美国FAFCO蓄冰设备

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暖通空调新进展-蓄能技术

4、蓄冷技术研究热点
（5）蓄冷介质的研究开发开发新型蓄冷介质，便于放置的、无腐蚀性的有机蓄冷介质，如常温下胶状的可凝胶。
利用水合物的特性进行蓄冷，也是目前研究较多的一个课题。
冰浆（Ice Slurry）
冰浆——是含有悬浮冰粒子的固液两相溶液，也称流体冰，二元冰。
• 其中冰粒子颗粒为毫米至
冰浆技术应用优势
巨大的相变潜热，并可利用低温显热
（冰的融解热335kJ/kg，水的比热容 4.18kJ/kg･℃）
较好的流动性，可泵送至任何地方融冰释冷速度，热响应速度快采用蓄冷策略，减少系统运行费用，增强供冷的可靠性
国外研究机构
国际制冷学会冰浆研究会
（Ice Slurry Workshop of IIR）
后最重大的变革。
开发新型蓄冰制冷机成套产品，以及与低温送风系统配套的末端设备，如适用于低温系统的冷却盘管，性能良好的
高诱导比末端散流器等，是目前研究的主要内容。
4、蓄冷技术研究热点
（2）冷水储蓄技术---蓄冷水罐的研究为提高蓄冷水罐的蓄冷质量，减少充、排水过程的影响，研究人员对一些减少扰动的设想进行了实验和理论研究，得出控制住充、排水温度，采用自然温度分层技术，可以保证较高的储蓄效果。研究手段：利用现有蓄冷水罐设备现场实验或测试，
5、我国的蓄冷蓄热技术应用
近几年电力供应紧张和电网峰谷差的扩大，蓄冷蓄热技
术得到了较快的发展。采用需求侧管理（DSM）的蓄冷技术来达到削峰填谷，是缓解电力建设和新增用电矛盾的有效的解决途径。 1998年1月成立了国家电力公司电力需求侧管理指导中心。
并在上海成立了蓄能空调技术协作网，2004年协作网由上海迁至南京，直接由电力需求侧管理指导中心领导，并于2004年6月和2005年6月在南京分别召开了 “全国电力

水蓄冷及冰蓄冷的比较

八、水蓄冷与冰蓄冷的比拟一. 水蓄冷与冰蓄冷比拟将水蓄冷与冰蓄冷进展比拟，这二种蓄冷方式的最大不同就是水蓄冷是利用水的温度变化〔显热变化〕进展蓄冷，而冰蓄冷利用水的相态变化〔相变所需的潜热〕进展蓄冷。

因此，冰、水蓄冷系统在以下方面发生了变化。

〔1〕蓄冷系统制冷机的容量为0.6～0.65从冰蓄冷简介中知道：冰蓄冷制冷机组蓄冷工况下的制冷能力系数Cf〔制冰温度为-6℃时〕，其制冷能力比制冷机组在空调工况低了0.4～0.35，也就是说冰蓄冷在希望利用蓄冷系统减少制冷机组容量的愿望很难实现。

而水蓄冷就不存在这一问题。

〔2〕蓄冷装置的蓄冷密度从冰蓄冷与水蓄冷的简介中知道：冰蓄冷槽的蓄冷密度为〔40～50kW /m3〕，蓄冷水池的蓄冷密度为〔7～11.6kW /m3〕。

冰蓄冷槽的蓄冷密度是蓄冷水池蓄冷密度的5倍左右。

这里要说明一下，就是关于水蓄冷与冰蓄冷的占地问题。

通常在人们的心目中，一说起水蓄冷，就有水池容积大，要占用大块地方。

其实这是一种错觉。

产生这一错觉的原因是：以为冰蓄冷利用的是水的潜热，而物态变化的热潜热是比拟大的〔往往人们对凝固热不太熟悉，又经常与汽化热来衡量〕，认为蓄冰槽冰的容积比例可为1，因此，远远夸张了蓄冰槽蓄冷密度。

而实际上蓄冰槽的蓄冷密度仅是蓄冷水池蓄冷密度的5倍左右，以目前使用最多的冰盘管为例，冰蓄冷槽需要安装在室，并要求有一定的安装距离。

我们曾对某一冰蓄冷系统与水蓄冷系统进展比拟，如果将蓄冰槽安装的场地全部空间改为蓄冷水池，再加上该建筑物的消防水池，二者的蓄冷能力近乎相当。

〔3〕蓄冷装置的兼容性水蓄冷系统的蓄冷水池冬季可作为蓄热水池使用，这一点对于热泵运行的制冷系统是特别有用的。

而冰蓄冷系统蓄冰槽那么没有此功能。

〔4〕蓄冷系统的建立投资冰蓄冷与水蓄冷相比，一般来说，水蓄冷系统根本建立投资不高于常规空调系统，而冰蓄冷系统根本建立投资比常规空调系统高出20％以上。

冰蓄冷的缺点：冰蓄冷的用电量高于常规空调20％左右，水蓄冷那么可节省制冷用电10％左右。

蓄冰系统完全冻结式冰盘管问题说明

蓄冰系统----间接接触式
完全冻结式冰盘管
(FAFCO)
蓄冰系统----间接接触式----冰盘管
蓄冰系统----间接接触式----塑料冰盘管
蓄冰系统----间接接触式特点----冰盘管
闭式循环回路
U型盘管可做非标设计，适应不同的安装空间
可制成整装式蓄冰制冷机组---安装方便，适合用于小型项目-----Ice Cell
大型系统可安装气动搅拌系统，融冰利用率可达100%。

