冰蓄冷空调技术

8月10日预测负荷与实测负荷
900
800
700
600 9日逐时
500
9日#
10日逐时
叶水泉
国家电力公司杭州机械设计研究院
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一、空调冷热源简介
1、中央空调常用冷热源分类
驱动 能源 电 动 式
热 力 式
功能
制冷机
冷媒
单冷式 冷热源合一
单冷式 冷热源合一
活塞式冷水机组 螺杆式冷水机组 涡旋式冷水机组 离心式冷水机组 风冷热泵机组 水冷热泵机组 蒸 单效吸收机组 汽 双效吸收机组 热 单效吸收机组 水 双效吸收机组 直燃型冷水机组
4444.546
100 50
35.227.546
901061.2201.260.1631551.12621801810651.5611.5211.323.290
90
22 43.539
28.288.288.845 45 45
59.4 28.288.8
0
0
图1 空调逐时冷负荷图
餐饮 娱乐 办公 商场 公寓
时间
5
三、冰蓄冷空调原理及优缺点分析
蓄能空调是指：建筑物空调时所需冷（热）负荷的全 部或者一部分在非使用空调时间制备好，将其能量蓄 存起来供空调时使用。
1、优点
（1）、平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设。
（2）、制冷主机容量减少，减少空调系统电力增容费和供配电设施费。
（3）、利用电网峰谷荷电力差价，降低空调运行费用。
完全冻结式（U型管式）蓄冰槽
完全冻结式（螺旋管式）蓄冰槽
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蕊心冰球
间接蒸发制冰
密封塞头 空腔 HDPE外壳 储冷液
普通冰球
蕊心冰球在蓄冰槽内的堆放形式
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膨胀阀
蓄冰盘管
37°C
冷
蒸
凝
发
32°C 器
器
压缩机
0°C
-5°C
水泵
盘管式制冰原理
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蓄冰盘管
10°C 5°C
盘管式融冰原理
12°C 集 水 器
凝
32°C 器
膨胀阀
蒸 发 器
压缩机
电动压缩制冷原理
3
二、空调冷（热）负荷分析
1、 空调年运行负荷率低，一般达到设计负荷50 ％以下的运行时间占全年运行时间的70％。 2、 空调冷荷日负荷曲线一般同电网用电负荷曲 线同步。 3、 空调用电量高峰时达到城市总用电负荷的25 ％～30％，加大了电网的峰谷荷用电差。为 此·加强用电需求侧管理势在必行。 4、 蓄能空调技术能有效实现电网移峰填谷
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冰蓄冷空调原理及优缺点分析
蓄能空调是指：建筑物空调时所需冷（热）负荷的全 部或者一部分在非使用空调时间制备好，将其能量蓄 存起来供空调时使用。 2、缺点
（1）、通常在不计电力增容费的前提下，其一次性投资比常规 空调大。 （2）、蓄冰装置要占用一定的建筑空间。 （3）、制冷蓄冰时主机效率比在空调工况下运行低。 （4）、设计与调试相对复杂。 以上4项缺点经过有关政府部门和工程技术人员的努力，有些已 得到克服，有些得到了缓解，有些尚在进一步研究当中。
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冰储冷中央空调自动控制系统
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冰储冷中央空调上位机控制系统
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(2) 优化控制
根据室外温度，天气走势，历史记录，自动选择 主机优先或融冰优先运行方式。 自控系统能根据 以往的空调负荷曲线和预报的环境温度，决定当天 采用以下哪种运行模式：
a 主机优先运行 b 融冰优先运行 c 全量融冰运行
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7°C
分 水 器
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完全冻结式融冰示意图
完全冻结式蓄冰盘管在融冰过程中，冰与盘管 之间形成一个水环，随着水环直径的增大，融 冰速率下降较快。
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不完全冻结式融冰示意图
不完全冻结式蓄冰盘管在融冰过程中，始终 保持冰与盘管的接触，保证了稳定的融冰速率 及稳定的出口温度。
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导热塑料盘管式储冰装置
金属蕊心冰球
4
空调逐时冷负荷图
万kcal/h 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
450
400
350
300
20 2020.5
20
23.530
250
60.622.370
63.670.2
70 63
200
62.3 49 44
4451.572.85552.486.738
150
30.1 41.8 2227.5
-5°C
冷凝器
压缩机 空气泵
7-10°C冰水 -2°C
冰水泵
b) 片 冰机、 管冰机、 板冰机 等机械 制冰。
储冰槽
2-4°C冰水
C) 冰晶式
自负荷
去负荷
9
37 C° 32 C°
冷凝器 压缩机
低 压 循 环 储 液 筒
氨泵
动态制冰原理
制 冰 机
储冰槽
10
37 C° 32 C°
冷凝器 压缩机
低 压 循 环 储 液 筒
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五 系统控制设计
电控系统由电气控制柜、受控设备和系统 信息采集用检测仪表三部分组成。
系统可在监控计算机上操作，系 统状态由计算机显示，各统计数据可 用打印机打印保存；监控计算机脱机 状态下，系统可由控制柜触摸屏手动 控制。
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冰储冷中央空调自动控制系统
某办公大楼
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冰储冷中央空调自动控制系统
氨泵
动态制冰原理
制
刮 冰
冰刀
机
储冰槽 11
耙冰机
1）、层高限制 . 2）、结构限制(柱). 3）、平面大,水冲难. 4）、冰晶转换 . 5)、低温高湿寿命短 6)、维修保养管理.
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制 冰 机
10°C
5°C
储冰槽
12°C 集
水 器
7°C 分
水 器
动态制冰融冰原理
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间接蒸发制冰
金属（蛇行）盘管内融冰蓄冰槽
R22 R134a R22 R123 R22 R22 H2O H2O H2O H2O H2O
制冷容量 （kW） 5～250 22～1500 50～180 100～5500 5～700 22～1500 230～5200 230～1750
230～3500 350～3500 230～7000
2
37wk.baidu.comC
冷
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四、蓄冰装置分类
1、直接蒸发制冰。
a.金属盘管外融冰式。 b.片冰机、管冰机、板冰机等机械制冰。 c.冰晶式。
2、间接蒸发制冰
a.金属（蛇形）盘管内融冰式。 b.完全冻结式：如螺旋状塑料盘管、U型塑料管。 c.容器式：如冰球、冰板、冰管等。
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直接蒸发制冰
a) 金属盘管外融冰式
空调箱
冷却水泵 膨胀装置
（4）、电锅炉及其蓄热技术无污染、无噪声、安全可靠且自动化程度
高不需要专人管理。
（5）、冷冻水温度可降到1－4℃，可实现大温差、低温送风空调，节
省水、风输送系统的投资和能耗。
（6）、相对湿度较低，空调品质提高，可有效防止中央空调综合症。
（7）、具有应急冷〔热〕源，空调可靠性提高。
（8〕、冷（热）量全年一对一配置，能量使用率高。