空調(diào)制冷第三講(2)冰蓄冷技術(shù)

1、冰蓄冷簡介 什么是蓄冰空調(diào)？什么是蓄冰空調(diào)？ 蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，即是在電力負荷很低的夜間用電低谷期，采用電蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，即是在電力負荷很低的夜間用電低谷期，采用電制冷機制冷，將冷量以冰的形式貯存起來。在電力負荷較高的白天，制冷機制冷，將冷量以冰的形式貯存起來。在電力負荷較高的白天，也就是用電高峰期，把貯存的冷量釋放出來，以滿足建筑物空調(diào)負荷也就是用電高峰期，把貯存的冷量釋放出來，以滿足建筑物空調(diào)負荷的需求。同時，在空調(diào)用量較小的春秋季，減少電制冷機的開啟，盡的需求。同時，在空調(diào)用量較小的春秋季，減少電制冷機的開啟，盡量融冰釋冷，滿足空調(diào)負荷。由此可見，蓄冰空調(diào)系統(tǒng)是量融冰釋冷，滿足空調(diào)負荷。由此可

2、見，蓄冰空調(diào)系統(tǒng)是“轉(zhuǎn)移用電轉(zhuǎn)移用電負荷負荷”或或“平衡用電負荷平衡用電負荷”的有效方法。的有效方法。冷水機組使用廉價電力在夜間蓄冰冷水機組使用廉價電力在夜間蓄冰冰塊在高峰時段融化，為建筑物供冷冰塊在高峰時段融化，為建筑物供冷冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)常用名稱解釋冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)常用名稱解釋: 蓄冰率（Ice Packing Factor）：在冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)中，蓄冰槽內(nèi)的水不一定全部結(jié)成冰，常采用蓄冰率來衡量蓄冰槽內(nèi)冰所占有的體積份額， IPFV1/V2100 式中：V1蓄冰槽內(nèi)冰占有的容積（m3） V2蓄冰槽的有效容積（m3） 融冰能力（Discharge Capacity）：指蓄冰槽中的冰實際可融解用于

3、空調(diào)的蓄冷量。通常蓄冰槽中不凍液流速分布比較均勻的，其融冰能力就大，反之則小。 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的使用場合 1商場、賓館、飯店、辦公樓等冷負荷高峰和用電高峰基本相同，商場、賓館、飯店、辦公樓等冷負荷高峰和用電高峰基本相同，持續(xù)時間長的場合。（例如：清華智能樓、持續(xù)時間長的場合。（例如：清華智能樓、 中央廣播電臺）中央廣播電臺） 2 2體育館、展覽館、影劇院等冷負荷大，持續(xù)時間短的場所。體育館、展覽館、影劇院等冷負荷大，持續(xù)時間短的場所。 3 3制藥、食品加工、啤酒工業(yè)、奶制品工業(yè)等用冷量大，絕大多數(shù)空制藥、食品加工、啤酒工業(yè)、奶制品工業(yè)等用冷量大，絕大多數(shù)空調(diào)負荷集中在白天的制造業(yè)。調(diào)負荷集中在

4、白天的制造業(yè)。 4 4現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)能力已不能滿足負荷需要，需要擴大供冷量的場所，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)能力已不能滿足負荷需要，需要擴大供冷量的場所，這時可以不增加主機，改造成冰蓄冷系統(tǒng)最有利。這時可以不增加主機，改造成冰蓄冷系統(tǒng)最有利。蓄冰空調(diào)的收益減少制冷主機的裝機容量和功率，可減少減少制冷主機的裝機容量和功率，可減少30%-50% 30%-50% 使空調(diào)冷水機組更平穩(wěn)地運行，提高冷水機組的利用率和使用壽命。使空調(diào)冷水機組更平穩(wěn)地運行，提高冷水機組的利用率和使用壽命。減少相應的電力設備投資，如：變壓器、配電柜等減少相應的電力設備投資，如：變壓器、配電柜等 減少機房設備維護減少機房設備維護減少空調(diào)系統(tǒng)運