主机下游系统，出口温度可根据设计要求设定。

盘管进口温度高，可利用一部分显热能。

注: Fafco and Ice Cel -较少的工程应用经验，性能未被EPRI验证。

蓄冰空调工程安装、调试、验收

中国从70年代起，在体育馆建筑中多处采用水蓄冷空调系统。

在90年代初，开始建造、并投入运行的冰蓄冷空调系统以来，截止到2001年，已建成和正在建的水蓄冷和冰蓄冷空调系统共计183项，取得了初步成效，在某些方面具有自己特点和经验，还有几十项正在洽谈中。

中国在90年代初，建造和投入运行的蓄冷空调系统有下列四例：（1）深圳电子科技大厦，建筑面积6.5万m2，设计冷负荷3,200RT，蓄冷量8,750RTH，采用法国Cristopia冰球，CIAT单螺杆冷水机组，1993年5月投入运行。

（2）北京日报社，建筑面积1.52万m2，综合办公楼，设计冷负荷560RT，蓄冷量1,280RTH，采用北京西冷工程公司的"有压罐式齿球蓄冷器"，卧式蓄冷罐φ2,400×6,000三台，1993年6月投入运行。

（3）广东清远市新北江制药有限公司，工艺用冷，发酵所产生的热量由10℃的冷水吸收。

正常生产时，耗冷496RT，利用低谷电蓄存冷水，贮水槽容积1,083m3，占地110 m2，蓄冷密度达6.09RT/m3，蓄(调荷)冷量达6,600RTH，1992年5月投入运行。

（徐威高工设计）（4）广州黄埔区红山街供电承装公司二层办公楼，建筑面积210m2，北京西冷冰球，小系统进行蓄冷运行。

1995年建成和投入运行的项目：（1）广东东莞生化药厂，水蓄冷系统，空调用冷，贮水槽750m3，蓄冷密度3.3 RT/m3（10,000大卡/m3），蓄冷量达247RTH，1995年4月投入运行。

（徐威高工设计）（2）北京京信大厦，水蓄冷系统，利用原有有效容积998m3消防水池兼作蓄冷池，蓄冷密度1.59 RT/m3，蓄冷量为1,587RTH，减少了一台原打算增添的60万大卡/时的冷水机组。

（清华设计）（3）烟台大酒店，改建成水蓄冷式中央空调系统，水泥蓄冷水池400m3（消防水池），冷水温度4-6℃。

（华源总承包）（4）浙江肖山城乡镇政府大楼，建筑面积5,000m2，办公楼，设计冷负荷165RT，蓄冷量为433RTH，采用CIAT冰球，立式蓄冷罐26m3。

冰蓄冷简介_secret

第一节应用概念一、冰蓄冷空调“冰蓄冷空调”一词大家都一目了解，英文为‘ICE STORAGE’，日文为[冰蓄热]，狭义的定义为[制冰蓄冷]的冷气系统。

早期称谓[COOL STORAGE （蓄冷）]，此包含了[制冷水蓄冷]的冷气系统。

但在寒带国家降了[蓄冷]外，还要[蓄热]，因此，广义的用语为[THERMAL （ENERGY）STORAGE AIR CONDITIONING SYSTEM （缩写为TES）]，可译为[蓄能式空调系统]。

对于南方地区仅有夏季（冷气）电力过载的困扰，仅需[蓄冰空调]。

二、关于蓄冷系统的计量在常规的空调系统设计时，冷负荷是按照计算出建筑物所需要的多少“冷吨”、“千瓦”、“大卡/时”来计量，但是蓄冰系统是用“冷吨·小时”、“千瓦·小时”、“大卡”来计量。

图1-1代表100冷吨维持10小时冷却的一个理论上的冷负荷，也就是一个1000“冷吨·小时”的冷负荷。

图上100个方格中的每一格是代表10“冷吨·小时”。

事实上，建筑物的空调系统在全日的制冷周期中是不可能都以100%的容量运行的。

空调负荷的高峰出现多数是在下午2：00--4：00之间，此时室外环境温度最高。

图1-2代表了一幢典型大楼空调系统一个设计工作日中的负荷曲线。

如图可知，100冷吨冷水机组的全部制冷能力在10个小时的“制冷周期”中只有2个小时，在其它8个小时中，冷水机组只在“部分负荷”里操作，如果你数一数小方格的话，你会得到总数为75个方格，每一格代表10“冷吨·小时”，所以此建筑物的实际冷负荷为750“冷吨·小时”，但是常规的空调系统必须选用100冷吨的冷水机组来应付100冷吨的“峰值冷负荷”。

三、冷水机组的“参差率”定义的“参差率”为实际“冷负荷”与“冷水机组的总制冷潜力”之比，即：参差率（%）=（实际冷吨·小时数/总的冷吨·小时潜力）*100%=750/1000*100因此该冷水机组的“参差率”为75%，也就是冷水机组能提供1000“冷吨·小时”，而空调系统只要用750“冷吨·小时”。

冰蓄冷介绍

1、蓄冷空调原理蓄冷中央空调系统是一种通过蓄能来节约空调系统运行费用的技术，其基本工作原理是：建筑物空调时间所需冷量的部分或全部在非空调时间利用蓄冷介质的显热或其相变过程的潜热迁移等特性，将能量以低温状态蓄存起来，然后根据空调负荷要求释放这些冷量，这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。

