空调工程中的蓄冷技术(复习)
空调系统的蓄冷蓄热技术考核试卷
1. 蓄冷技术只能用于大型商业建筑。（ ）
2. 蓄热系统可以在任何天气条件下有效工作。（ ）
3. 蓄冷蓄热技术的使用可以减少电力系统的峰谷差，提高电网效率。（ ）
4. 蓄热系统中的相变材料在固态和液态之间转变时，会吸收或释放热量。（ ）
10. 关于空调系统的蓄冷技术，以下哪个描述是正确的？ （ ）
A. 蓄冷技术减少了对电网的冲击
B. 蓄冷技术只能在白天使用
C. 蓄冷技术增加了系统的复杂性
D. A和C
11. 蓄冷系统与常规空调系统相比，下列哪项是不同的？ （ ）
A. 运行原理
B. 设备组成
C. 能源消耗
D. A和B
12. 以下哪种情况适宜使用空调系统的蓄热技术？ （ ）
4. 结合实际案例，探讨蓄冷蓄热技术在建筑节能和可持续发展中的作用，以及未来发展趋势。（10分）
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. A
3. C
4. A
5. A
6. A
7. B
8. C
9. A
10. D
11. D
12. A
13. B
14. C
15. C
16. A
17. A
18. D
19. C
20. D
空调系统的蓄冷蓄热技术考核试卷
考生姓名：__________ 答题日期：__________ 得分：__________ 判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 下列哪种方式不属于空调系统蓄冷技术？ （ ）
空调水蓄冷技术及工程应用
空调水蓄冷技术及工程应用一、空调蓄能技术及其经济效益概述空调蓄能技术是一种最有效地获取分时电价差效益、节省电制冷或电制热运行电费的技术。
在国外已经是一项成熟的技术，目前国内正在大面积推广应用。
二、水蓄冷中心空调系统蓄冷中心空调系统是将冷量以显热或潜热的形式储存在某种介质中，并在需要时能够从储存冷量的介质中开释出冷量的空调系统。
水蓄冷是空调蓄冷的重要方式之一，利用水的显热储存冷量。
水蓄冷中心空调系统是用水为介质，将夜间电网多余的谷段电力(低电价时)与水的显热相结合来蓄冷，以低温冷冻水形式储存冷量，并在用电高峰时段(高电价时)使用储存的低温冷冻水来作为冷源的空调系统。
三、实施水蓄冷时的基本条件1、有可执行峰谷电价的供电政策或有对蓄能优惠的电价政策。
2、以冷冻水为冷源的电制冷空调系统，低电价时段有空余的制冷机组作蓄冷用。
3、建筑物中具有可利用的消防水池或可建蓄水池的空间(绿地、露天停车地下，空闲地或可作水池的地下室等)。
四、温度分层型水蓄冷原理冷量储存的类型有温度分层型、多水池型、隔膜型或迷宫与多水池折流型等。
实践证实，相对其它类型，温度分层型(垂直流向型)最简单有效。
温度分层型水蓄冷是利用水在不同温度时密度不同这一物理特性，依靠密度差使温水和冷水之间保持分隔，避免冷水和温水混合造成冷量损失。
水在4℃左右时的密度最大，随着水温的升高密度逐渐减小，利用水的这一物理特性，使温度低的水储存于池的下部，温度高的水位于储存于池的上部。
设计良好的温度分层型水蓄冷池在上部温水区与下部冷水区之间形成一个热质交换层。
一个稳定而厚度小的热质交换层是进步蓄冷效率的关键。
为了在蓄水池内垂直方向的横断面上，使水流以重力流或活塞流平稳地在整个断面上均匀地活动并平稳地导进池内(或由池内引出)，在上部温水区与下部冷水区之间形成并保持一个有效的、厚度尽可能小的热质交换层，关键是在蓄水池内的上下部设置相同散水器，以确保水流在进进蓄水池时满足佛雷得(Frande)系数，使得水流均匀分配且扰动最小地进进蓄冷池。
蓄冷技术
6.其它运行策略：
①夜间有少量供冷负荷：在这种情况下，制 冷机组在夜间充冷并同时供冷。 ②夜间有 — 定量的供冷负荷：通常针对夜间 这部分负荷，选择单独的制冷机组，单独连 续直接供应，这部分负荷称为基本负荷量。
③空调淡季放冷：按空调旺季设计的蓄冷系 统，在空调淡季易转为全部蓄冷或一天中分 时段蓄冷，更大地节省运行费用。
图2-6 夜间制冷蓄冷过程
图2-7 白天融冰放冷过程
1.5 蓄冷系统的运行策略及工作流程
1.5.1蓄冷系统的运行策略
1.运行策略：是指蓄冷系统以设计循环周期(如 设计日或周等)的负荷及其特点为基础，按电 费结构等条件对系统以蓄冷容量、释冷、供 冷或制冷机组共同供冷作出最优的运行安排。
包括：全部蓄冷策略和部分蓄冷策略 。
c.以盘管式蓄冷系统为例，阐明蓄冷空调系
统的工作原理。
蓄冷过程：夜间，乙二醇载冷剂通过冷水机组 和冰筒与旁通构成蓄冷循环，经盘管将冷量转 移给冰筒内的水，使水结冰。
融冰放冷过程为：白天，载冷剂液体经蓄冰筒 及并联旁通，通过设定出水温度调节阀控制蓄 冰筒流量与并联旁通流量的比例，确保出水温 度为给定的值，然后经换热系统将冷量直接送 人空调使用。