5、行費用減少空調(diào)系統(tǒng)運行費用 ，分時電價差越大，業(yè)主越省錢，分時電價差越大，業(yè)主越省錢作為應急冷源，停電時可利用自備電力啟動水泵溶冰供冷，作為應急冷源，停電時可利用自備電力啟動水泵溶冰供冷， 減少應急減少應急發(fā)電系統(tǒng)投資發(fā)電系統(tǒng)投資減少電機機房有效占地面積減少電機機房有效占地面積蓄冰系統(tǒng)和大溫差系統(tǒng)和低溫送風系統(tǒng)相結(jié)合，可進一步降低初期投蓄冰系統(tǒng)和大溫差系統(tǒng)和低溫送風系統(tǒng)相結(jié)合，可進一步降低初期投資，有利于提高空氣品質(zhì)資，有利于提高空氣品質(zhì)儲冰裝置分類 1、直接蒸發(fā)制冰。a.金屬盤管外融冰式。b.片冰機、管冰機、板冰機等機械制冰。c.冰晶式 2、間接式a.金屬（蛇形）盤管內(nèi)融冰式。b.螺旋狀塑料

6、盤管、U型塑料管。c.容器式：如冰球、冰板、冰管等。片冰機示意圖金屬盤管外融冰式7-10C冰水2-4C冰水冰水泵儲冰槽空氣泵冷凝器-5C膨脹裝置冷卻水泵-2C壓縮機空調(diào)箱冰晶式儲冷自負荷去負荷冰球儲冷間接蒸發(fā)制冰盤管式制冰原理壓縮機37 C32 C冷凝器蒸發(fā)器膨脹閥蓄冰盤管0C水泵C-5間接蒸發(fā)制冰C12C7盤管式融冰原理集水器分水器蓄冰盤管C5C10內(nèi)融式和外融式內(nèi)內(nèi) 融融 式式冷媒冷媒（ （因為水不流動，所以因為水不流動，所以IPF有可能達有可能達90%以上）以上）外外 融融 式式冷媒冷媒冷水冷水冷水冷水（ （因為讓水在冰的周圍流動，所因為讓水在冰的周圍流動，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螺旋管式蓄冰裝置U形管式蓄冰槽 a 蓄冰槽排列方式 b 蓄冰槽內(nèi)結(jié)構(gòu) 蛇形蓄冰裝置U形管式、螺旋管式蓄冰盤管融冰示意圖 該形式蓄冰盤管在融冰過程中，冰與盤管之間形成一個水環(huán)，隨著水環(huán)直徑的增大，融冰速率下降較快。蛇形盤管蓄冰盤管融冰示意圖 蛇形蓄冰盤管在融冰過程中，始終保持冰與盤管的接觸，保證了穩(wěn)定的融冰速率及穩(wěn)定的出口溫度。冰蓄冷系統(tǒng)簡介主要組成設備（雙工況主機） 雙工況制冷主機 夜間提供制冰用冷 白天提供空調(diào)用冷 常見蓄冰系統(tǒng)采用的冷水機組的廠家包括： 約克、特靈、開利、頓漢布什、麥克威爾等 選

8、擇依據(jù)： 蓄冷溫度冰機蒸發(fā)溫度 主機容量和調(diào)節(jié)范圍主要組成設備（蓄冰裝置） 蓄冰裝置：蓄能設備 蓄能期，在此形成冰并蓄存 放能期，冰被融化而提供冷量 選擇依據(jù)： 蓄冰量要求 機房現(xiàn)場情況主要組成設備（板式換熱器） 板式換熱器：換熱設備 通過板式換熱器，將蓄冰側(cè)的乙二醇溶液與冷凍側(cè)冷凍水隔開，并將蓄冰裝置內(nèi)蓄存的冷量輸送至冷凍側(cè)。 選擇依據(jù)： 負荷需求 冷凍水及乙二醇側(cè)供回水溫差主要組成設備（水泵） 水泵：輸送設備 選擇依據(jù)： 使用用途 相應換熱量及溫差 主要生產(chǎn)廠商： GRUNDFOS、ITT、WILO、EBARA主要組成設備（冷卻塔） 冷卻塔：冷卻設備 選擇依據(jù)： 服務主機的容量 當?shù)貪袂驕?/p>