当空调使用时间与非空调时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用。

在一般工程中，空调系统用电量占总耗电量的35%--65%，而制冷主机的电耗在空调系统中又占65%--75%。

在常规空调设计中，冷冰主机及辅助设备容量均按尖峰负荷来选配，这不仅使空调系统的电力容量增大，而且使得主机等空调设备在绝大部分情况下均处于低效率的部分负荷状态运行，显得很不经济。

蓄冷中央空调从系统构成上来说只是在常规空调系统的基础上增加了一套蓄冷装置，其它各部分在结构上与常规空调相同，它在使用范围方面也与常规空调基本一致。

2、蓄冷中央空调的意义随着社会的发展，中央空调在大中城市的普及率日渐增高。

据统计，空调高峰时用电量达到城市用电负荷的25%-30%，加大了电网的峰谷用电差。

蓄冷中央空调之所以得到各国政府和工程技术界的重视，正因为它对电网有卓越的移峰填谷功能，是电力需求侧最有效的电能蓄存方法，蓄冷对于用户还有以下的一些突出优点：1）空调的出水温度低、制冷效果好，低温送风系统节省投资和能耗。

2）空调环境相对湿度较低，空调品质提高，有利于防止中央空调综合症。

3）利用峰谷荷电价差，平衡电网负荷。

减少空调年运行费。

4）减少冷水机组容量，降低一次性投资。

5）在主机出现故障或断电的情况下，蓄冷系统相当于应急冷源，系统可靠性高。

6）当建筑物功能变化或面积增加引起冷负荷增加时，只要增加蓄冷装置的蓄冷量，即可满足大楼新增冷量需要。

3、蓄冷发展史第一代：冰球蓄冷第二代：冰盘管蓄冷第三代：动态冰蓄冷――――――――――――――――――――――――――――――――在没有实行集中供热前，冬天时家家户户烧火取暖，这种原始的用能方式既浪费能源，又污染环境。

各种蓄冷技术比较

在中国运用的蓄冰系统情况法国西亚特公司的STL蓄冰系统美国BAC公司的钢盘管蓄冰系统美国的高灵桶蓄冰系统杭州华源公司的蕊心冰球系统清华同方的钢盘管蓄冰系统一．BAC冰盘管：盘管为钢制连续卷焊而成，外径为26.27mm，外表为热镀锌，可制成非标，或用于混凝土结构其缺点为：1、由于管壁较薄，不耐腐蚀，需采用经特殊处理的乙二醇冷媒（价格很高）2、盘管一旦发生泄漏，很难检测，难以维修3、水阻大、放冷慢。

