冰蓄冷中央空调系统

冰蓄冷中央空调存在的问题与改进方法

摘要：进入二十一世纪，能源紧缺迫在眉睫，给人类的生存和发展都带来了严峻挑战，人们不得不寻求一些解决办法，本文主要就冰蓄冷中央空调存在的问题展开分析研究，并制定相应的改进方法。

关键词：冰蓄冷；中央空调；系统控制；改进方法 引言

随着全球人口的不断增长和各国工业化进程的不断发展，地球上可供人类利用的石油、煤炭和天然气等资源日益枯竭，能源紧缺给人类的生存和发展都带来了严峻的挑战，人们不得不寻求一些解决办法。因此，能源成为了本世纪的热门话题，并得到世界各国的普遍重视。而在我国能源消耗中，建筑能耗占社会总能耗的30%左右，并将逐步提高到35%。所以，建筑节能无疑是最有效的节约能源的方法之一，有利于从根本上促进能源的节约和合理利用，实现经济社会的可持续发展。

一、冰蓄冷中央空调系统概述

冰蓄冷中央空调系统是在空调负荷很低或没有空调负荷时，利用非峰值电力将空调系统所需的冷量全部或部分储存于冰中，在白天有空调负荷和用电高峰时，再将储存的冷量释放出来，转移用电负荷的空调系统。其一般由制冷机组、蓄冷设备(或蓄水池)、辅助设备以及设备之间的连接、调节控制装置等组成。

（一）、全量蓄冰

全量蓄冰时，制冷主机只负责在夜间

一、 项目的概述

改革开放以来我国电力需求增长非常迅速，尤其是一天内用电高峰与低谷差距在不断拉大，电网运行的不均匀情况日趋严重。高峰用电量中空调用电就占了30%以上，使得电网峰值急剧增加，与夜间用电低谷时的峰谷差距拉大，这极大影响了发电的成本和电网的安全运行。为了平衡电网日负荷，各地电网纷纷制定出了峰谷平电价政策。冰蓄冷就是充分利用潜热蓄能的原理及夜间电网的谷段电力将冷量以冰的形式储存起来（每1千克冰变成水需要吸收80千卡的热量），在白天用电高峰时将冰融化提供空调用冷的制冷方式，可有效地调节都市空调用电造成的峰谷差，取得良好的经济效益与社会效益。冷站就是在集中供热的基础上的延伸。

二、 项目的主要用途、性能和社会效益

环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题，如何合理的利用能源为人类创造现代生活已经成为当今社会的共识。冰站是将蓄能空调技术和电力系统的分时电价相结合，从宏观上可以起到平衡电网作用，微观上可以为用低谷电价蓄能，高峰电价时放冷为用户节省大量运行费用。

宏观效益

? 转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差 ? 减少新建电厂投资

? 减少环境污染，有利于生态平衡 ? 充分利用有限的不可再生资源

微观（用户）效益

? 减少主机装机容量和功率

冰蓄冷空调系统原理及应用

1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点

冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷，将水在专门的蓄冰槽内冻结成冰以蓄存冷量；在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组，直接将蓄冰槽内的冷能释放出来，满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小，而夜间制冷因气温较低可使效率更高，完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点：

(1)利用低谷段电力，具有平衡峰谷用电负荷，缓解电力供应紧张；

(2)冰水主机的容量减少，节省增容费用； (3)总用电设施容量减少，可减少基本电费支出； (4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费；

(5)冰水温可低至1～4℃，减少空调设备风管的费用； (6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少； (7)电力高压侧及低压侧设备容量减少； (8)室内相对湿度低，冷却速度快，舒适性好；

(9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行，效率高，机器损耗小；

(10)充分利用24h有效时间，减少了能量的间歇耗损；

(11)充分利用夜间气温变化，提高机组产冷量； (12)投资费用与常规空调相当，经济效益佳。

冰蓄冷空调技术

冰蓄冷空调系统的节能分析

摘要：随着越来越多的城市实行阶梯电价，冰蓄冷空调系统应用越来越广。本文结合实际案例，对冰蓄冷空调的节能效益作出分析。

关键词：冰蓄冷 COP 效率节能

美国从1990年起，开始对蓄冷系统的优化设计、控制和计算机模拟以及节能问题进行研究。现在，蓄冷技术作为一种电力负荷的调峰手段，己较为广泛地应用于建筑物的空调和其它工业工艺用冷上。美国电力研究院(EPRI)和美国供暖制冷空调工程师协会(ASHRAE)正在进行低温送风系统的新型冷却盘管和末端高诱导比散流器的设计和应用研究，以进一步提高冰蓄冷技术的应用效率。

