蓄冷与蓄热技术应用
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• 电热：电力直接产热 • 热泵：通过高品位电力和热力输入，从环 境总获取热量，最终实现热量增量供给 • 太阳能：通过太阳能集热器产热 • 工业余热：工业生产过程产生
20
蓄热装置：固体蓄热电锅炉
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
利用低谷电时间进行蓄热，所蓄的热量白 天采暖及生活热水使用。蓄热材料MgO（ 氧化镁）等，蓄热温度达到800℃左右。
17
热能蓄存（TES）装置分类：蓄存机理
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
热泵蓄存 显热蓄能 液体 固体 潜热蓄能 固液相变 气液相变 热化学蓄能 吸收/吸附 蓄能 吸收蓄能 吸附蓄能 化学蓄能
18
蓄热介质
背景
显热蓄热材料：水、岩石、土壤等 潜热
潜热蓄热材料 低温类（0℃~120℃） 有机物 化合物 石蜡 脂肪酸类 其他（赤藻糖醇） 低共熔体 无机物 化合物
℃ 40
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
夏季
28℃
30
20 10 0 10 20 30
26℃
室内需求 温度范围
18℃
热源 冬季
14
背景2 —冷能/热能的季节转移
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
通过季节性蓄冷/蓄热，冬/夏季的室外自 然冷/热能可用于建筑的供冷和供热
℃ 40
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷介 蓄冷流体 取冷流体 质 水 水 水 制冷剂 冰 水 载冷剂
冰 冰或其 它 共晶盐
冰 冰或其 它 水混合 物 气体水 合晶体
载冷剂
载冷剂
载冷剂 制冷剂
载冷剂 水
冰晶 （生成于盐 水中或者过 冷水中）
Mueller. Maximalce Y.T.Li Sunwell(加拿大) 气体水合物（中国）
蓄冷系统 设计与运行 总结
34
盘管冰蓄冷
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
冰盘管式蓄冷装置是由沉浸在水槽中的盘 管构成换热表面的一种蓄冰设备，蓄冷时 载冷剂通过管内，冰在管外冻结。 主要冰槽形式
蛇型盘管
圆型盘管
U型盘管
35
盘管式冰蓄冷
背景
蓄冷特点
• 管内流速高（处于过 渡流或者湍流），换 热系数大 • 冰的热阻大，后期蓄 冷效率低 • 管外自然对流，换热 系数小，非完全冻结 式可采用空气搅拌 • 末期管材导热系数对 蓄冷性能影响不大
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
12
背景1 —蓄冷/蓄热技术
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
在不需冷量时间利用制冷/热设备将蓄冷介质 中的热量移出/充入，进行蓄冷/蓄热，然后 将此冷量/热量用在空调用冷/热高峰期
13
背景2 —冷能/热能的季节转移
背景
建筑室内需求温度介于冬夏室外温度之间
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
36
盘管式外融冰系统简化原理图
37
盘管式冰蓄冷
背景
外融冰释冷特点
• 温度较高的空调回水直接送入盘管表面结有冰 层的蓄冰水槽，使盘管表面上的冰层自外向内 逐渐融化 • 换热效果好，取冷快，供水温度低（1~2℃）
取冷量和液位变化曲线
13 12 11 10 65 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 60
低共熔体
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
高温类（120℃~850℃） 单纯盐 混合盐 金属 碱
盐的水合物 氢氧化物水合物 包合物
19
蓄热热源
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
与蓄冷不同，周围环境中存在大量的免费 热源，所以蓄热热量除来自自身产热，也 可来自环境热源。因此，蓄热热源包括：
制冷剂 载冷剂
水或 载冷剂
29
冰蓄冷特征
背景
利用冰的融解潜热，335KJ/Kg 蓄冷密度：0.02～0.025 m3/kWh
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
制冷机应提供-3～-7℃的温度，它低于常规 空调用制冷设备所提供的温度（这意味着 需要选用专用制冰机组或者双工况（制冷+ 制冰）机组）
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
载冷介质
• 要求：凝固点低于蓄冷介质、性质稳定、 粘度低、腐蚀性毒性小 • 常用：乙二醇溶液、丙三醇溶液、水等
蓄冷介质与载冷介质分隔
• 要求：高导热、抗腐蚀、能形变 • 常用：金属、塑料、高分子材料或者没有