设计寿命为20年。

二．高灵冰桶：盘管为聚乙烯材料，外径为16mm，盘管在冰桶内螺旋盘绕。

为标准产品，其缺点是：1、盘管的单路长度很长，流通阻力很大。

2、一旦发生泄漏，无法检修，整只冰桶报废。

3、放冷慢，设计寿命低于20年。

三．FAFCO盘管：盘管为耐高低温的聚烯烃石蜡脂，外管径为6.35mm，产品有标准和非标准系统，其缺点为：1、管内径很细，容易堵塞。

2、一旦发生泄漏，较难检修。

3、应急放冷慢，设计寿命低于20年。

四．蕊心冰球：外壳由聚乙烯材制成，直径130mm长240mm，表面有摺皱，冰球内部有直径2mm的铝合金翅片管，由于内芯不易结冰时金属管起到冷桥作用。

其缺点是：1、金属蕊心与PE塑料外壳的结合处难以密封。

2、摺皱用于结冰时伸缩时间长易产生应力集中、疲劳、老化、破裂。

3、单只冰球体积大，蓄冰效率低。

4、不承压不适合闭式系统。

五．STL的技术来源STL为法语潜热储能系统的缩写，是法国西亚公司的专利产品。

自1982年第一套STL系统在法国投入运行以来，20多年间全球已有5000个工程实例，总蓄冰量超过5000000KW/h。

1993年5月深圳中电大厦在国内第一个使用该技术并获得成功。

其后STL在中国得到迅速推广。

STL应用在：空气调节、工艺流程、区域供冷、电厂发电机冷却、冷藏链等领域。

法国CIAT公司STL冰球，外壳为高密度的聚烯烃，内为PCM（相变物质—储冷液）单位蓄冷量为5万大卡/m3。

特点为：1、生产和应用已有20年的经验，质量稳定。

北京欧华源-美国FEDCO膜法海淡用高压泵和能量回收装置

…making fluid energy work for you…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company1About FEDCOExperienced & Successful• Founded in 1997 • First products placed in service in 2000 • 800+ units installed worldwide • 30-50% annual growth • Originator of turbocharger technology for RO systems • Developed integrated feed pump-ERT for BWRO • Numerous patents and patent applications on ERD technology • Industry-leading manufacturing software developed in-house…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company2FEDCO ProductsMSS Series HP Pump • 7-250m3/hr capacity in ten (10) models• Pressures to 83 bar • Multistage, horizontal, barrel type • Flanged construction, one piece shaft for durability • WATER BEARING Integral thrust bearing • Materials for SWRO serviceHydraulic Pressure Booster(HPB) Energy Recovery Turbine• 10 – 500m3/hr • up to 1,000 m3/hr with custom-engineered units • Pressures to 83 bar • Constructed in Duplex SS 2205 • Integral brine control valve; No external tubing • No auxiliary equipment or instrumentation required • Lowest life cycle cost of any Energy Recovery Device…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company3FEDCO ProductsSWRO HEMIHydraulic Energy Management Integration For Seawater RO Systems Integrated HPB+Motor assist• Provides precise membrane pressure and recoverycontrol regardless of feed or membrane conditions. • Eliminates all feed throttling AND large VFDs • permits use of centralized feed pump schemes • Perfect for systems with large feed pressure swingsMost energy efficient solution for Mega scale SWRO…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company4SWRO HEMICentralized Feed Pump - Individual Train Control2/3 medium pressure feed pumps for entire plant Multiple trains under individual pressure/ recovery control Dynamic addition and removal of trains Simple and reliable control scheme at the train level…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company5FEDCO ProductsBWRO HEMI(Hydraulic Energy Management Integration) Modular Feed Pumps• Combine multiple pumps applications into a single unit• Exclusive WATER BEARING™ to handle pump thrust • Inline pump connections for easy low-cost installation • Horizontal or Vertical InstallationModular Recovery Turbine - the ultimate in BWRO efficiency• Add brine energy recovery turbine module to the modular pump• No additional baseplate, very compact size, vertical or horizontal configuration • Lowest cost, most cost effective ERD for Brackish/Pure water RO • Horizontal or Vertical Installation…making fluid energy work for you 6copyright © Fluid Equipment Development CompanyFEDCO Markets and ApplicationsHPB’s in power plantHOTELS/RESORTS• FEDCO pumps run quiet compared to reciprocating pumps.• No special training is required. • Pump and HPB bearings are water lubricated. No grease or oil.INDUSTRIAL PROCESSING• Simplicity of operation is key to reliability • No extra instrumentation or valves • HPB units can be overhauled in 15 minutesMSP pump & HPB on a shipMARINE/OFFSHORE• Extremely compact HPB + Pump package size • Push the system start button and walk away • Low weight for greater cargo capacityMSP Pump & HPB for militaryCONTAINERIZED/PORTABLE • Ease of operation requires no specialized operation training• HPB and Pump package is so small, you barely know it’s there…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company7Types of RO Feed PumpsCentrifugal• multistage • from 30 to 10,000+ gpm • driven by electric motor, diesel or gas/steam turbinePositive Displacement• “plunger” or “power” type • triplex or quintuplex • constant flow (no throttling) • driven by electric motor or diesel engineFeatures• low capital cost • good reliability • moderate to high efficiencyFeatures• high capital cost • high maintenance • high efficiency • auxiliary equipment required • usually for less than 100 gpm feedTurbine symbol Suction stabilizer PD pump Relief valve Pulsation dampener8The FEDCO MSS pump line is multistage centrifugal type.…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development CompanyMSS Pump FeaturesOptional high inlet pressure design (900 psig) 316 SS coupling Shaft seal operates at low pressure No coupling alignment required No shims used for impeller spacing Handles entire axial thrust - no load on motor bearings Bearing cooled by the pumpage - not sensitive to ambient temperature Never needs lubrication 316 SS Motor base Victaulic pipe joints Pump shaft is in tension no potential for “buckling” 316L SS stages (electropolished and passivated) Integral coupling guard (anodized aluminum alloy) Inlet connection rotatable in 90 deg. increments Standard material Flanges for is Duplex SS 2205 easy internal 316 SS support access bracket & footOne-piece shaftPatented WATER BEARING™ technologycopyright © Fluid Equipment Development Company…making fluid energy work for you9WATER BEARING™ Technology Key to Reliable Pump OperationImpeller Impeller thrust force Shaft axial thrust ShaftAxial thrust loads in a multistage pumps• up to 5,000+ lbs even in low capacity pumps • more stages = more thrust • higher RPM = more thrust • only present when pump is operatingThrust carried by motor bearing• reduces motor bearings life • low pressure pumps • cheap, low cost pumpsThrust carried by external bearing• creates maintenance • ambient temperature limits • medium pressure pumpsThrust carried by WATER BEARING ™• zero maintenance • medium/high pressure pumps • premium quality pumps • available only from FEDCO…making fluid energy work for youcopyright © Fluid Equipment Development Company101500ERDs recover hydraulic energy in the brine stream TurbochargerThe HPB is installed between the HP pump and the feed inlet to the membrane. The HPB produces up to 50% of the membrane pressure requirement,reducing the size and energy requirement of the HP feed pump and starter.HPB brine controlP=2 bar Q=120m3/hP=40 barP=0.5 barFeedReduced size:Feed pump1st stageControl valveFeedHP Feed pumpHPB brine control2nd Pass RepressurizationFeed pump1st passDESIGN CONSISTANCY •HPBs are in production since 2000•All HPBs are geometrically similar-Same flow paths-Same hydraulic design criteria-Same stress levels-Same specific speeds on feed and brine impellers •Same materialsSame design -proven in 500+ installationsHigh pressureVictaulic pipe jointsTo increaseReliability that You Can TrustThree (3)YearWarrantyFor the HPBLongest Warranty in the Industry1500HPB recovery turbine *+=low capital costhigh reliabilityhigh efficiencyeasy operationno scheduled maintenanceMSS feed pump *Feed Pumps andRecovery Turbines=Lowest cost permeate* Subject to US and foreign patents and patent applicationsFeed In The HEMI integrates MULTIPLE pump and ERD functionsinto a Single PackageFeed Out Brine InBrine OutFeed Pump module RecoveryTurbinemodule (optional)Motor(optional)VFDInterstage boost module (optional)The HEMI integrates the high pressure feed pump, recovery turbine and Interstage Booster Pump (optional) into a Singe & International patent applied.OutMotorMembranesAFFORDABLEBrine Energy Recovery System for Brackish/Pure Water RO1st stagePower Module, the HEMI provides:Perfect control of interstage pressure boost by simple control signalEnergy RecoveryModuleFeed PumpModule1st stageA special adaptation of the HPB brings the HEMI concept to high(Work Exchangers and Pelton Turbines)。