c.为防止盘管外结冰不均匀，在储槽内设置了水流扰动 装置，用压缩空气鼓泡，加强水流扰动，使换热均匀。 d.盘管一般为钢制蛇形盘管，储槽为矩形钢制或混凝土 结构。
图2-3盘管外融冰结构示意图
外融冰：
优点
– 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
缺点
– 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
空调工程N第7章蓄冷技术
9.1.3 蓄冷设计模式与控制策略
1）设计模式 （i）全负荷蓄冷 将建筑物典型设计日（或周）白 天用电高峰时段的冷负荷全部转 移到电力低谷时段，启动制冷机 制冷并蓄冷，在白天空调时制冷 机组不运行，而由蓄冷装置释冷， 承担空调所需全部冷量
（ii）部分负荷蓄冷
将建筑物典型设计日（或周） 全天所需冷量部分由蓄冷装 置供给，部分由制冷机供给， 制冷机在全天蓄冷与用冷时 段，基本上是24h持续运行。
蓄冷设备 1冷吨＝3023大卡＝3.517KW
水的蓄冷温度为4－6℃
分
类
类型 水蓄冷 冰盘管 （外融冰） 冰盘管 （内融冰） 封装式 片冰滑落式 冰晶式
蓄冷介质 水 冰或其他 共晶盐 冰或其他 共晶盐 冰或其他 共晶盐 冰 冰
蓄冷流体 水 制冷剂 载冷剂 载冷剂
取冷流体 水 水或载冷剂 载冷剂
显热式
优点： 1.削峰填谷、平衡电力负荷。 2.改善发电机组效率、减少环境污染。 3.减小机组装机容量、节省空调用户的电力花费。 4.改善制冷机组运行效率。 5.蓄冷空调系统特别适合用于负荷比较集中、变化 较大的场合加体育馆、影剧院、音乐厅等。 6.应用蓄冷空调技术，可扩大空调区域使用面积 。 7.适合于应急设备所处的环境，计算机房、军事设 施、电话机房和易燃易爆物品仓库等。
常规空调系统基本原理
负荷变化大，制冷主机需满足最大负荷，且留备用量。 大多数时间不是满负荷工作，效率低。用电高峰期，电 价贵。
蓄冷空调系统基本原理
常规空调供冷循环 蓄冷循环 联合供冷循环（部分负荷蓄冷） 单蓄冷供冷循环（全负荷蓄冷）
融解或凝固温度5～8℃ 融解潜热大，热导率大 密度大 无毒，无腐蚀
外融冰系统
冰晶或冰浆系统
蓄冷技术
蓄冷技术随着生活水平的日益提高，空气调节作为控制建筑室内环境质量的重要技术手段得到广泛的应用。
但因为耗电量大，且基本处于用电负荷峰值期，这就为蓄冷技术的应用提供了一个重要的应用领域。
一、蓄冷技术的定义蓄冷技术是一门关于低于环境温度热量的储存和应用技术，是制冷技术的补充和调节。
低于环境温度的热量通常称作冷量。
人们的生活和生产活动在许多时候要用到冷量，但是，有些场合缺乏制冷设备，有些时段不能使用制冷设备就需要借助蓄冷技术解决用冷需要。
简言之，即冷量的贮存。
二、蓄冷的方法有显热蓄冷和相变潜热蓄冷两大类。
如在蓄冷空调中的水蓄冷空调是显热蓄冷，冰蓄冷空调和优态盐水合物(PCM)是相变潜热蓄冷。
三、冰蓄冷系统技术冰蓄冷是指用水作为蓄冷介质，利用其相变潜热来贮存冷量。
冰蓄冷系统技术类型主要有冰盘管式、完全冻结式、冰球式、滑落式、优态盐式、冰晶式。
1.冰盘管式蓄冷系统冰盘管式蓄冷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。
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。
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。
2.完全冻结式蓄冷系统该系统是将冷水机组制出的低温乙二醇水溶液（二次冷媒）送入蓄冰槽（桶）中的塑料管或金属管内，使管外的水结成冰。
蓄冰槽可以将90%以上的水冻结成冰，融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液进入蓄冰槽，流过塑料或金属盘管内，将管外的冰融化，乙二醇水溶液的温度下降，再被抽回到空调负荷端使用。
这种蓄冰槽是内融冰式，盘管外可以均匀冻结和融冰，无冻坏的危险。
这种方式的制冰率最高，可达IPF=90%以上（指槽中水90%以上冻结成冰）。
生产这种蓄冰设备的厂家较多。
3.冰球式蓄冷系统此种类型目前有多种形式，即冰球，冰板和蕊心褶囊冰球。
蓄能空调技术概念整理修正版
冰蓄冷考点整理第一章1.蓄能：TES(Theral Energy Starage) 蓄冷（能）密度:单位质量蓄冷（能）介质所蓄存的冷（能）量KJ/KG 相变蓄能：利用蓄能介质相变特性，蓄存相变潜热的蓄能方式。
功能热流体：是由相变材料微粒和单相传热流体构成的一种固液多相流体。
2.飞轮蓄能：是机械能的一种蓄能方式，是将电能转化为可蓄存的动能或势能。
（蓄能）当电网电量富裕时，飞轮蓄能系统通过电动机拖动飞轮加速以动能的形式蓄存电能；（释能）当电网需要电量时，飞轮减速并拖动发电机拖动飞轮加速以动能的形式蓄存电能。