28
常用蓄冷装置分类
背景
分类 显热式 类型 水蓄冷 冰盘管 B.A.C，Evapco(益美高) （外融冰） (美国、日本) 蛇形 BAC，RH 冰盘管 圆形 Clamac(高美) （内融冰） 蛇形 Fafco 冰球: CIAT/西冷/台佳 封装式 冰板:开利/台佳 蕊芯球:台湾/华源 潜热式 冰片滑落 Mueller, Turbo (美国) 主要生产厂家
7
背景1—电Biblioteka Baidu“移峰填谷”
背景
结论： 城市电网用电负荷波动明显 空调采暖负荷是城市用电负荷的重要组成 部分 空调采暖负荷昼夜大幅变化是城市用电负 荷变化的影响因素之一
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
8
背景1 —用电负荷波动的危害
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
25
蓄冷装置
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷装置特指实现冷量存入与放出的部件。 譬如：蓄冰槽、蓄冷水罐。
蓄冷装置的特性直接决定蓄冷系统的性能。 关键的蓄冷装置特性包括：
• 蓄冷密度：单位体积蓄冷量
• 蓄冷速率：单位时间能蓄存冷量与总蓄冷量 的百分数
• 取冷速率：单位时间能取出剩余冷量的百分 数
32
封装冰蓄冷及释冷特点
背景
蓄冷
• 蓄冷速度慢：冰的热阻及内部自然对流热 阻大 • 载冷剂平均水温影响大
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
33
蓄冷及释冷特点
背景
释冷
• 出水温度高，释冷速率低 • 需要载冷剂释冷，出水温度>5~7℃，一般 替代常规冷源（而非低温冷源）
蓄热技术 蓄冷装置
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
取冷量（RHT）存冰量ＩＰＦ
取冷温度（℃）
Tinlow Toutup Q ＩＰＦ
取冷时间（H）
38
盘管式冰蓄冷
背景
外融冰释冷特点
• 理论上不需要二次换热装置 • 不可搭接（non ice-bridging），蓄冰率(IPF)不 大于50%，故蓄冰槽容积较大
通过热水或者直接电热在电力低谷或者热 水生产高峰时蓄存热量，用于电力高峰供 暖。
24
蓄热技术—小结
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄热可通过利用低谷电时间（电锅炉或热泵） 进行蓄热，满足白天采暖及生活热水需求，可 实现电力的“移峰填谷”。 蓄热如采用太阳能或工业余热等免费热源，可 实现建筑的有效节能。 一般，蓄热设备与原热源并列使用，因此系统 设计和运行方法简单或与蓄冷相同，后续不再 单独讨论。
深圳市夏季典型日用电负荷变化
2
背景1—电力“移峰填谷”
背景
城市用电负荷波动明显
10 9 8 7 负荷（kMW） 6 5 4 3 2 1 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
0
0:00 2:30 5:00 7:30 10:00 12:30 15:00 17:30 20:00 22:30
超级电容、蓄电池：蓄存效率高；价格 昂贵；多用于风电、光伏电力性能改善
10
背景1 —用电负荷波动的应对
背景
需求侧管理（DSM）技术
• 对于直接使用电力的生产过程，通过电价等 手段鼓励其错峰用电 • 对于需要将电力转化为其他能源使用的生产 和过程，则要考虑转化能源的储存 • 基于空调用电在推高城市尖峰用电，拉大峰 谷用电量差中的重要影响，发展空调用冷/ 热蓄存是降低电网峰谷差的有效手段！
蓄冷系统 设计与运行 总结
空调用电负荷 Max 57.5% 年最大负荷 重庆
5
背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖负荷昼夜变化剧烈
单位面积负荷强度（w/m2） 140 120
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
100
80 60 40 20
0
0 2 4 6 8 10 12 14 小时（h） 16 18 20 22 24
21
蓄热装置：蒸汽蓄热电锅炉
背景
采用高温水或者蒸汽进行蓄热
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
22
蓄热装置：太阳能集热器
背景
蓄存太阳能用于供暖或生活热水
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
23
蓄热装置：带相变蓄热的地板辐射采暖
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
上海地区典型办公建筑夏季设计日负荷变化
6
背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖负荷昼夜变化剧烈
单位面积负荷强度（w/m2） 80 70 60 50 40 30 20 10