虽然目前冰蓄冷系统的发展前景很好，但我们应该很清楚地认识到冰蓄冷空调系统实际上是一个不节能的系统。在蓄冰空调系统中，制冷主机一定要具有两种工作工况：空调工况和制冰工况，类型一般选用活塞式、螺杆式和离心式，其性能参数及特点见表1—1。

表1—1 制冷机性能参数及特性

表1—2 制冷机制冰工况容量特性

制冷机组的制冷能力随着蒸发温度（或蒸发器出口液温度）降低而减少，随着冷凝温度（或冷凝器进水温度）降低而提高。通常制冷机组在制冰工况下的容量仅为标定容量的60%~80%。据分析，制冷剂出液温

冰蓄冷空调系统原理及应用

1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点

冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷，将水在专门的蓄冰槽内冻结成冰以蓄存冷量；在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组，直接将蓄冰槽内的冷能释放出来，满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小，而夜间制冷因气温较低可使效率更高，完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点：

(1)利用低谷段电力，具有平衡峰谷用电负荷，缓解电力供应紧张；

(2)冰水主机的容量减少，节省增容费用； (3)总用电设施容量减少，可减少基本电费支出； (4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费；

(5)冰水温可低至1～4℃，减少空调设备风管的费用； (6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少； (7)电力高压侧及低压侧设备容量减少； (8)室内相对湿度低，冷却速度快，舒适性好；

(9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行，效率高，机器损耗小；

(10)充分利用24h有效时间，减少了能量的间歇耗损；

(11)充分利用夜间气温变化，提高机组产冷量； (12)投资费用与常规空调相当，经济效益佳。

冰蓄冷空调技术

冰蓄冷低温送风空调系统的节能特点及应用

维普资讯

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摘要介绍了冰蓄冷低温遗风空调系统的远行特点，分析了它的烃济性

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行 .这种系统制冰器要承担全部负荷，多用于闻歇空调的场合，影剧院，店等 .但制冰如商器要求窖量大，初投资高 . 半蓄式：用电外高峰期闻，冷机用于蓄在制

随着冰蓄冷技术的发展。人们开始关注与之相适应的空调低温进风系坑 .望了解低温希送风系坑的运行特点。设计安装中应当注意的问题以及该系坑的节能状况，文将就上述问本题加以阐述 .

球运行.在白天空调开始后.一部分负荷由制冰器承担。一部分负荷则由制冷机直接承另担.

1冰蓄冷空调系统的运行方式全蓄式：冰时间与空调时闻完全分开.蓄 在夜闻用电外高峰期闻，制冷机用于制冰， 一般采用静止型制冰，当冰层厚度达到设定值便停机 .在白天空调开始运行后的用电高峰期闯。与冰换热冷水用于空调，冷机不运水制

2低温送风系统上述运行方式中进到空调器的都是 0 3℃~ 的低温冷水 .因此，只要充分利用这一低温冷水的优势，便可嚣补周设置冰蓄冷而增加的韧 l .这种管子在低流速工况使用较合适 .

冰蓄冷设备

一、分类

美国制冷工业协会（ARI）1994年出版的《蓄冷设备热性能指南》将蓄冷设备广义地分为显热式蓄冷和潜热式蓄冷，见表2-1。 表2-1

分类 显热式 类型 水蓄冷 蓄冷介质 水 蓄冷流体 水 制冷剂 冰盘管（外融冰） 冰或其他共晶盐 载冷剂 载冷剂 冰盘管（内融冰） 冰或其他共晶盐 制冷剂 潜热式 封装式 冰或其他共晶盐 载冷剂 片冰滑落式 冰 制冷剂 制冷剂 冰晶式 冰 载冷剂 *注：载冷剂一般为乙烯乙二醇水溶液。

载冷剂 载冷剂 水 水 制冷剂 水 载冷剂 水或载冷剂 取冷流体 水 最常用的蓄冷介质是水、冰和其他相变材料，不同蓄冷介质具有不同的单位体积蓄冷能力和不同的蓄冷温度。 二、冰盘管式（ICE-ON-COIL）

冷媒盘管式（REFRIGERANT ICE-ON COIL）

外融冰系统（EXTERNAL MELT ICE-ON COIL STORAGE SYSTEMS）

该系统也称直接蒸发式蓄冷系统，其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内，冰结在蒸发器盘管上。

此种形式的冰蓄冷盘管以美国BAC公司为代表。盘管为钢制，连续卷焊而成，外表面为热镀锌。管外径为1.05\（26.