抽水蓄能：是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由抽水蓄能机组作水泵工况运行，将下水库的水抽至上水库，即将不可蓄存的电能转化成可蓄存的水的势能，并蓄存于上水库中。
（优点）运行方式灵活，启动时间较短，增减负荷速度快，运行成本低。
（缺点）初期投资较大，工期长，建设工程量大，远离负荷中心，需要额外的输电设备以及一定的地质和水文条件。
3.显热蓄存：是通过蓄热材料温度升高或降低来达到蓄热或蓄冷的目的。
潜热蓄存：利用蓄热材料发生相变而蓄能。
(利用固液相变)4.蓄冷空调：所谓蓄冷空调是指在夜间电网低谷时间(同时也是空调负荷很低的时间)，制冷主机开机制冷并由蓄冷设备将冷量蓄存起来，待白天电网用电时间（同时也是空调用电负荷高峰时间），在将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要。
意义：移峰填谷，平衡电力负荷。
改善发电机组效率，减少环境污染等。
与常见空调异同：冷源不同，其余相同。
第三章1.制冰率IPF（%）：是指蓄冷槽中制冰量与制冰前蓄冷槽内水量的体积百分比。
2.蓄冷密度：单位质量蓄冷介质所蓄存的能量（Kj/kg）3.什么是蓄冷空调运行策略？一般分为哪两种？一般用的是哪部分？所谓运行策略是指蓄冷系统以设计循环为周期（如设计日或周等）的负荷及其特点为基础，按电费结构等条件，对系统以蓄冷容量、释冷供冷或以释冷连同制冷机组共同供冷做出最优的运行安排考虑。
冰蓄冷空调讲义
二、蓄冰率（IPF）
A IPF V1 100 % V1——蓄冰V槽2 内冰占有的容积，m3 V2——蓄冰槽有效容积，m3
一般用它来决定蓄冰槽的大小。一般IPF＝20～70％ B 另一种叫制冰率IPF。蓄冰槽中水的最大制冰量占全水
量的百IP分F比。M通1 过1它00可%以了解结冰多少，30～95％
以法国西雅特亚公司为代表
乙二醇 水溶液 -6℃时结冰 12℃时融冰
2.冰球装置的蓄冷特性
短时间内达到最大蓄冷量，乙二醇水溶液温 度下降，流量增大。冰厚加大，热阻加大。 冰厚减小才能达到要求，但耗电增加（-2～3℃过冷度） 低温：二次冷媒－乙二醇 结冰：-3℃—-6℃ 融冰：0～6℃
讨论： 0～25％ 刚开始 温度降低 25～75％ 稳定 结冰 75～100％ 温度降低
60000-31440＝28560kW 则设计日制冷机组电耗率为：
28560×0.275＝7854kW 制冷机组电功率为
7854÷8＝981.75kW 电功率增加
（981.75-937.5）÷937.45＝4.7％
第四章 特定设备
一：冷水机组的选择
A 首先计算冷负荷，画出如下图的曲线图（负荷）
B 时间段a－b、c－d分别为用电早高峰和用电晚高 峰，时间段F－24－E为用电低谷段
空气的焓值，而维护结构的冷负荷显著低 于设计计算时的冷负荷。
• a 冷负荷下降的比较少，仍有冷冻机供冷，
不足部分由融冰供给
• b 冷负荷下降的较多，完全由融冰来满足空
调冷负荷的要求
有冷冻机供冷的空调 淡季释冷
无冷冻机供冷的空调 淡季释冷
F 应急释冷
• 用电低谷时或用电
平段，制冷机开启 蓄冷，释冷是不定 时的，一般都有应 急电源，保证冷冻 水泵和风机运转。
空调工程施工中的制冷技术复习资料大全
第一章绪论1.11.空气调节：实现对某一房间或空间的温度、湿度、空气的流动速度、洁净度进行调节与控制，并提供足够量的新鲜空气。
简称空调。
2.制冷技术：它是研究低温的产生和应用，以及物质在低温条件下所发生的物理、化学和生物学机理变化等方面的科学技术。
3.天然冷源：自然界中存在的低温物质，如深井水、天然冰。
4.人工制冷：借助一种“专门装置”，消耗一定的（外界）能量，迫使热量从温度比较低的被冷却物体（或环境）向温度比较高的周围环境（或物体）转移。
5.制冷分类：普通制冷：＞-120℃深度制冷：-120℃～20K（-253℃）低温和超低温：＜20K6.普通制冷分为：高温区+5℃～50℃主要空气调节和热泵设备低温区＜-100℃主要用于气体液化、低温物理、超导和宇航研究中温区-100℃～+5℃主要用于食品冻结和冷藏，化工和机械生产工艺的冷却过程和冷藏运。
1.21.制冷方法：物理方法和化学方法2.制冷方法：相变制冷（溶解、汽化、升华）、气体绝热膨胀制冷、温差电制冷（热电制冷）3.溶解常用于冷却房间或冷藏食品；汽化：蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷用的此原理，还有低温外科手术；升华可用于人工降雨、医疗中。
气体绝热膨胀制冷可用于飞机机仓里。
4.焦耳-汤姆逊效应：实际气体焓值是温度和压力的函数，所以实际气体绝热节流后的温度将发生变化。
至于温度升高还是降低与气体初始状态有关。
第二章蒸汽压缩式制冷的热力学原理2.11.制冷原理：利用液体蒸发吸收热量而完成制冷。