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
0
0 2 4 6 8 10 12 14 小时（h） 16 18 20 22 24
上海地区典型办公建筑冬季设计日负荷变化
夏季
28℃
30
20 10 0 10 20 30
26℃
室内需求 温度范围
18℃
天然热
热源 天然冷 冬季
15
背景3 —减小制冷/热主机装机容量
通过长周期（数天）蓄冷/蓄热，减小建筑的制冷制热设 备的装机和电力增容容量，提高室内环境保障质量
忙时
闲时
16
背景—小结
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷与蓄热技术应用
王宝龙
背景1—电力“移峰填谷”
背景
城市用电负荷波动明显
10
蓄热技术 蓄冷装置
设计与运行 总结
用电负荷（kMW）
蓄冷系统
8
6 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
4
2
0 0:00 2:30 5:00 7:30 10:00 12:30 15:00 17:30 20:00 22:30
背景
供电侧管理：
• 主机调峰： 复合电网结构 使用调节特性好的当地发电机组：水电 机组：负荷调节速度快；燃气轮机：调 节速度较快，能满足日负荷变化调节 • 蓄能调峰：
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
抽水电站：快速，但建设周期长，效率 60%~70%
压缩空气：与天然气混合进入燃气轮机 发电
深圳市冬季典型日用电负荷变化
3
背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖用电是城市用电的重要组成部分
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
空调用电负荷 Max 44.4% 年最大负荷 上海
4
背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖用电是城市用电的重要组成部分
蓄热技术 蓄冷装置
利国：通过蓄冷、蓄热，建筑用能可在短 周期内实现“移峰填谷”，降低电网用电 负荷波动，从而降低发电设备装机容量， 提高发电设备发电效率，保证电网安全； 利民：（1）分时电价和设备补贴政策的实 施能有效降低用户带蓄冷、蓄热空调系统 的运行费用和初投资；（2）季节性蓄冷和 蓄热能实现冬夏自然冷热能的利用，是建 筑节能的技术手段之一；（3）降低制冷及 电力设备容量，提高保障质量。
如果发电装备容量调节性能差或快速性不 足，则可能导致电网电压和频率的变化， 影响电网的安全运行 增加发电装备的装机容量 • 发电设备装机容量需要按照尖峰用电需 求设计，投资大 降低发电装备的平均效率 • 非用电高峰时，发电设备需要降载运行 • 部分载荷时发电设备效率降低
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背景1 —用电负荷波动的应对
30
封装冰蓄冷
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
将蓄冷介质封装在球形或板形小容器内， 并将许多此种小蓄冷容器密集地放置在密 封罐或开式槽体内，从而形成封装式蓄冰 装置。
冰球
蕊芯冰球 冰板
31
封装冰冰槽结构
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷时：低温载冷剂从罐底流入，高温载 冷剂从罐顶流出 释冷时：高温载冷剂从灌顶流入，低温载 冷剂从罐底流出
26
蓄冷冷源
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
除季节性蓄冷外，环境中缺少可免费获取的 自然冷源，因此，蓄冷冷量一般需要通过人 工制冷设备（冷水机组、制冰机）获得。
27
蓄冷装置构成
背景
蓄冷介质
• 要求：单位体积蓄冷量大、换热能力强、 过冷度小、腐蚀性毒性小、性质稳定 • 常用：水、冰、共晶盐、气体水合物等
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蓄热装置：固体蓄热电锅炉
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
利用低谷电时间进行蓄热，所蓄的热量白 天采暖及生活热水使用。蓄热材料MgO（ 氧化镁）等，蓄热温度达到800℃左右。
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热能蓄存（TES）装置分类：蓄存机理
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
热泵蓄存 显热蓄能 液体 固体 潜热蓄能 固液相变 气液相变 热化学蓄能 吸收/吸附 蓄能 吸收蓄能 吸附蓄能 化学蓄能
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蓄热介质
背景
显热蓄热材料：水、岩石、土壤等 潜热