蓄冷空调系统设计

（1）一、空调蓄冰电能难于储存，单靠供电机构本身的设备难以达到"削峰填谷"的目标，无法尽量在电力低谷期间使用电力；当然，有些电力公司由于电网调峰能力不足，建设抽水蓄能电站进行调峰，但其初投资高、运行费用大，难以推广。

因此，大多数国家的供电机构都采用各种行政和经济手段，迫使用户各自将用电高峰削平，并尽量将用电时间转移到夜间，蓄冷系统就是在这种情况下发展起来的。

蓄冷系统就是在不需冷量或需冷量少的时间（如夜间），利用制冷设备将蓄冷介质中的热量移出，进行蓄冷，然后将此冷量用在空调用冷或工艺用冷高峰期。

蓄冷介质可以是水、冰或共晶盐。

因此，蓄冷系统的特点是：转移制冷设备的运行时间；这样，一方面可以利用夜间的廉价电，另一方面也就减少了白天的峰值电负荷，达到电力移峰填谷的目的。

空调系统是现代公用建筑与商业用房不可缺少的设施，其耗电量很大，而且基本处于电负荷峰值期。

例如，饭店和办公楼每平米建筑面积的空调峰值耗电量约40～60瓦；以北京为例，目前，公用与商用建筑的空调用电负荷约为60万千瓦，约为高峰电负荷的16%，因此，空调负荷具有很大的削峰填谷潜力。

二、全负荷蓄冷与部分负荷蓄冷除某些工业空调系统以外，商用建筑空调和一般工业建筑用空调均非全日空调，通常空调系统每天只需运行10～14小时，而且几乎均在非满负荷下工作。

图1-1中的A部分为某建筑典型设计日空调冷负荷图。

如果不采用蓄冷，制冷机组的制冷量应满足瞬时最大负荷的需要，即qmax 为应选制冷机组的容量。

蓄冷系统的设计思想通常有二种，即：全负荷蓄冷和部分负荷蓄冷。

1. 全负荷蓄冷全负荷蓄冷或称负荷转移，其策略是将电高峰期的冷负荷全部转移到电力低谷期。

如图1-1，全天所需冷量A均由用电低谷或平峰时间所蓄存的冷量供给；即蓄冷量B+C等于A，在用电高峰时间制冷机不运行。

这样，全负荷蓄冷系统需设置较大的制冷机和蓄冷装置。

虽然，运行费用低，但设备投资高、蓄冷装置占地面积大，除峰值需冷量大且用冷时间短的建筑以外，一般不宜采用。

美国FAFCO蓄冰设备

为优化控制提供保障
采用冰量传感器输出4～2 0m A电信号，传送到大限度节省运行费用提高可靠的保障。
更低的运行费用
蓄冰系统中，制冷主机耗电量占全部系统耗电量的80％左右，而夜间用于制冰的耗电量为制冷主机耗电量的 6 5％左右，因此提高制冷主机在夜间的制冰效率成为蓄冰系统降低能耗、进一步节省运行费用的主要手段。
备及管路的腐蚀性增强，不仅会造成乙二醇溶液的大量泄漏，而且将影响整个蓄冰系统的使用寿命。
01 专业的聚合物换热器生产商始于1969年
IceStor
蓄冰系统配置形式
蓄冰系统的配置合适与否直接关系到蓄冰系统的运行效果。合理可行的系统配置将会得到稳定可靠的系统工作性能，最终保障建筑物空调系统的正常供冷使用要求。
03 专业的聚合物换热器生产商始于1969年
IceStor
蓄冰效率高
结冰厚度仅为1 0m m，在所有蓄冰设备中冰层最
薄，蓄冷时制冰效率最高。
蓄冰盘管压降小
蓄冰盘管高度一般为1 .2～3 .6 m,设备压降大大小于同类型的其他蓄冰设备，乙二醇水泵的扬程可大幅降低，约为其他盘管型蓄冰设备的3 0％，使整个系统的运行更为节能，大大降低水泵的耗电量，系统更节能。
并联系统串联系统制冷机组位于蓄冰设备的上游制冷机组位于蓄冰设备的下游专业的聚合物换热器生产商始于1o蓄冰设备特点高效经济灵活可靠全球唯一的专利材质盘管分流专利技术独特的u型盘管设计更可靠寿命更长科学地描述蓄冰设备的性能有效解决蓄冰设备的占地问题质量更可靠性能更优越投资更经济布置更灵活是o蓄冰设备令不同用户都很满意的原因
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设备选型优化需要信息

蓄冷空调技术的现状及发展趋势

蓄冷空调技术的现状及发展趋势方贵银　邢　琳　杨　帆(南京大学)摘　要　阐述应用蓄冷空调的意义及其发展现状,介绍各种类型的蓄冷空调系统,指出蓄冷空调技术今后的发展趋势。

