冰蓄冷系统.doc

Cryogel冰蓄冷系统前 言冰蓄冷空调技术是利用夜间电网谷电运转制冷主机制冷，并以冰的形式储存，在白天用电高峰时将冰融化提供空调用冷，从而避免中央空调争用高峰电力的一项调节负荷、节约能源的技术。现在我国电力部门正在积极协助推广冰蓄冷技术，大部分省会城市和工商业发达的城市都已经实行峰谷电价政策，峰谷电价比接近3：1；另外出台了对使用冰蓄冷的空调系统免征电力增容费的政策，从而大大减少了因为增加了蓄冰装置而增加的系统设备总投资；部分城市对使用冰蓄冷空调的业主实行补贴和赠送变电设备等激励措施，这些措施正在促进着我国冰蓄冷行业的发展并为平衡电网负荷作出贡献。冰蓄冷空调与常规空调相比，具有以下特点： 平衡电网峰谷负荷，减缓电厂建设。 减少制冷主机容量，减少空调系统电力工程贴费及配电设施费用。 合理利用电网差价，大幅度降低空调系统运行费用。 可作为应急冷源，提高空调空调系统的可靠性。 冷冻水温度可降低到14 , 可实现低温送风，节省水、风输送系统的投资和能耗。相对湿度较低，可减少相对湿度，可以减少室内物品发霉，消除异味，使空气清新，有效抑制喜湿环境的有害细菌的生长 使空调冷水机组稳定地运行，提高冷水机组的利用率；冰球式冰蓄冷技术 冰球式冰蓄冷是指将通过乙二醇溶液把封装在球形容器中的水结成冰，乙二醇溶液在封装冰的容器外流动，在制冰循环中，从制冷主机出来的低温乙二醇溶液流过冰球表面，使冰球结冰；在融冰循环中，乙二醇溶液流过冰球表面，进入末端风机盘管向房间供冷或通过换热器与冷冻循环水热交换，冷却后的冷冻水流向风机盘管供冷。冰球是由高密度的聚乙烯材料制成，冰球表面设计成有很多已成型的凹坑，当水结成冰体积膨胀后，凹坑向外运动而容纳膨胀的量；当冰融化时，每个球又恢复到原来的形状，冰球的性能以及承受的形状变化的持久性都已经过单独实验室的检验得到验证。在冰球中添加了成核剂，以加速结冰和溶冰过程，降低结冰温度。 大量的冰球被盛装蓄冰槽中，适应性强的Cryogel 冰球系统可以使用新的或者已有的蓄冰槽，包括常压或混凝土槽、带压力槽、立式或者卧式槽、埋地或者地表安装槽、室内或者室外槽。 冰球结冰过程的照相：蓄冰球系统的流程图在释冷过程中，同样的乙二醇溶液流过冰球被冷却后被泵到需要负荷的末端。作为空调负荷或冷却用。 流体分配管安装在槽体的上部和下部，使乙二醇溶液均匀流过槽体。在蓄冰和融冰的整个过程中，溶液流动的方向都是从底部到槽体的顶部。这种方式的布置使制冷机组可以在较高的温度工况下运行，因此，在蓄冰模式中，运转效率最高。Cryogel的设计工程师根据最大的基本流速选择分配管的尺寸。系统的压降，包括每个蓄冰槽、流体分配头、冰球，通常不超过3.5Psig(0.2413Bar)，不管是在蓄冰过程中，还是仅仅25%使用蓄冰槽供冷的情况。 Cryogel 流体分配头、蓄冰球的自然布置、和立式流动形式可以避免流动旁通等设计概念可以在一些有竞争力的设备上得到体现。以低的流速流过蓄冰球从而降低压损，因此可以使用乙二醇或者丙醇的溶液。 对于所有的蓄能系统，包括使用多个蓄冰槽的情况，进出蓄冰槽的管到上因为压降过大而必须采取压力平衡措施。多蓄冰槽的系统可能会因为进入压力不一致，而使得其中的个别蓄冰槽起不到作用。在为蓄冰槽安装配管时，必须通过标准的实验观察正反流动方向下的压降，每一个蓄冰槽都要测试正反流动方向下的压降。所有的蓄冰槽在出入口都必须有独立的阀门，两个蓄冰槽的系统比三个蓄冰槽的系统将会更简单，平衡蓄冰槽运转的费用会低一些。大多数 Cryogel 已完成的系统只使用一个大的蓄冰槽，因此没有因使用多个蓄冰槽带来的平衡蓄冰槽压差的问题。可选择的常压蓄冰槽常压蓄冰槽可以是方形或圆柱形，立式或者卧式，可以用钢或者水泥来制造。常压蓄冰槽内上部有一个“自由浮板”，可以防止溢流。当蓄冰槽内的乙二醇溶液液位上升或下降时，通过液位限制浮动架调节压蓄冰槽可以“呼吸”（将气体吐出或吸入）。液位限制浮动架用玻璃纤维、铝或钢外衬的环氧树脂制造。液位限制浮动架放置在槽体内部比液体分配器位置高的地方，以使得冰球浮到溶液表面以上，也让在结冰或融冰过程中液位上升或下降时，阻止蓄冰球的移动。在混凝土制造的蓄冰槽中，内壁必须安装衬垫以防止泄露。常压蓄冰槽的内壁必须衬以环氧树脂，以防止泄露。所有衬垫和内衬必须与乙二醇溶液相适应。在融冰过程中，冰球是浮槽体内的，由于这些球是可变形的，冰在融化过程中，始终与球体内壁接触，提高了冰和乙二醇溶液的换热效率。而理所当然的是，这些球会因为表面有凹坑而在膨胀和收缩过程中移动，但冰球不会在蓄冰槽内到处运动。