2.蒸汽压缩式制冷的基本系统：蒸发器、压缩机、冷凝器、节流机构（膨胀阀）3.蒸发器①里面制冷剂的汽化过程是一个等压沸腾过程。
②蒸发压力：蒸发器制冷剂沸腾时的压力。
③蒸发温度：相对应的饱和温度。
（沸点）4.压缩机：从蒸发器中抽吸出蒸发的制冷剂蒸汽并进行压缩的设备。
功能：①从蒸发器抽吸出蒸发的制冷剂蒸汽，以维持蒸发器一定的蒸发压力，同时也就维持了一定的蒸发温度。
②将吸入的蒸汽进行压缩，或者说将蒸汽的压力提高，以便在较高的温度下将蒸汽冷却并凝结成液体，制冷剂得以循环使用。
空调工程中的蓄冷技术复习
2020/5/16
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第一讲
空调负荷与设计模式： 最大负荷一般出现在：15：00-17：00，但是空调设计
中一般按照最大负荷设计（会带来什么问题？）
主要有两设计模式： ➢部分蓄冷模式 ➢全部蓄冷模式
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第一讲
设计模式： 全部蓄冷设计模式： ➢ 其蓄冷时间与空调时间
完全错开
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第一讲
3、蓄冷技术基本概念
设计模式：
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第二讲 蓄冷设备
蓄冷系统的类型
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第二讲
水蓄冷 槽内水的混合特性
➢出口水温变化规律 ➢混合特性值：M ➢槽数越多，M值越大
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第二讲 蓄冷设备
4、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷 ➢水蓄冷系统与空调系统连接方式：直接连接
➢ 在夜间非用电高峰期， 启动制冷机进行蓄冷， 当所蓄冷量达到空调所 需全部冷量时，制冷机 停机；
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第一讲
3、蓄冷技术基本概念
设计模式：
部分蓄冷设计模式： 夜间非用电高峰时，系统运行蓄冷，白天空调期间，一部
分空调负荷由蓄冷设备负担，一部分则有制冷设备负担。
➢可减少峰值冷负荷到 30-60% ➢但未能最大限度削峰 填谷
➢高层和超高层供冷
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第二讲 蓄冷设备
4、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷
➢水蓄冷系统工作流程
➢空调回水温度15度，通过 旁通管混合15度和7度的水 达到12度，从而保证冷水 机组和空调器的工作参数
➢当然，根据不同需要可以 有其他方式的流程
冰蓄冷复习小结
冰蓄冷复习小结名词解释1、蓄冷密度：单位质量蓄冰介质所蓄存的能量2、相变（潜热）蓄能：利用蓄冰介质的相变特性，蓄存相变潜热的蓄能方式3、显热蓄能：指利用蓄能材料的温度变化来蓄存显热能量的蓄能方法4、动态蓄冰：指冰的制备和储存不在同一位置，制冰机和蓄冷槽相对独立5、静态蓄冰：指冰的制备和融化在同一位置进行，蓄冰设备和制冰部件为一体结构6、相变（潜热）蓄冷：利用介质的物态变化来蓄冷7、显热蓄冷：通过降低蓄冷介质的温度进行蓄冷8、飞轮蓄能：机械蓄能的一种，将电能转化成可蓄存的动能或势能：（1）电网电量富裕时，飞轮蓄能系统通过电动机拖动飞轮加速以动能形式蓄存电能（2）电网需电量时，飞轮减速并拖动发动机发电以放出电能9、抽水蓄能：利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由抽水蓄能机组作水泵工况运行，将下水库的水抽至上水库，即将不可蓄存的电能转化成可蓄存的水的势能，并蓄存于上水库中10、部分蓄冷：在夜间非用电高峰时制冷设备运行，蓄存部分冷量，白天空调期间一部分空调负荷由蓄冷设备承担，另一部分由制冷设备承担。
11、全部蓄冷：其蓄冷时间与空调时间完全错开：夜间启动制冷机蓄冷，当其制冷量达到空调所需全部冷量时待机，白天空调时，蓄冷系统将冷量转移到空调系统，空调期间制冷机不工作12、主机上游：空调回水先流经主机，使主机能在较高的蒸发温度下进行。
13、主机下游：在串联流程中，主机在蓄冷槽之后，空调回水先回到蓄冷槽里降温，再到主机降至供冷温度14、机组优先：在串联流程中，主机位于蓄冷槽上游，空调回水先到其中取冷15、蓄冰优先：从空调负荷端流回的热乙二醇溶液，先经蓄冰装置冷却到某一中间温度，而后经制冷机冷却至设定温度16、移峰填谷：指在夜间电网低谷时间，制冷主机开机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来，待白天电网高峰用电时间，再将冷量释放出来满足高峰空调负荷的需要。
