冰 蓄 冷 系 统 Engineered for flexibility and performance.™ 科技营造自然

空调蓄冷技术 空调蓄冷技术，即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用制冷机制冷，利用蓄冷介质的显热或潜热特性，用一定方式将冷量存储起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把存储的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。

空调蓄冷系统的特点 优点 转移制冷机组用电时间，起到了转移电力高峰期用电负荷的作用。 空调蓄冷系统的制冷设备容量和装设供率小于常规空调系统。一般可减少30%~50%。 空调蓄冷系统的运行费用由于电力部门实施峰、谷分时电价政策，比常规空调系统要低，分时电价差值越大，得益越大。 空调蓄冷系统中制冷设备满负荷运行的比例增大，状态稳定，提高了设备利用率。

空调蓄冷系统的特点 缺点 空调蓄冷系统的一次性投资比常规空调系统要高。如果计入供电增容费及用电集资费等，有可能投资相当或增加不多。

冰蓄冷系统与一般制冷系统的对比 一般制冷电能需求的峰值问题： 冰蓄冷系统用于消除用电高峰 由于电能的大量消耗,电厂的成本越来越高 在紧张时间段内,电能费用更加昂贵 有时电能需求得不到满足 在离峰以外时间，电力需求减少，生产过剩形成浪费。 冰蓄冷系统用于消除用电高峰 将空调负荷转移到峰值以外的时间 选择较小的冷水机获得最佳“参差率” 获得较好的投资回收率

冷水机组负载 为什么采用冰蓄冷系统？ 冷水机组负载 系统冷量是按建筑物最高负荷设计 全日制冷周期中有负荷波峰出现，即14:00-18:00之间 机组的“参差率”低 为什么采用冰蓄冷系统？

电能需求曲线

电能需求曲线分析 从电能需求曲线中可以看到一天中冷凉需求的高峰持续的时间并不是很长，那么为了满足最大需求冷量就要求制冷机组的制冷量达到最大需求冷量。这样就需要大制冷量的机组，而如果采用冰蓄冷系统就不需要采用那么大冷量的机组，这既节省了在制冷机组上的投资，也可使机组全天均匀平稳的运行。这一点可从以下的原理是一种看出来。

原理 冷水机组在夜间离峰时段制冰储存，储存的冷量供次日空调负荷的应用。图中晚上18点到早上8点的深蓝色区域为制冰储存的冷量，早上8点到晚上18点的深蓝色区域为用储存的冰制冷的冷量。

蓄冰系统分类 全蓄冰系统 离峰以外时段所制成的冰或冰球，其冷量要达到次日空调负荷所需。 冷水机组用于夜间制冰 机组的平均负荷（冷吨·小时）小于日间制冷需求负荷

蓄冰系统分类 分量蓄冰系统 主机在高峰以外时段制冰，在空调时段主机持续运转搭配储冰设备以满足设计日空调负荷需要。 分量储存费用较全量储存系统经济，并可获得良好的负荷管理。 冷水机组获得更低的平均负荷

冰蓄冷系统 主要冰蓄冷系统应用 外部融化 内部融化

内-外部融冰 外部溶冰方式 内部溶冰方式

冰盘管（外部融冰） 定义： 制冰与融冰的工作过程 温度较高的空调回水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰槽，使盘管表面的冰层自外向内逐渐融化。 制冰循环 开始制冰时，冰槽内充满水，低温乙二醇水循环经盘管进口到出口，吸收冰槽水的热量；此时冰水泵不动作，小空气泵在槽内制造气泡造成水流扰动，水接触到盘管逐渐冻结而结成冰。冰的厚度由设计者决定。一般约在“1~1-1/2”。 空调循环 在白天空调循环时，冰水泵运转系统水流，使水在冰槽内接触冰而降温，冰的融化使水的温度由进水温度降到出水温度。

冰盘管（外部融冰） 优点 缺点 空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快 不需要二次换热装置 蓄冰槽的蓄冰率低，蓄冰槽容积大 盘管外表面结冰不均匀，易形成水流死角 需要采取搅拌措施，促进冰的均匀融化