关键词　空调　水蓄冷　冰蓄冷　共晶盐The developing status and trend of cool storage air 2conditioning technologyFang Guiyin Xing Lin Yang Fan(Nanjing University )ABSTRACT The significance and developing status of cool storage air conditioning technology are presented.All kinds of cool storage air conditioning systems are introduced.The trend of cool storage air conditioning system is pointed out.KE Y WOR DS air 2conditioning ;water storage ;ice storage ;eutectic salt 随着我国经济的高速发展和城市商业水平的不断提高,城市建筑中央空调系统的应用越来越普及,人们已逐渐认识到蓄冷空调技术具有很大的移峰填谷潜力。

在建筑空调系统中应用蓄冷技术已成为我国今后进行电力负荷需求侧管理、改善电力供需矛盾最主要的技术措施之一。

目前峰谷电价政策的出台及其不断的发展和完善,将为促进我国蓄冷空调的发展和应用创造良好的外部经济环境,蓄冷技术在我国的应用将形成不断发展的趋势。

1　蓄冷空调技术的发展现状20世纪70年代以来,世界范围的能源危机促使蓄冷技术迅速发展。

美国、加拿大和欧洲一些国家重新将冰蓄冷技术引入建筑物空调,积极开发蓄冷设备和系统,实施的工程项目也逐年增多。

中国大陆蓄冷技术的发展

住宅小区采用冰蓄冷集中供冷(热)系统的有杭州中江都市花园、江苏常州金禧园、上海路易凯旋宫、江苏仪征镜湖花园、上海万里凯旋华庭、湖南电信花园、上海中环凯旋宫等.
广州大学城
中国大陆采用美国BAC公司钢盘管，共139个工程，总蓄冷量1,211,773 [RTh]。
（2010年8月）
日本BAC公司钢盘管，共1,136个工程，
法国CIAT公司最早在杭州建立CIAT冰球生产工厂。最近中国台湾“冰宝”（GEMINI）牌塑料盘管和美国 EVAPCO椭圆钢盘管均在上海建立了生产线，美国BAC 圆形钢盘管在大连建立生产线，进一步降低了生产成本、减少了运输费用和缩短了供货时间。
有关采用各家蓄冰设备的工程项目的数量统计详见表2 和图1。按照蓄冷量计算得到的各家蓄冰设备所占比例见图2。
建筑面积m2
80,000 96,000 35,000 52,000 56,730 20,000 40,000 31,000 45,000 900,000 7,240,000 94,000 140,000 405,000 240,000 550,000 173,035
蓄冷量RTh
7,120 9,240 3,564 13,680 7,616 6,125 4,500 2,820 3,564 28,560 252,000 6,536 11,880 106,696 6,840 22,800 18,240
从已建成和投入运行的蓄冷空调工程来看, 有以下几方面特点:
（1）已建成的水蓄冷和冰蓄冷空调工程，凡是精心设计、精心施工、精心运行，不仅保证了工程质量，达到了设计要求，在削峰填谷、减少运行费用方面也起到了积极的作用.有的工程在用电高峰时段可以不开主机,对削峰作用很大。
（2）由于蓄冰储能提供了低温冷源，为低温送风技术的利用创造了有利条件。蓄冰技术与低温送风技术的结合，既可以有效地使峰谷差减小，又可省能与节省初投资，它是目前国际HVAC&R行业公认的值得推广应用的技术。我国十分注意发展低温送风技术，已经在25个以上冰蓄冷空调工程中采用了大温差和低温送风系统（表3中展示17个）

水蓄冷与冰蓄冷的比较

. . .八、水蓄冷与冰蓄冷的比较水蓄冷冰蓄冷冰蓄冷需要的双工况制冷机组价格高，装机容量同等蓄冷量的水蓄冷系统造价约为冰大，增加了配电装置的费用，且冰槽的价格高，使造价用有乙二醇数量多，价格贵，管路系统和控制系统蓄冷的一半或更低。

均较复杂，因此总造价高。

蓄冷冰蓄冷工质的蒸发温度较低，制冷机组在蓄冰工况下的制冷能力系数 Cf 为 0.6 ～ 0.65 （制冰温度为水蓄冷的蒸发温度与常规空调相差不系统- 6℃时），其制冷能力比制冷机组在空调工况下低大，且可采取并联供冷等方式使装机装机0.4 ～0.35 。

相同制冷量下，冰蓄冷的双工况制冷容量减小。

容量机组容量要大于常规空调工况机组。

在同等投入的情况下，水蓄冷系统一冰蓄冷为降低造价，一般为 1/2 或1/3 削峰，节省移峰般设计为全削峰，节省电费大大多于电费少于水蓄冷系统。

量冰蓄冷系统。

用电属节能型空调，由于夜间蓄冷效率较属耗能型空调，制冰时效率下降达 30%，综合其夜量（系白天高，系统满负荷运行时间大幅增间制冷、满负荷运行时间大幅增加等因素后，其较统效加，扣除蓄冷损失等不利因素，较一一般常规空调多耗电20%左右。

率）般常规空调节电约 10%。

蓄冷蓄冷水池的蓄冷密度为装置 7~11.6KW/M3。

由于冰蓄冷的有效容积冰蓄冷槽的蓄冷密度为40~50KW/M3，约为水蓄冷的蓄较小，如果将安装蓄冰槽的房间用作的 4~5 倍，但因其有效容积小，实际二者蓄冷能力冷密蓄冷水池，加上消防水池，其蓄冷量近乎相当。