Cryogel 冰球建造可以承受珊格球体附加的重量，甚至是所有蓄冰槽内的重量。抗压碎性也已经经过独立实验室的验证。采用立式结构的常压蓄冰槽，可以节省占地面积，在大学校园和其他一些地价昂贵的地方使用，也常用于多栋建筑物的区域供能。 低成本设计的蓄冰槽正在施工蓄冷量约42,000冷吨小时（60英尺高33英尺直径）在中学中的应用采用螺母或法兰连接约1200冷吨小时28米高直径12米 在高层建筑物中的应用 采用地下混凝土结构内衬聚乙烯衬垫 大约10,000冷吨小时 的地下混凝土结构可选择承压蓄冰槽 工业级别生产的蓄冰容器可以是立式，也可以是卧式的，上面有人行道，用来填入球。每一个蓄冰槽都安装自动抽风机，以确保所有蓄冰槽内的空气都被抽走。设计师将槽体设计为承压容器，并且与当地的标准相一致。槽的入口和出口管都安装在槽的末尾或两端，以便施工时接管。承压罐可以放置于花园底下或者其他地方，埋入地下后，地表上面可以行驶车辆。 系统图当蓄冰球内的水冻结，球体上的凹坑凸起， 球体表面的乙二醇溶液流动变化。这种流动变化可以被检测用来确定任意时刻的含冰量。 工程图片： 承压的蓄能系统图 地表或埋地的蓄冰槽 水平或立式的结构在医院的应用 地下钢蓄冰槽 约10,000冷吨小时蓄冷量 （施工过程中）（4）60英尺长， 直径12英尺 隐藏或掩埋入室外花园 （施工过程中）在工业绝对无尘室的应用 垂直承压容器 直径12英尺 24米高采用立式设计使占地面积最小， 顶部不超过建筑物物顶或外墙 顶部，采用了审美学维护结构。在医院综合应用水平承压容器大约7500冷吨小时在地表安装节省安装费用Cryogel蓄冰系统性能参数制冰模式系统蓄冷性能曲线蓄能系统通常使用的是往复式、螺杆式、多级离心式的机组。机组降低乙二醇溶液的温度在2224（-5.55-4.44）左右来使冰球结冰。由于低温制冷机组的运转特性，为了产生低的温度，就需要耗费更多的电能。以下的曲线允许设计者根据可用于蓄冷制冰的时段数来选择最经济的蓄冷机组。通过尽量利用的蓄冷时间，可以选择更小的机组、更经济的运转温度。冰融化过程释冷性能曲线Sinobaron和Cryogel 确定蓄冷量的方法是基于实验室的试验数据。Cryogel 已经积累了一系列性能曲线。这些曲线表示不同蓄冰率、不同换热平均温差（LMTD）情况下，冰球的释冷能力。Cryogel蓄冰系统设计计算我们将帮助设计者分析经济性以决定满足满负荷和部分负荷的最佳选择。Cryogel 已经设计出选型软件，通过由设计院提供的设计温度和蓄冷量，以及独立试验室的试验数据，该软件让Cryogel 及Sinobaron的工程师可以预测在释冷过程中的各点情况下的系统性能。从而准确地进行系统及控制软件的设计。我们将向设计院的暖通工程师提供详细的系统设计及选型方法，请向我们的分公司或代理人索要系统设计及选型手册，及系统设计软件。 “分公司及代理商名单”?“蓄冰系统举例”某宾馆中央空调方案比较内容一、蓄冰方案二、常规机组方案备考尖峰冷负荷 万kcal/h90901、功率因素取0.85。制冷设备容量 万kcal/h92.8902、电力贴费取：440元/kVA。机房设备电功率 kW386 夜间使用3553、配电设施费：机房设备配电容量 kVA400400600元/ kVA初投资机房设备总价 万元166.8118.04、分时电价政策为：机房电力贴费 万元免征17.623：00 次日7：00机房配电费 万元24.024.00.255元/kW.h合计 万元190.8159.611：00 19：00年运行费用 万元20.23240.4160.510元/kW.h相对常规机组增加初投资31.27：00 11：00 &相对运行费用节省 万元20.18419：0023：00预计投资回收年限 年1.5 0.765元/kW.h采用冰蓄冷机房系统，初投资要比常规机组系统高出31.2万元，但年运行费用节省20.184万元，投资回收期为1.5年。其后节约的费用均为纯利润。Cryogel蓄冰系统系统控制说明（留一个单页专门说明）Cryogel蓄冰系统系统的安装说明Cryogel系统的安装过程（蓄冰槽置于室外）：单位换算表:说明文字依此为：安装完毕后效果蓄冰槽吊装蓄冰球运到现场搭建工作台简易的漏斗装入蓄冰球膨涨控制箱安装及配管蓄冰球填充完毕外表面聚胺脂现场发泡保温作业对于其他种蓄冰槽的安装，尤其是钢筋混凝土蓄冰槽、利用地下室围护成的蓄冰槽，请垂询Cryogel的技术人员或向我们索要资料。Cryogel蓄冰系统应用实例美国冷吨（USRT）= 千瓦 ( kW)0.2846 Btu/h = 千瓦 ( kW)3.414大卡（kcal/h）