9、度，主機冷凝器進出口溫度 主要生產(chǎn)廠商： 斯頻德、空研、良機、金日等中央控制系統(tǒng) 通過對制冷主機、蓄冰裝置、板式換熱器、水泵、冷卻塔、電動閥門等設備的系統(tǒng)控制，調(diào)整系統(tǒng)實現(xiàn)各應用工況的轉(zhuǎn)換，各電動閥門的開、關(guān)及調(diào)節(jié)，各主要設備的參數(shù)設定，使系統(tǒng)在滿足末端空調(diào)系統(tǒng)要求的前提下，整個系統(tǒng)達到最經(jīng)濟的運行狀態(tài)。提高系統(tǒng)管理的自動化水平，提高管理效率并降低管理勞動強度。設計配置、儲冰模式及運轉(zhuǎn)工況 設計配置 (1)、制冷主機與儲冰裝置相互關(guān)系 a、并聯(lián) b、主機上游串聯(lián)方式 c、主機下游串聯(lián)方式 (2)、運行方法 a、主機優(yōu)先 b、冰優(yōu)先主機與儲冰槽并聯(lián)系統(tǒng)回水 供水主機儲冰槽主機上游的串聯(lián)系統(tǒng)回水

10、供水主機儲冰槽主機下游的串聯(lián)系統(tǒng) 回水 供水儲冰槽主機蓄冰空調(diào)系統(tǒng)制冷主機上、下游優(yōu)、缺點制冷劑在系統(tǒng)中的位置優(yōu)點缺點主機上流系統(tǒng)l因進、出水溫度較高，制冷機的運行溫度較高，能耗較低l制冷機的初投資小l冰槽釋冷溫度和融冰效率較低，對釋冰的特性以及系統(tǒng)運行要求較高l系統(tǒng)出水溫度控制復雜l蓄冰裝置初投資大主機下流系統(tǒng)l系統(tǒng)出水溫度控制簡單l對釋冰的特性以及系統(tǒng)運行要求較高l蓄冰裝置初投資小l因進、出水溫度較低，制冷機的運行溫度較低，能耗較高l制冷機的初投資大 826 826826 826 826826 8265607358309409609801000935780540826 8268260100

11、2003004005006007008009001000Rt12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24時間儲冰負荷融冰負荷 供冷時不使用冷水主機，冷負荷完全由蓄冰系統(tǒng)供給 蓄冰槽和冷水主機的容量都比較大，僅適用于負荷大，持續(xù)時間短的場合 初投資大、運行費用省 控制簡單422 422 422 422 422 422 4224788247825747835247846247848247850247852247845747830247862422 422 42201002003004005006007008009001000負荷（R t

12、 ）01234567891011121314151617181920212223時間儲冰負荷融冰供冷機組供冷 348 34834834834834834813842231342240842251842253842255842257842251342235842211842234834834801002003004005006007008009001000負荷（R t ）01234567891011121314151617181920212223時間儲冰負荷融冰供冷機組供冷 并聯(lián)系統(tǒng)流程串聯(lián)系統(tǒng)流程串聯(lián)雙循環(huán)系統(tǒng)流程蓄冰系統(tǒng)串并、聯(lián)優(yōu)、缺點制冷機和冰槽連接方式優(yōu)點缺點串聯(lián)系統(tǒng)l適用于大溫差系統(tǒng)，特別是大溫差（t 8）l出水溫度易控制且運行穩(wěn)定l系統(tǒng)溫差較?。?t =5 ）時的溶