1 本资料由“江南雨”整理总结 共1页

冷蓄冷系统特点：1、电力移峰填谷、均衡电力负荷，社会效益显著；2、享受峰谷电价，与常规空调相比，运行费用大大降低，经济效益显著；3、降低电力设施投资(无电力增容费)，冷机无需按峰值负荷造型，冷机容量和装设功率小于常规空调系统，一般可减少30%～50%，电力高压侧和低压侧容量减少，降低电力建设费用；4、充分利用设备，冰蓄冷空调制冷满负荷运行比例增大，提高冷机COP值和运行效率，冷机工作状态稳定，提高设备利用率并延长机组寿命；5、投资比较，冰蓄冷空调一次性投资比常规空调略高(仅机房部分，末端设备与常规空调系统相同)，但若计入配电设施建设费等，有可能投资相当或增加不多，甚至可能投资降低。效率比较：夜间冷机制冷工况进行时，由于气温下降带来的得益可补偿由蒸发温度下降所带来的损失。

全负荷蓄冰空调系统运行电费最省，但由于设备的使用效率低（主机高峰期不运行），所需的主机和储冰器的容量较大，与主机配套的冷却塔和电力设备也大，一次投资费用最多。因此全负荷蓄冰空调在实际工程中较少采用。

部分负荷蓄冰空调在日间电力高峰期，由储冰器和制冷主机联合供冷，设备的使用效率高，相对于全负荷蓄冰模式，主机和储冰器的容量最多可减少至近一半

冰蓄冷设备

一、分类

美国制冷工业协会（ARI）1994年出版的《蓄冷设备热性能指南》将蓄冷设备广义地分为显热式蓄冷和潜热式蓄冷，见表2-1。 表2-1

分类 显热式 类型 水蓄冷 蓄冷介质 水 蓄冷流体 水 制冷剂 冰盘管（外融冰） 冰或其他共晶盐 载冷剂 载冷剂 冰盘管（内融冰） 冰或其他共晶盐 制冷剂 潜热式 封装式 冰或其他共晶盐 载冷剂 片冰滑落式 冰 制冷剂 制冷剂 冰晶式 冰 载冷剂 *注：载冷剂一般为乙烯乙二醇水溶液。

载冷剂 载冷剂 水 水 制冷剂 水 载冷剂 水或载冷剂 取冷流体 水 最常用的蓄冷介质是水、冰和其他相变材料，不同蓄冷介质具有不同的单位体积蓄冷能力和不同的蓄冷温度。 二、冰盘管式（ICE-ON-COIL）

冷媒盘管式（REFRIGERANT ICE-ON COIL）

外融冰系统（EXTERNAL MELT ICE-ON COIL STORAGE SYSTEMS）

该系统也称直接蒸发式蓄冷系统，其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内，冰结在蒸发器盘管上。

此种形式的冰蓄冷盘管以美国BAC公司为代表。盘管为钢制，连续卷焊而成，外表面为热镀锌。管外径为1.05\（26.

冰蓄冷系统介绍

一、技术原理

冰蓄冷是利用夜间低谷负荷电力制冰并储存在蓄冰装置中，在白天高峰负荷电力时段不开或少开制冷主机，将夜间所储存冷量释放出来满足供冷需求。通过冰蓄冷技术不仅能够满足生产需求，而且减少了制冷设备、冷却塔、冷却水泵配管等设施的运行费用。

二、国家政策

（1）国家节能减排法规、政策 《中华人民共和国节约能源法》 《“十二五”节能减排综合性工作方案》

《电力需求侧管理城市综合试点工作中央财政奖励资金管理暂行办法》 （2）国家电网工业用电峰谷平电价政策

《关于落实峰谷分时电价有关事项的通知》国家实行峰谷电价来平衡电网负荷 （3）江苏省经济与信息化委员会补贴政策 《江苏省电力需求侧管理示范工程项目申报评审》 （4）苏州市经济与信息化委员会扶持资金

《苏州工业产业转型升级专项引导资金项目/两化融合转型升级专项引导资金项目》 《苏州市电力需求侧管理城市综合试点专项资金管理办法》

重点支持建设电能管理服务平台、实施能效电厂、推广移峰填谷技术等，其中，实施“双蓄”或集中制冷、供热工程，经核查机构确认，每千瓦一次性给予880元奖励。

三、喷淋式ATE冰蓄冷系统

1、双工况制冷主机——冰蓄冷系统的“心脏” （1）电价采用峰谷平电价政策

（2）