潜热蓄热材料 低温类（0℃~120℃） 有机物 化合物 石蜡 脂肪酸类 其他（赤藻糖醇） 低共熔体 无机物 化合物
℃ 40
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
夏季
28℃
30
20 10 0 10 20 30
26℃
室内需求 温度范围
18℃
热源 冬季
14
背景2 —冷能/热能的季节转移
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
通过季节性蓄冷/蓄热，冬/夏季的室外自 然冷/热能可用于建筑的供冷和供热
℃ 40
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷介 蓄冷流体 取冷流体 质 水 水 水 制冷剂 冰 水 载冷剂
冰 冰或其 它 共晶盐
冰 冰或其 它 水混合 物 气体水 合晶体
载冷剂
载冷剂
载冷剂 制冷剂
载冷剂 水
冰晶 （生成于盐 水中或者过 冷水中）
Mueller. Maximalce Y.T.Li Sunwell(加拿大) 气体水合物（中国）
蓄冷系统 设计与运行 总结
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盘管冰蓄冷
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
冰盘管式蓄冷装置是由沉浸在水槽中的盘 管构成换热表面的一种蓄冰设备，蓄冷时 载冷剂通过管内，冰在管外冻结。 主要冰槽形式
蛇型盘管
圆型盘管
U型盘管
35
盘管式冰蓄冷
背景
蓄冷特点
• 管内流速高（处于过 渡流或者湍流），换 热系数大 • 冰的热阻大，后期蓄 冷效率低 • 管外自然对流，换热 系数小，非完全冻结 式可采用空气搅拌 • 末期管材导热系数对 蓄冷性能影响不大
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
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背景1 —蓄冷/蓄热技术
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
在不需冷量时间利用制冷/热设备将蓄冷介质 中的热量移出/充入，进行蓄冷/蓄热，然后 将此冷量/热量用在空调用冷/热高峰期
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背景2 —冷能/热能的季节转移
背景
建筑室内需求温度介于冬夏室外温度之间
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
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盘管式外融冰系统简化原理图
37
盘管式冰蓄冷
背景
外融冰释冷特点
• 温度较高的空调回水直接送入盘管表面结有冰 层的蓄冰水槽，使盘管表面上的冰层自外向内 逐渐融化 • 换热效果好，取冷快，供水温度低（1~2℃）
取冷量和液位变化曲线
13 12 11 10 65 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 60
低共熔体
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
高温类（120℃~850℃） 单纯盐 混合盐 金属 碱
盐的水合物 氢氧化物水合物 包合物
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蓄热热源
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
与蓄冷不同，周围环境中存在大量的免费 热源，所以蓄热热量除来自自身产热，也 可来自环境热源。因此，蓄热热源包括：
制冷剂 载冷剂
水或 载冷剂
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冰蓄冷特征
背景
利用冰的融解潜热，335KJ/Kg 蓄冷密度：0.02～0.025 m3/kWh
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
制冷机应提供-3～-7℃的温度，它低于常规 空调用制冷设备所提供的温度（这意味着 需要选用专用制冰机组或者双工况（制冷+ 制冰）机组）
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
载冷介质
• 要求：凝固点低于蓄冷介质、性质稳定、 粘度低、腐蚀性毒性小 • 常用：乙二醇溶液、丙三醇溶液、水等
蓄冷介质与载冷介质分隔
• 要求：高导热、抗腐蚀、能形变 • 常用：金属、塑料、高分子材料或者没有
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常用蓄冷装置分类
背景