冰盘管（内部融冰） 制冰与融冰的工作过程 空调循环 制冰循环 开始制冰时卤水（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽内使水冻结。 在空调循环时，来自用户或二次换热装置的温度较高的载冷剂仍在盘管中循环，通过盘管换热将外表面冰层自内向外逐渐融化进行取冷

冰盘管（内部融冰） 优点 缺点 盘管外表面融冰均匀，不易形成水流死角 不需要采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化 空调回水与冰间有很薄的水层，融冰换热热阻较大 多采用细管、薄冰层蓄冰

冰球 制冰与融冰的工作过程 制冰过程 密封球体内的结冰过程适是伴随有相变的导热与自然对流的复杂换热过程，而且在实际应用中又是许多球体堆集在一个圆柱形蓄冷罐内，载冷剂从球间流过，球体也有可能在一定范围内自由移动，因此，冰球的蓄冷冷结是很复杂的三维传热问题。 融冰过程 相对冻结过程，冰球的融冰过程更加复杂一些，因为融冰过程球中的冰块是活动的，在发生相变的同时，冰块首府力作用上下浮动，固液相界面条件非常复杂。

冰球蓄冷的特点 在蓄冰槽，因外部形状均匀，水流阻力最小，且均匀吸放热没有热传死角。 球体外部为均匀为圆球体机械，强度最大，适合大型储冰传统使用。尤其不冻结液更换时冰球不因堆集，而挤压破裂或变形。 圆球式设计于储冰槽内存放密度最高，储冰容积最大，相同储存冷量是圆球式所需储冰槽最小。

其他制冰方式 胶囊式 - 在高密度容器内填充去离子水和帮助冰成核溶液混合液或PCMs（相变物质）物质。外型有矩形（冰砖）等。冰球式也属于胶囊式 。 冰获得储冰式 - 又为动态储冰式或制冰滑落式 冰泥

冷冻水温度控制

蓄冰系统

融冰-融冰优先方式 储冰槽释放固定等量的冷量作为主要冷源。若大楼的冷量负荷超出储冰槽所供应的冷量，由主机供应，主机仅在设计日尖峰负荷时，才满载运转，主机大部分时间在部分负荷下运行。

融冰-融冰优先方式 安全 阀 空气盘管 蓄冰槽 空气盘管 机组 蓄冰槽

融冰-主机优先方式 在空调循环过程主机为主要冷源，主机供应固定的冷量，不足时，以融冰辅助，主机优先模式下，主机在日间是不停地运转。

融冰-主机优先方式 安全 阀 空气盘管 蓄冰槽 机组

冰蓄冷系统 冰蓄冷系统的制冷主机和蓄冷装置所组成的管道系统可以是各种形式的。但是，基本可分为并联系统和串联系统。

并联系统

并联系统 工况 阀V1 阀V2 阀V3 阀V4 阀V5 制冷机水温 蓄冰槽水温 供水 回水 蓄冰 关 开 制冷机供冷 蓄冰槽供冷 调节 －5.0 -1.7 制冷机供冷 5.6 10.6 蓄冰槽供冷 调节 制冷机与蓄冰槽同时供冷

并联系统 从表中可以看出，供冷时可以有三种运行模式： 制冷主机单独运行 蓄冰槽单独供冷 制冷主机与蓄冰槽联合供冷

串联系统

串联系统 工况 阀V1 阀V2 阀V3 阀V4 制冷机水温 蓄冰槽水温 供水 回水 蓄冰 关 开 制冷机供冷 蓄冰槽供冷 调节 －5.0 -1.7 制冷机供冷 6.0 11.0 蓄冰槽供冷 调节 制冷机与蓄冰槽同时供冷 6.8 11.5 4.0

串联系统 串联系统与并联系统一样，除蓄冷工况以外，也可以制冷主机单独供冷、蓄冰槽单独供冷、或制冷主机与蓄冰槽联合供冷。

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麦克维尔螺杆压缩机 由于喷液在冰蓄冷运行工况下排气温度低 由于昼夜连续运行,效率高 对昼夜运行,双设定点温度控制

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