这样，制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低谷期，而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行，从而实现用电负荷的“移峰填谷”17、自然分层型蓄水槽：利用密度的影响将冷热水隔开，依靠稳定的斜温层斜温层：由于冷热水间自然的导热作用而形成的一个冷热温度过渡层。
空调蓄冷技术与设计
空调蓄冷技术与设计随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调已经成为现代家庭中必不可少的设备之一。
然而，空调使用过程中产生的高能耗和环境污染问题让人们开始考虑如何合理使用空调，减少能源浪费和环境污染。
空调蓄冷技术与设计，也逐渐受到人们的关注。
本文将介绍空调蓄冷技术的基本原理、机制及设计方法。
1. 空调蓄冷技术的基本原理空调蓄冷技术的基本原理是利用夜间低峰期的电价，将室内温度尽量降低，并将冷媒贮存到蓄冷系统中。
白天用电高峰期，再利用蓄冷系统中的冷媒对室内进行制冷。
这样，既能满足白天使用空调的需求，又可以在低峰期使用更低的电价，完成蓄冷。
2. 空调蓄冷技术的机制空调蓄冷技术的机制一般分为两种：蒸发式蓄冷和相变蓄冷。
蒸发式蓄冷是利用水的蒸发吸热作用来实现蓄冷。
将水储存在储箱中，并利用空气中的热量将水转化为水蒸汽，从而达到蓄冷的目的。
相变蓄冷则是利用物质转化引起的吸热和释热来实现蓄冷。
例如，利用含水的材料，在低峰期将其放在低温环境中，如冰箱或冷库里，通过水的相变来吸收热量形成蓄冷媒介。
3. 空调蓄冷技术的设计方法空调蓄冷技术的设计方法是根据不同的需求和系统结构进行设计。
在蓄冷系统的构造上，需要考虑容量、设计温度差、蓄冷介质、蓄冷设备和运行控制等因素。
同时，对于住宅和商业空间而言，可以根据实际需求进行不同的设计方案。
例如，利用冰蓄冷系统达到供暖和制冷的效果，或者通过集中控制系统对系统运行进行合理控制，达到对环境的保护和能源的节约。
总之，空调蓄冷技术是未来家庭和商业建筑节能环保的必然发展方向。
在实际应用中，需要充分考虑系统设计和运行控制等因素，从而实现更好的节能效果和环境保护效益。
只有掌握了空调蓄冷技术的基本原理和设计方法，才能更好地应用这一技术，为人们的生活带来更好的舒适体验和环境效益。
蓄冷空调技术
第一节 蓄冷空调技术的发展
• 蓄冷工程项目快速增长.美国电力研究院和美国采暖制冷空调工程师 协会的一项调查表明, ２０ 世纪 ９０ 年代初期,美国已建成 １５００ ~２０００ 个蓄冷系统,其中, ８０％~８５％ 采用冰蓄冷方式,另外, １０％~１５％ 采用水蓄冷方式,其余采用共晶盐蓄冷系统.这些蓄冷 系统主要应用于写字楼、学校、零售商店、教堂、冷库、医院等.冰 蓄冷系统大部分应用在相对较小的建筑物中,与其他蓄冷方式相比,每 千瓦时的制冷成本最高.近几年,水蓄冷系统正朝着大型化发展,出现了 超大 型水蓄冷空 调系统.根据美国 电力研究院 估计,１９９２ 年蓄冷 系统为美国削减峰值电力负荷 ３００MW .
• (３ )电力峰谷差价大,电力优惠政策力度大的地区.这类地区采用蓄冷 空调系统,其运行费用要比常规空调系统低很多.蓄冷设备投资的增加 额可以在合理的回收年限内因节省的运行费用得以回收.
• (４ )必须配备备用冷源的地点,如医院、计算机房等.蓄冷空调系统可 以提供短期应急备用冷源.
• (５ )现有的非蓄冷制冷系统需要增容的场合.建筑需要扩建或改建,空 调用冷增加,需要增大制冷系统的容量,此时采用蓄冷空调往往更为有 利.
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第一节 蓄冷空调技术的发展
• 二、 蓄冷空调技术的发展与现状
• ２０ 世纪 ３０ 年代,美国的一些教堂、剧场、乳制品厂等用冷时间短、 负荷集中的场所就已经开始使用天然的冰蓄冷进行供冷. ７０ 年代初 期,由于能源危机的出现,美国开始研究蓄冷技术,并制定了相应的发展 规划. ４０ 多家电力公司实行奖励措施鼓励用户使用蓄冷技术进行移 峰填谷,制定分时计费的电价结构,对采用蓄冷技术的用户给予资助或 奖励,数十家企业为用户提供蓄冷技术产品,初步形成了蓄冷技术市场. １９８６ 年,在美国圣地亚哥州立大学建立了能源工程研究所. １９９ ０ 年起,开始对蓄冷系统的优化设计、控制和计算机模拟以及节能问 题进行研究. １９９０ 年 ５ 月开始的一项三年计划进一步推动了冰 蓄冷空调技术的发展,同时,成立了国际蓄热咨询委员会和蓄热应用研 究中心.美国电力研究院和美国采暖制冷空调工程师协会先后出版了« 商业蓄冷设计指南»和«蓄冷设计指南»,为蓄冷系统应用提供技术指导.
