冰蓄冷系统基础教学

1、Engineered for flexibility and performance. 科技营造自然科技营造自然一般制冷电能需求的峰值问题：一般制冷电能需求的峰值问题：n由于电能的大量消耗由于电能的大量消耗,电厂的成本越来越高电厂的成本越来越高n在紧张时间段内在紧张时间段内,电能费用更加昂贵电能费用更加昂贵n有时电能需求得不到满足有时电能需求得不到满足n在离峰以外时间，电力需求减少，生产过剩形成浪在离峰以外时间，电力需求减少，生产过剩形成浪费。费。冰蓄冷系统用于消除用电高峰冰蓄冷系统用于消除用电高峰n将空调负荷转移到峰值以外的时间将空调负荷转移到峰值以外的时间n选择较小的冷水机获得最佳选择较小

2、的冷水机获得最佳“参差率参差率”n获得较好的投资回收率获得较好的投资回收率u冷水机组负载冷水机组负载系统冷量是按建筑物系统冷量是按建筑物最高负荷设计最高负荷设计全日制冷周期中有负全日制冷周期中有负荷波峰出现，即荷波峰出现，即14:00-18:00之间之间机组的机组的“参差率参差率”低低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。图中晚上用。图中晚上18点到早上点到早上8点的深蓝色区域为制冰储存的冷量，早上点的深蓝色区域为制冰储存的冷量，早上8点到晚上点到晚上18点的深蓝色区域为用储存的冰制冷的冷量。点的深蓝色区域为

3、用储存的冰制冷的冷量。全蓄冰系统全蓄冰系统n离峰以外时段所制成的离峰以外时段所制成的冰或冰球，其冷量要达冰或冰球，其冷量要达到次日空调负荷所需。到次日空调负荷所需。n冷水机组用于夜间制冰冷水机组用于夜间制冰n机组的平均负荷（冷机组的平均负荷（冷吨吨小时）小于日间制冷小时）小于日间制冷需求负荷需求负荷分量蓄冰系统分量蓄冰系统n主机在高峰以外时段制主机在高峰以外时段制冰，在空调时段主机持冰，在空调时段主机持续运转搭配储冰设备以续运转搭配储冰设备以满足设计日空调负荷需满足设计日空调负荷需要。要。n分量储存费用较全量储分量储存费用较全量储存系统经济，并可获得存系统经济，并可获得良好的负荷管理。良好的负

4、荷管理。n冷水机组获得更低的平冷水机组获得更低的平均负荷均负荷主要冰蓄冷系统应用主要冰蓄冷系统应用外部融化外部融化内部融化内部融化外部溶冰方式外部溶冰方式内部溶冰方式内部溶冰方式定义：定义：n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。管表面的冰层自外向内逐渐融化。制冰与融冰的工作过程制冰与融冰的工作过程n制冰循环制冰循环n开始制冰时，冰槽内充满水，低温乙二醇水循环经盘管进口开始制冰时，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，小空气泵到出口，吸收冰槽水的

5、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。一般约在成冰。冰的厚度由设计者决定。一般约在“11-1/2”。n空调循环空调循环n在白天空调循环时，冰水泵运转系统水流，使水在冰槽内接在白天空调循环时，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。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。优点优点n空调回水与冰直接接触，空调回水与冰直接接触，换热效果好，取冷快换热效果好，取冷快n不需要二次换热装置不需要二次换热装置缺点缺点n蓄冰

6、槽的蓄冰率低，蓄冰蓄冰槽的蓄冰率低，蓄冰槽容积大槽容积大n盘管外表面结冰不均匀，盘管外表面结冰不均匀，易形成水流死角易形成水流死角n需要采取搅拌措施，促进需要采取搅拌措施，促进冰的均匀融化冰的均匀融化制冰与融冰的工作过程制冰与融冰的工作过程n制冰循环制冰循环n开始制冰时卤水（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽内开始制冰时卤水（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽内使水冻结。使水冻结。n空调循环空调循环n在空调循环时，来自用户或二次换热装置的温度较高在空调循环时，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

7、冷层自内向外逐渐融化进行取冷优点优点n盘管外表面融冰均匀，不盘管外表面融冰均匀，不易形成水流死角易形成水流死角n不需要采取搅拌措施，以不需要采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化促进冰的均匀融化缺点缺点n空调回水与冰间有很薄的空调回水与冰间有很薄的水层，融冰换热热阻较大水层，融冰换热热阻较大n多采用细管、薄冰层蓄冰多采用细管、薄冰层蓄冰制冰与融冰的工作过程制冰与融冰的工作过程n制冰过程制冰过程n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

8、形蓄冷罐内，载冷剂从球间流过，球体也有可能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。的三维传热问题。n融冰过程融冰过程n相对冻结过程，冰球的融冰过程更加复杂一些，因为融冰相对冻结过程，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。力作用上下浮动，固液相界面条件非常复杂。胶囊式胶囊式 - 在高密度容器内填充去离子水和帮助冰成在高密度容器内填充去离

9、子水和帮助冰成核溶液混合液或核溶液混合液或PCMs（相变物质）物质。外型有（相变物质）物质。外型有矩形（冰砖）等。冰球式也属于胶囊式矩形（冰砖）等。冰球式也属于胶囊式 。冰获得储冰式冰获得储冰式 - 又为动态储冰式或制冰滑落式又为动态储冰式或制冰滑落式冰泥冰泥储冰槽释放固定等量的冷量作为主要冷源。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，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，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才满载运转，主机大部分时间在部分负荷下运行。运行。安全安全 阀阀空气盘

10、管空气盘管空气盘管空气盘管蓄冰槽蓄冰槽蓄冰槽蓄冰槽机组机组在空调循环过程主机为主要冷源，主机供应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。先模式下，主机在日间是不停地运转。安全安全 阀阀空气盘管空气盘管空气盘管空气盘管蓄冰槽蓄冰槽蓄冰槽蓄冰槽机组机组 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供水回水蓄冰关关开关开5.0-1.7制冷机供冷开关关关关 5.6 10.6蓄冰槽供冷关开关调节调节 5.6 10.6制冷机与蓄冰槽同时供冷开开关调节调节 10.6 5.6 10.6 工况 阀V1阀V2 阀V3阀V4制冷机水温蓄冰槽水温供水回水供水回水蓄冰关关开开5.0-1.7制冷机供冷开开关关 6.0 11.0蓄冰槽供冷开调节调节调节关 11.0 11.0 6.0 11.0制冷