度与冰蓄冷基本一致。

相对较大，但因大温差蓄冷在一个蓄相对较小，但因蓄冷一般在多个蓄冷槽内实现，设蓄冷冷槽内完成全部蓄冷和放冷过程，占备间需留有检修通道及开盖距离，且冰槽内有乙二槽占用空间绝大部分是有效的蓄冷空间，醇及预留结冰时膨胀空间，故其有效空间只是实际用空部分具体已投运的项目表明，水蓄冷占用空间的一小部分。

间实际占用空间只略大于冰蓄冷。

蓄冷蓄冷水池冬季可兼作蓄热水池，对于装置热泵运行的系统特别有用，但此时不蓄冰槽没有此功能。

浅谈冰蓄冷系统

浅谈冰蓄冷系统最早接触“冰蓄冷”是在金庸小说《天龙八部》中，虚竹小和尚被天山童姥裹挟到西夏国王宫一个冰窖中，冰窖里堆满的是为王公贵族夏天取凉用的冰块，不用说那些冰块肯定是在冬天里用水“蓄”下来的“冷”，但这毕竟是小说，不能轻信。

到后来有机会参观紫禁城，听导游小姐讲皇帝们夏天乘凉的方式竟然也是如小说中讲的一般，可见“冰蓄冷”技术在我国确实是有，而且已经发展了很长时间。

到了现代，我们依然能用到“冰蓄冷系统”，当然现在的技术和形式肯定比古代要先进和复杂的多，通过专业课的学习和查阅相关资料，我对“冰蓄冷技术”有了新的更全面的认识，现总结如下:1. 冰蓄冷技术的原理冰蓄冷技术是指在用电低谷时用电制冰并暂时蓄存在蓄冰装置中, 在需要时( 如用电高峰) 把冷量取出来进行利用。

由此可以实现对电网的“削峰填谷”, 有利于降低发电装机容量, 维持电网的安全高效运行。

2. 系统的组成及制冰方式分类2.1 系统组成冰蓄冷系统一般由制冷机组、蓄冷设备( 或蓄水池) 、辅助设备及设备之间的连接、调节控制装置等组成。

冰蓄冷空调系统设计种类多种多样, 无论采用哪种形式, 其最终的目的是为建筑物提供一个舒适的环境。

另外, 系统还应达到能源最佳使用效率, 节省运转电费, 为用户提供一个安全可靠的冰蓄冷空调系统。

2.2 制冰方式分类根据制冰方式的不同, 冰蓄冷可以分为静态制冰、动态制冰两大类。

此外还有一些特殊的制冰结冰, 冰本身始终处于相对静止状态, 这一类制冰方式包括冰盘管式、封装式等多种具体形式。

动态制冰方式在制冰过程中有冰晶、冰浆生成, 且处于运动状态。

每一种制冰具体形式都有其自身的特点和适用的场合。

3. 蓄冷技术的发展阶段及应用状况3.1 蓄冷技术的发展阶段蓄冷技术最初开始于20 世纪30 年代，其发展大致经历了3 个阶段。

（1）从20 世纪30 年代至60 年代，是以削减空调制冷设备装机容量为主要目标，以小冷机带动大冷负荷的蓄冷阶段，特别是1950—1960 年间，发展很快，主要采用水蓄冷技术，优点是投资省、技术要求低、维修费用少，可用于一些周期性使用，供冷时间又短的建筑物，如教堂、体育馆、礼堂。

冰蓄冷设备

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*注：载冷剂一般为乙烯乙二醇水溶液。

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"（26.67mm），冰层最大厚度为1.4"（35.56mm），因此盘和换热表面积为5.2ft2/RTH(0.137m2/KWH），冰表面积为19.0ft2/RTH(0.502m2/KWH），制冰率IPF约为40-60%。

融冰过程中，冰由外向内融化，温度较高的冷冻水回水与冰直接接触，可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水，出水温度与要求的融冰时间长短有关（参见图2-1、2-2、2-3）。

这种系统特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所，如一些工业加工过程及低温送风空调系统使用。

（1）10小时放热特性（图2-1）该蓄冷方式是由食品冷冻行业中应用多年的乳品冷却设备改制发展而成。

由此在乳品行业中经常采用。

最近天津雀巢咖啡生产厂，工艺要求所供应的冷冻水温在全过程中要求保证稳定在+1°C，采用BAC外融冰装置，冰盘管表面冰层厚度大约为2-3MM，冷冻机24小时连续运行。

在使用冷媒盘管式蓄冷槽时，有几点需注意：（1）当结冰厚度在1"-3.5"之间，若冷冻系统设计不当，制冰时冷冻蒸发温度较低，压缩机所需功率大，耗电率大，并且制冷时间长，用电量多；（2）若贮存的冰设有完全用掉而制冷时间已到，需要开始制冰，则必需隔着一层冰来制冰，由于冰是一种优良热阻，这将使制冷设备耗电率与用电量增加；（3）蓄冰槽内应保持约50%以上的水不冻成冰，否则无法正常抽取冷水使用进行融冰，故最好使用厚度控制器或增加盘管中心距，以避免冰桥产出；（4）在开放式系统中，蓄冰槽的进出口处（即水系统进出口管路上）应加装止回阀和稳压阀等近期制设备，以免仃泵时系统中的水回流，使蓄冰槽中水外溢。