第1章2 蓄冷技术工作原理PPT课件
4
(1)优点：投资省，技术要求低，维护费用少， 可用常规制冷机组，且冬季可以用于蓄热。
(2)缺点：水的蓄冷密度低，只能利用8℃温差， 故系统占地面积大、冷损耗大、防水保温麻 烦等。
7
（2）△tw：为利用温差，分别为5、10、15、20、 25℃。
（3）Vi／Vw：冰蓄冷槽容积Vi与水蓄冷槽容积
Vw之比。
（4）冷损失：由于蓄冷槽的温度低于周围空气 温度，而散失到周围环境中去的冷量。
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图2-1 冰蓄冷槽与水蓄冷槽容积比较 9
（5）容积比较
a． 当 IPF=10％，△tw=5℃ 时 ， 则 Vi／Vw = 0.35， 即 冰 蓄 冷 槽 容 积 Vi 仅 为 水 蓄 冷 槽 容 积 Vw的35％；
(3)空调水蓄冷系统的设计，应异于常规空调系 统的设计，尽可能提高空调回水温度，减少 蓄冷水槽的体积。
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a.温差为8℃时，蓄冷槽体积：0.118m3／kWh; b.温差为11℃时，蓄冷槽体积：0.086m3／kWh (4)适用于： a.现有常规制冷系统的扩容或改造，可不增加
或少增加制冷机组容量，提高制冷能力。
b.充冷温度一般为-3℃~-6℃，释冷温度为 1℃~3℃。
c.盘管形状有蛇形管、圆筒形管和U形管等。盘 管材料一般为钢或塑料。
30
图2-4 盘管内融冰结构示意图
31
内融冰：
优点
– 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。
缺点
– 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。
冰蓄冷空调常识
冰蓄冷空调系统常识冰蓄冷是利用冰的熔解热进行蓄冷，因此蓄冷密度较水蓄冷大，相同蓄冷能力的蓄冰槽与蓄水槽之体积比1：8～10。
与水蓄冷相比，冰蓄冷系统的优点是：蓄冷密度高，使用蓄冷槽体积较小；温度稳定，便于控制。
常见的冰蓄冷系统形式：1、冰球式（Ice Ball）：将溶液注入塑胶球内但不充满，预留一膨胀空间。
将塑料球放入蓄冰罐内，再注入冷水机组制出的低温乙二醇水溶液，使冰球内的溶液冻结起来。
融冰时，让从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液通过冰罐内塑胶球将冰球内的冰融化而释冷。
2、完全冻结式（Total-Freeze-Up）：是将塑料或金属管伸入蓄冰筒(槽)内，管内通以冷水机组制出的低温乙二醇水溶液（也称二次冷剂），使蓄冰筒内90%以上的水冻结起来。
融冰时，让从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液通过塑料或金属管内部，将管外的冰融化而释冷。
冰蓄冷空调系统是怎样运行的？夜间，冷水机组保持乙烯乙二醇溶液在-3℃~ -4℃运行，此时的乙烯乙二醇溶液会在机组与冰筒的热交换之间对流，慢慢的将冰筒内的水结成冰块。
在制冰运行时，乙烯乙二醇溶液是不通过空气处理机组的。
日间,由冷水机组回来的11℃部分溶液通过冰筒冷却至1℃；另一部分11℃的溶液则与冰筒出来的1℃溶液混合在一起而成为6℃，再而进入空气处理机组，约在13℃离去。
设定在6℃的三通控制阀操作此混合状态。
空气处理机组将24℃的空气冷却到13℃﹙常温系统﹚。
春秋季的日间，可以随意由冷水机组或蓄冰筒提供建筑物的全部冷量。
市场应用较成熟的有盘管式、冰球式、冰晶式。
盘管式特点：蓄冷及放冷过程稳定，水力管网易于平衡。
蓄冰及融冰速度较慢；盘管管道较细，流动阻力大。
冰球式特点：设备结构简单，阻力小，技术要求低。
蓄冰及融冰速度较快。
缺点：冰球需密集堆放，会造成冰球外冷媒水的流量不均及旁通，易引起传热的不稳定，冰球间反复挤压影响寿命。
蓄冰装置中使用塑料换热管与金属换热管之比较金属管的导热系数比之塑料管要大很多，但是，在对冰筒的影响方面，这只是一个并不重要的方面。
空调新技术
空调新技术一、空调工程中的蓄冷技术1.蓄冷的含义：蓄冷空调的原理就是根据水、冰及其他物质的蓄冷特性，尽量地利用非峰值电力，使制冷机在满负荷条件下运行，将空调所需的制冷量，以显热或潜热的形式部分或全部蓄存于水、冰或其他物质中，一旦出现空调负荷，使用这些蓄冷物质蓄存的冷量满足空调系统的需要。
2.蓄冷设备：是用来蓄存水、冰或其他介质的设备，通常是一个空间或容器。
蓄冷设备也可能是一个可以存放蓄冷介质的换热器，如一个结了冰的盘管。
3.蓄冷系统：整个蓄冷系统包括有蓄冷设备、制冷设备、连接管路及控制系统。
蓄冷空调系统则为蓄冷系统和空调系统的总称。
4.蓄冷系统的分类：按蓄冷介质的不同，可分为：冰蓄冷、水蓄冷和共晶盐蓄冷系统三种。
5.蓄冷设计模式：全部蓄冷模式、部分蓄冷模式两类。
6．蓄冷系统的特点：1）可以转移用电负荷；2）可以降低配电容量和制冷设备容量；3）系统的初投资与常规系统接近；4）可以降低空调运行费用；5）能延长空调系统的使用寿命；6）水蓄冷系统冬季可以蓄热；7）相对消耗能源较多，但可以提高发电、输电设备的利用率；8）增加了复杂性和难度。
二、热泵热泵是将低位热能转化为高位热能的设备。
实现转化需要外接能量输入。
其工作原理与制冷机相同。
（1）热泵分类：根据热泵吸取热量的低温热源种类的不同，热泵可分为：1）空气源热泵：低位热源为空气。
有气一气式热泵，其供热介质为空气，如热泵式房间空调器；还有气—水式热泵，它以水为供热介质，如风冷热泵冷热水机组。
2)水源热泵：低位热源为水（地下水、地表水、生活或生产废水），供热介质为空气或水。
3）土壤源热泵：低位热源为土壤，供热介质为空气或水。
4）太阳能热泵：以低温的太阳能为低位热源，以空气和水为供热介质。
2.根据热泵的驱动方式，热泵可分为：1）电驱动热泵：以电能驱动压缩机工作的蒸汽压缩或气体压缩型热泵。
2）燃料发动机驱动热泵：以燃料发动机，如柴油机组、燃气发动机或蒸汽透平机驱动压缩机工作的机械压缩式热泵。
蓄冷技术
圆形冰球制冷
• 冷介质封装在球形（蕊芯冰球、冰板）小 容器内，将许许多多小球密集放置在密封 钢制罐或开式冰槽内。运行时，低温载冷 剂在球外空隙流动，带走热量，使球内冷 介质结冰。融冰时，来自空调系统的高温 载冷剂流过蓄冰罐中的蓄冰单元间隙进行 融冰取冷。 • 目前应用普遍的是圆形冰球（PE外壳）和 蕊芯冰球（金属外壳）式系统。
