媒（ （因为水不流动，所以因为水不流动，所以IPF有可能达有可能达90%以上）以上）外外 融融 式式冷媒冷媒冷水冷水冷水冷水（ （因为让水在冰的周围流动，所因为让水在冰的周围流动，所以以IPF只有只有5060%

7、左右）左右）( (截面截面A-A)A-A)( (截面截面A-A)A-A)A AA AA AA A螺旋管式蓄冰装置U形管式蓄冰槽 a 蓄冰槽排列方式 b 蓄冰槽内结构 蛇形蓄冰装置U形管式、螺旋管式蓄冰盘管融冰示意图 该形式蓄冰盘管在融冰过程中，冰与盘管之间形成一个水环，随着水环直径的增大，融冰速率下降较快。蛇形盘管蓄冰盘管融冰示意图 蛇形蓄冰盘管在融冰过程中，始终保持冰与盘管的接触，保证了稳定的融冰速率及稳定的出口温度。冰蓄冷系统简介主要组成设备（双工况主机） 双工况制冷主机 夜间提供制冰用冷 白天提供空调用冷 常见蓄冰系统采用的冷水机组的厂家包括： 约克、特灵、开利、顿汉布什、麦克威尔等 选

8、择依据： 蓄冷温度冰机蒸发温度 主机容量和调节范围主要组成设备（蓄冰装置） 蓄冰装置：蓄能设备 蓄能期，在此形成冰并蓄存 放能期，冰被融化而提供冷量 选择依据： 蓄冰量要求 机房现场情况主要组成设备（板式换热器） 板式换热器：换热设备 通过板式换热器，将蓄冰侧的乙二醇溶液与冷冻侧冷冻水隔开，并将蓄冰装置内蓄存的冷量输送至冷冻侧。 选择依据： 负荷需求 冷冻水及乙二醇侧供回水温差主要组成设备（水泵） 水泵：输送设备 选择依据： 使用用途 相应换热量及温差 主要生产厂商： GRUNDFOS、ITT、WILO、EBARA主要组成设备（冷却塔） 冷却塔：冷却设备 选择依据： 服务主机的容量 当地湿球温

9、度，主机冷凝器进出口温度 主要生产厂商： 斯频德、空研、良机、金日等中央控制系统 通过对制冷主机、蓄冰装置、板式换热器、水泵、冷却塔、电动阀门等设备的系统控制，调整系统实现各应用工况的转换，各电动阀门的开、关及调节，各主要设备的参数设定，使系统在满足末端空调系统要求的前提下，整个系统达到最经济的运行状态。提高系统管理的自动化水平，提高管理效率并降低管理劳动强度。设计配置、储冰模式及运转工况 设计配置 (1)、制冷主机与储冰装置相互关系 a、并联 b、主机上游串联方式 c、主机下游串联方式 (2)、运行方法 a、主机优先 b、冰优先主机与储冰槽并联系统回水 供水主机储冰槽主机上游的串联系统回水

10、供水主机储冰槽主机下游的串联系统 回水 供水储冰槽主机蓄冰空调系统制冷主机上、下游优、缺点制冷剂在系统中的位置优点缺点主机上流系统l因进、出水温度较高，制冷机的运行温度较高，能耗较低l制冷机的初投资小l冰槽释冷温度和融冰效率较低，对释冰的特性以及系统运行要求较高l系统出水温度控制复杂l蓄冰装置初投资大主机下流系统l系统出水温度控制简单l对释冰的特性以及系统运行要求较高l蓄冰装置初投资小l因进、出水温度较低，制冷机的运行温度较低，能耗较高l制冷机的初投资大 826 826826 826 826826 8265607358309409609801000935780540826 8268260100

11、2003004005006007008009001000Rt12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24时间储冰负荷融冰负荷 供冷时不使用冷水主机，冷负荷完全由蓄冰系统供给 蓄冰槽和冷水主机的容量都比较大，仅适用于负荷大，持续时间短的场合 初投资大、运行费用省 控制简单422 422 422 422 422 422 4224788247825747835247846247848247850247852247845747830247862422 422 42201002003004005006007008009001000负荷（R t

12、 ）01234567891011121314151617181920212223时间储冰负荷融冰供冷机组供冷 348 34834834834834834813842231342240842251842253842255842257842251342235842211842234834834801002003004005006007008009001000负荷（R t ）01234567891011121314151617181920212223时间储冰负荷融冰供冷机组供冷 并联系统流程串联系统流程串联双循环系统流程蓄冰系统串并、联优、缺点制冷机和冰槽连接方式优点缺点串联系统l适用于大温差系统，特别是大温差（t 8）l出水温度易控制且运行稳定l系统温差较小（ t =5 ）时的溶