分类 显热式 类型 水蓄冷 冰盘管 B.A.C，Evapco(益美高) （外融冰） (美国、日本) 蛇形 BAC，RH 冰盘管 圆形 Clamac(高美) （内融冰） 蛇形 Fafco 冰球: CIAT/西冷/台佳 封装式 冰板:开利/台佳 蕊芯球:台湾/华源 潜热式 冰片滑落 Mueller, Turbo (美国) 主要生产厂家
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背景1—电Biblioteka Baidu“移峰填谷”
背景
结论： 城市电网用电负荷波动明显 空调采暖负荷是城市用电负荷的重要组成 部分 空调采暖负荷昼夜大幅变化是城市用电负 荷变化的影响因素之一
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
8
背景1 —用电负荷波动的危害
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
25
蓄冷装置
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷装置特指实现冷量存入与放出的部件。 譬如：蓄冰槽、蓄冷水罐。
蓄冷装置的特性直接决定蓄冷系统的性能。 关键的蓄冷装置特性包括：
• 蓄冷密度：单位体积蓄冷量
• 蓄冷速率：单位时间能蓄存冷量与总蓄冷量 的百分数
• 取冷速率：单位时间能取出剩余冷量的百分 数
32
封装冰蓄冷及释冷特点
背景
蓄冷
• 蓄冷速度慢：冰的热阻及内部自然对流热 阻大 • 载冷剂平均水温影响大
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
33
蓄冷及释冷特点
背景
释冷
• 出水温度高，释冷速率低 • 需要载冷剂释冷，出水温度>5~7℃，一般 替代常规冷源（而非低温冷源）
蓄热技术 蓄冷装置
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
取冷量（RHT）存冰量ＩＰＦ
取冷温度（℃）
Tinlow Toutup Q ＩＰＦ
取冷时间（H）
38
盘管式冰蓄冷
背景
外融冰释冷特点
• 理论上不需要二次换热装置 • 不可搭接（non ice-bridging），蓄冰率(IPF)不 大于50%，故蓄冰槽容积较大
通过热水或者直接电热在电力低谷或者热 水生产高峰时蓄存热量，用于电力高峰供 暖。
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蓄热技术—小结
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄热可通过利用低谷电时间（电锅炉或热泵） 进行蓄热，满足白天采暖及生活热水需求，可 实现电力的“移峰填谷”。 蓄热如采用太阳能或工业余热等免费热源，可 实现建筑的有效节能。 一般，蓄热设备与原热源并列使用，因此系统 设计和运行方法简单或与蓄冷相同，后续不再 单独讨论。
深圳市夏季典型日用电负荷变化
2
背景1—电力“移峰填谷”
背景
城市用电负荷波动明显
10 9 8 7 负荷（kMW） 6 5 4 3 2 1 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
0
0:00 2:30 5:00 7:30 10:00 12:30 15:00 17:30 20:00 22:30
超级电容、蓄电池：蓄存效率高；价格 昂贵；多用于风电、光伏电力性能改善
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背景1 —用电负荷波动的应对
背景
需求侧管理（DSM）技术
• 对于直接使用电力的生产过程，通过电价等 手段鼓励其错峰用电 • 对于需要将电力转化为其他能源使用的生产 和过程，则要考虑转化能源的储存 • 基于空调用电在推高城市尖峰用电，拉大峰 谷用电量差中的重要影响，发展空调用冷/ 热蓄存是降低电网峰谷差的有效手段！
蓄冷系统 设计与运行 总结
空调用电负荷 Max 57.5% 年最大负荷 重庆
5
背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖负荷昼夜变化剧烈
单位面积负荷强度（w/m2） 140 120
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
100
80 60 40 20
0
0 2 4 6 8 10 12 14 小时（h） 16 18 20 22 24
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蓄热装置：蒸汽蓄热电锅炉
背景
采用高温水或者蒸汽进行蓄热
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
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蓄热装置：太阳能集热器
背景
蓄存太阳能用于供暖或生活热水
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
23
蓄热装置：带相变蓄热的地板辐射采暖