蓄冰装置的分类
• 1、 按是否使用载冷剂可分为制冷剂直接蒸发式 和载冷剂循环式。 • 2、 按结冰方式不同分为静态制冰和动态制冰 • 3、 按融冰方式不同分为内融冰、外融冰、内外 同时融冰。 • 4、 按制冷剂流程不同分为密闭式和开放式。 • 5、 按蓄冰形式不同分为不完全冰结式、完全冰 结式、制冰滑落式、封装容器式（包括冰球式） 、冰泥式。
水蓄冷优点
• • • • • 投资小，运行可靠，制冷效果好，技术要求低，维护费用少，还可实现大 温差送水和应急冷源，相对于冰蓄冷系统投资大，调试复杂，推广难度较 大的情况来说，水蓄冷具有经济简单的特点 可以使用常规的冷水机组，也可以使用吸收式制冷机组。常规的主机、泵 、空调箱、配管等均能使用，设备的选择性和可用性范围广。 适用于常规供冷系统的扩容和改造，可以通过不增加制冷机组容量而达到 增加供冷容量的目的。用于旧系统改造也十分方便，只需要曾设蓄冷槽， 原有的设备仍然可用，所增加费用不多。 蓄冷、放冷运行时冷媒水温度相近，冷水机组在这两种运行工况下均能维 持额定容量和效率。 可以利用消防水池、原有蓄水设施或建筑物地下室等作为蓄冷槽，来降低 初投资。 可以实现蓄热和蓄冷双重功能。水蓄冷系统更适宜于采用热泵系统的地区 ，可用于冬季蓄热、夏季蓄冷。这对提高蓄冷槽的利用率，具有一定的经 济性。 其设备及控制方式与常规空调系统相似，技术要求低，维修方便，无需特 殊的技术培训。
冰蓄冷空调资料讲义
1000
900
800
700
462 482 502 522 457
储冰负荷
352
302
型式
往复式 螺杆式 离心式
COP
空调
制冰
4.1~5.4 2.9~3.9
4.1~5.4 2.9~3.9
5~5.9 3.5~4.1
3、出水温度 在冰蓄冷应用中，要求制冷主机的蒸发温度经常变化。
左图表示了主机在白天补充供冷和 夜间制冰时的压缩机吸气温度在24 小时内的变化曲线。在这个典型的 冰储冷过程中，在制冰周期开始时， 压缩机的吸气温度是相当高的，可 运行在-2.2 ℃；制冰过程中，吸气 温度逐渐下降；在制冰过程最后一 个小时，有些压缩机的最终吸气温 度可下降至-12.2 ℃。而空调时吸气 温度维持在约3.3 ℃。因此，压缩机 的吸气温度在-12.2~3.3℃之间变化， 这要求用于冰储冷的压缩机应是可 变压头。
逆流
顺流
△ta= (t2- t1’) △tb= (t1- t2’)
△ta= (t1- t1’) △tb= (t2- t2’)
对并联系统板式换热器选型参数一般为为一次侧（冷剂侧）为 5℃/10℃，二次侧（冷冻水侧）为7℃/12℃。
对于串联大温差系统而言选择合适的一次侧供回液温度是很重 要的。例如：对于二次侧供回水温度为3.3℃/12℃的低温送风 系统一次侧供回温度如何定？首先确定一次侧溶液泵流量，即 主机额定流量（按主机空调工况容量和5˚C温差而得）；然后根 据板式换热器换热量和乙二醇泵流量确定板换一次侧供回温差， 比如为8.5˚C；则可根据蓄冰盘管的特性选择盘管出口温度即板 换一次进口温度。对于不完全冻结式内融冰盘管一般可取2.2˚C， 则一次出口温度为10.7˚C。当然降低进口温度可降低板式换热 器投资，但提高了对蓄冰装置的要求，或者增加冰量才能满足。 如果适当加大乙二醇流量，比如主机温差为4˚C，板换温差为 6.8˚C，则可降低板换及蓄冰装置要求，但系统管路系统及水泵 投资又相应增加，因此对于较大型的冰蓄冷系统应该经过综合 经济比较得出最优的选型参数。
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第二讲 蓄冷设备
4、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷
加压供冷
远距离供冷
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第二讲 蓄冷设备
4、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷
间接连接
高层和超高层供冷
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第二讲 蓄冷设备
4、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷
水蓄冷系统工作流程
于电力和制冷设备装置容量比常规系统小，另外蓄冷系统 可以采用低温送风，也降低了空调系统的造价 4）蓄冷技术的使用降低了空调系统的运行费用 5）延长了空调系统的使用寿命 6）提高了空调系统的可靠性
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第一讲
空调负荷与设计模式： 最大负荷一般出现在：15：00-17：00，但是空调设计
电送不进、配不下的局面。
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第一讲 空调工程中的蓄冷技术
2. 蓄冷技术在我国发展的社会背景
3）在电力供应紧张的情况下，峰谷电价政策的实施及蓄冷 技术自身的特点，为空调蓄冷技术的应用提供了广阔的发展 前景。
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第一讲 空调工程中的蓄冷技术
3、蓄冷技术基本概念 蓄冷空调技术的含义：
3、蓄冷技术基本概念 蓄冷空调系统的分类： 按蓄冷介质的不同，大致可分为三类： 冰蓄冷系统：介质以冰为主 水蓄冷系统：水作为蓄冷介质 共晶盐蓄冷系统：利用共晶盐的相变潜热
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第一讲 空调工程中的蓄冷技术
4、蓄冷系统的特点
1）蓄冷系统可以转移用电负荷（削峰填谷）。 2）蓄冷系统的使用可以降低配电容量和制冷设备的容量。 3）蓄冷空调系统的初投资和常规空调系统相差不多。由
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第一讲 空调工程中的蓄冷技术
1. 蓄冷技术在国外的发展