冰蓄冷系统实测分析与建议

冰蓄冷系统实测分析与建议钱志博;赵雷;程港;岳玉亮【摘要】蓄能空调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, 微观上可以为空调用户节省大量运行费用.为验证系统的实际效果, 笔者通过近三个月, 对深圳某科技园项目进行了实地测试, 深度了解了该系统的实际运行效果, 并对系统设计, 安装, 运行及管理提出了一些建议.%Combining the time-of-use price of energy-storage air-conditioning and power systems can be used to balance the power grid from a macro perspective, which can save a lot of operating costs for air-conditioning users.The author took nearly three months to conduct a field test on a Shenzhen science and technology park project, mastered the actual operating results of the system, and put forward some opinions on the operation of the system.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2018(037)012【总页数】5页(P80-84)【关键词】冰蓄冷;运行费用;投资回收期【作者】钱志博;赵雷;程港;岳玉亮【作者单位】中机十院国际工程有限公司;北京城建十六建筑工程有限责任公司;中机十院国际工程有限公司;中国建筑科学研究院【正文语种】中文蓄能空调就是利用蓄能设备在空调系统不需要能量的时间内将能量储存起来，而在空调系统需要的时间将这部分能量释放出来。

我国蓄冷技术进展简介张永铨

（2）广州徐威高工在生前从九十年代初就开始水蓄冷的设计工作，共进行了17个水蓄冷工程（有8个工程是独立完成设计的，9个工程是合作完成设计的），每个工程都有不同的设计特点，申请了多项专利技术，获得多次省、市奖励，对中国水蓄冷技术的发展做出了贡献。例如：广东清远市新北江制药有限公司，工艺用冷，发酵所产生的热量由10℃的冷水吸收。正常生产时，耗冷1744kW。利用低谷电蓄存冷水，贮水槽容积1083m3，占地110m2，蓄冷密度达21.4kW／ m3，蓄（调荷）冷量达23200kWH，1992年5月投入运行。这是我国第一个工艺用冷采用水蓄冷。专利号CN97116453.3。
（10）1994年国家纪委、电力工业部门决定实行电力供应峰谷不同电价政策，以推动削峰和谷电的应用，缓解电力建设与新增用电的矛盾。华北电力集团首先公布峰谷电价比为4.5:1。相继北京、上海、天津、山东、浙江、湖北、四川、福建等省、市的电力部门对蓄冷中央空调用户实行峰谷电价差及其它优惠政策，；例如北京市峰谷电价为：高峰0.85元，平段0.514元，低谷0.2元；天津市峰谷电价为：高峰0.792 元，平段0.475元，低谷0.18元。
（23）1998年3月中国第一家中法合资生产CIAT公司 Cristopia蓄冰球的企业——杭州西亚特制冷设备有限公司在杭州下沙正式投产。
对国外蓄冰设备降低价格，减少运输费用，缩短供货时间，起了重要作用。
然后，台湾“冰宝”（GEMINI）牌塑料盘管和美国 EVAPCO椭圆冰盘管（在上海建立了生产线）、美国BAC圆型冰盘管（在大连建立生产线）。
北京高灵阳光和北京高灵能源的蓄冰筒。
最近，中国科学院广州能源研究所下属广州鑫誉蓄能科技有限公司研发了拥有多项专利的动态冰蓄冷技术。中机远雄蓄能科技有限公司（现名中机西南）自主研发，并投入运行的板式制冰蓄冷空调。

FAFCOvs.蕊芯冰球

fafco蓄冰盘管与蕊芯冰球比较比较项目fafco蓄冰盘管蕊芯冰球储冷换热设备的结构及冻结形状u型盘管直径小6mm结冰厚度薄仅有10mm制冰时不必形成冰晶核因此制冰温度高乙二醇出水温度为36冷水机组运行效率高用电少
FAFCO蓄冰盘管与蕊芯冰球比较
比较项目
FAFCO蓄冰盘管
蕊芯冰球
储冷换热设备的结构及冻结形状
蓄冰槽为密闭式结构，盘管直径很小，即使发生破裂渗漏，系统中的乙二醇渗出，只会造成局部不制冰，能够迅速反映到液位指示剂上，及时作出维修处理。
由于乙二醇具有吸湿性，若采用开放式系统，乙二醇溶液与空气接触后吸收空气中的水气，或有可能容器内的水因容器破裂而与乙二醇溶液混合，使溶液的浓度逐渐降低，造成储冰槽储冰量不足。故障不易发现。
融冰效率
融冰时由内向外，效率高。
融冰时由外向内，效率低。
储冰设备的材质
换热盘管用耐高、低温的聚烯烃石蜡脂制成。管外结冰，盘管无内应力，槽体为标准的工业化产品，运行稳定可靠，使用寿命长。
球体采用高弹性高强度聚乙烯材料，质硬，不利于热胀冷缩，而且球本体结冰，有内应力，影响寿命。同时外层聚乙烯与金属芯之间由于两种物质的膨胀率不同，易发生泄漏。
乙二醇溶液的流失问题
密闭式系统，乙二醇溶液不易流失。
开放式系统，矩形储槽，易造成流体在储槽内部发生局部短路而引起换热性能的下降。当系统停止运转后，管路中的乙二醇溶液有可能会倒流至储冰槽，使储冰槽无法容纳而溢流至排水系统，降低系统的储冷量，并因乙二醇的流失而增加运转成本。
乙二醇溶液的浓度及泄漏问题的发现解决
由于使用的冰球数量很多，查找损坏的冰球非常困难，若要维修，需将所有的球从槽中取出，可维修性能差。而且每年需检查系统中的冰球是否有破损，业主人力、物力、财力消耗很大，任务比较繁琐。