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
上海地区典型办公建筑夏季设计日负荷变化
6
背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖负荷昼夜变化剧烈
单位面积负荷强度（w/m2） 80 70 60 50 40 30 20 10
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
0
0 2 4 6 8 10 12 14 小时（h） 16 18 20 22 24
上海地区典型办公建筑冬季设计日负荷变化
夏季
28℃
30
20 10 0 10 20 30
26℃
室内需求 温度范围
18℃
天然热
热源 天然冷 冬季
15
背景3 —减小制冷/热主机装机容量
通过长周期（数天）蓄冷/蓄热，减小建筑的制冷制热设 备的装机和电力增容容量，提高室内环境保障质量
忙时
闲时
16
背景—小结
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷与蓄热技术应用
王宝龙
背景1—电力“移峰填谷”
背景
城市用电负荷波动明显
10
蓄热技术 蓄冷装置
设计与运行 总结
用电负荷（kMW）
蓄冷系统
8
6 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
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2
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背景
供电侧管理：
• 主机调峰： 复合电网结构 使用调节特性好的当地发电机组：水电 机组：负荷调节速度快；燃气轮机：调 节速度较快，能满足日负荷变化调节 • 蓄能调峰：
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
抽水电站：快速，但建设周期长，效率 60%~70%
压缩空气：与天然气混合进入燃气轮机 发电
深圳市冬季典型日用电负荷变化
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背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖用电是城市用电的重要组成部分
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
空调用电负荷 Max 44.4% 年最大负荷 上海
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背景1—电力“移峰填谷”
背景
空调采暖用电是城市用电的重要组成部分
蓄热技术 蓄冷装置
利国：通过蓄冷、蓄热，建筑用能可在短 周期内实现“移峰填谷”，降低电网用电 负荷波动，从而降低发电设备装机容量， 提高发电设备发电效率，保证电网安全； 利民：（1）分时电价和设备补贴政策的实 施能有效降低用户带蓄冷、蓄热空调系统 的运行费用和初投资；（2）季节性蓄冷和 蓄热能实现冬夏自然冷热能的利用，是建 筑节能的技术手段之一；（3）降低制冷及 电力设备容量，提高保障质量。
如果发电装备容量调节性能差或快速性不 足，则可能导致电网电压和频率的变化， 影响电网的安全运行 增加发电装备的装机容量 • 发电设备装机容量需要按照尖峰用电需 求设计，投资大 降低发电装备的平均效率 • 非用电高峰时，发电设备需要降载运行 • 部分载荷时发电设备效率降低
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背景1 —用电负荷波动的应对
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封装冰蓄冷
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
将蓄冷介质封装在球形或板形小容器内， 并将许多此种小蓄冷容器密集地放置在密 封罐或开式槽体内，从而形成封装式蓄冰 装置。
冰球
蕊芯冰球 冰板
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封装冰冰槽结构
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
蓄冷时：低温载冷剂从罐底流入，高温载 冷剂从罐顶流出 释冷时：高温载冷剂从灌顶流入，低温载 冷剂从罐底流出
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蓄冷冷源
背景
蓄热技术 蓄冷装置
蓄冷系统 设计与运行 总结
除季节性蓄冷外，环境中缺少可免费获取的 自然冷源，因此，蓄冷冷量一般需要通过人 工制冷设备（冷水机组、制冰机）获得。
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蓄冷装置构成
背景
蓄冷介质
• 要求：单位体积蓄冷量大、换热能力强、 过冷度小、腐蚀性毒性小、性质稳定 • 常用：水、冰、共晶盐、气体水合物等