2）中期阶段： 20世纪70-80年代，以移峰填谷为主要目的 （尖峰用电时段用电量大的建筑物） 3）快速发展阶段： 20世纪80年代至今，以降低整体投资，改善空气品质为目
标 （低温，大温差送风）
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第一讲
空调工程中蓄冷技术的基本思想： 在用电低谷时，通过一定的手段将电能转换为
热能的形式储存在特定的介质中（一般是容易 发生相变的介质？），在用电高峰时，把这部 分储存的能量用于空调系统。
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第一讲
降低了高峰负荷 存在峰谷电价，降低成本
移峰填谷
蓄冷空调的原理就是根据水、冰以及其它物质的 蓄热特性，尽量地利用非峰值电力，使制冷机在 满负荷条件下运行，将空调所需的制冷量以显热 或潜热的形式部分或全部地蓄存于水、冰或其它 物质中，一旦出现空调负荷，使用这些蓄冷物质 蓄存的冷量满足空调系统的需要
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第一讲 空调工程中的蓄冷技术
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第一讲 空调工程中的蓄冷技术
2. 蓄冷技术在我国发展的社会背景
电力工业发展迅速： 截止到1999年低，我国发电装机容量和年发电量分别达到
2.988亿kW和12231亿kW，均居世界第二位。 电力供应紧张： 1）电网负荷率低，系统峰谷差大，高峰电力严重不足，致
使电网经常拉闸限电。 2）城市电力消费增长迅速，而城市电网不能适应，造成有
空调回水温度15度，通过 旁通管混合15度和7度的水 达到12度，从而保证冷水 机组和空调器的工作参数
当然，根据不同需要可以 有其他方式的流程
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第二讲 蓄冷设备
1、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷
水蓄冷系统的特点 与常规空调系统相比，可以采用高效制冷机，新旧系统均适用。 与常规制冷剂相同，运行温度也相同，因此电耗比任何一种蓄冷 系统都少 只存水的潜热，不能存在潜热，所以需要大的存储空间 蓄水槽体积大，保温防水处理造价高，蓄水槽表面积大，热损失 也大 为解决回水和冷水混合，需要采取相应措施，增加系统造价，所 以管路设计相对复杂 使用效率高，但是要求空间大，因此特别适用于地域辽阔的地区 夏天可以蓄冷，冬天可以蓄热，纬度高的地区比较适合
中一般按照最大负荷设计（会带来什么问题？）
主要有两设计模式： 部分蓄冷模式 全部蓄冷模式
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第一讲
设计模式： 全部蓄冷设计模式： 其蓄冷时间与空调时间
完全错开
在夜间非用电高峰期， 启动制冷机进行蓄冷， 当所蓄冷量达到空调所 需全部冷量时，制冷机 停机；
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空调冰蓄冷技术
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考试说明
填空（35分） 简答（40分） 分析和计算题（25分） 带计算器
weijian_chen@
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பைடு நூலகம்
空调冰蓄冷技术
教材：空调蓄冷技术与设计，于航，化学工业出版社
主要参考文献：
空调蓄冷应用技术，严德隆 张维君，中国建筑工业出版 社，1997
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第一讲
3、蓄冷技术基本概念
设计模式：
部分蓄冷设计模式： 夜间非用电高峰时，系统运行蓄冷，白天空调期间，一部
分空调负荷由蓄冷设备负担，一部分则有制冷设备负担。
可减少峰值冷负荷到 30-60% 但未能最大限度削峰 填谷
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第一讲
3、蓄冷技术基本概念
设计模式：
削峰填谷
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第一讲
不同场合建筑物的逐时冷负荷分布
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8
第一讲 空调工程中的蓄冷技术
1. 蓄冷技术在国外的发展
从世界范围来看，大致经历了三个阶段： 1）初期阶段： 20世纪30-60年代，以降低制冷系统初投资为目的 （降低空调设计负荷） （周期使用，供冷时间短的建筑物）
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19
第二讲 蓄冷设备
蓄冷系统的类型
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20
第二讲
水蓄冷 槽内水的混合特性
出口水温变化规律 混合特性值：M 槽数越多，M值越大
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第二讲 蓄冷设备
4、蓄冷设备的基本分类
（1）水蓄冷 水蓄冷系统与空调系统连接方式：直接连接
直接面向用户 设备简单 投资少 但是开式系统，与大气 相通，水质易受污染 常压运行，需防止虹吸 或倒空现象
冰蓄冷系统设计，彦启森 越庆珠，清华大学
蓄冷技术及其在空调工程中的应用，刘道平， 科学出版 社，1997
制冷空调新技术进展，刘卫华 郭宪民 黄虎，机械工业出 版社
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3
第一讲
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4
第一讲
从消耗的总电能来讲，空调耗电量比重大 而空调耗电量在用电高峰时占的比重也逐年增加