外融冰-冰蓄冷为冷源的区域供冷系统
外融冰-冰蓄冷为冷源的区域供冷系统
北京工业大学赵建成牛利敏
城市建设研究院许文发
摘要本文讨论了区域供冷系统的概念，整体设计思想，以冰蓄冷为冷源区域供冷系统的现状，着重介绍了美国在这一领域发展情况，介绍了北京中关村制冷站的工艺
设计流程、外融冰冰蓄冷系统的特点与控制策略。外融冰-冰蓄冷为冷源的区域
供冷系统在国内首次实施应用，对我国的区域供冷和冰蓄冷技术会有很大的推进
作用。
关键词冰蓄冷外融冰双蒸发器双工况1.1℃空调冷冻水区域供冷
1区域供冷系统
区域供冷可以定义为：由一个或多个制冷站生产空调用冷水，由连接制冷站和各建筑的管网向该区域各类建筑输送空调冷水的系统。冷水的生产可以采用电驱动或蒸汽驱动的冷水机组，也可采用以燃气轮机或燃气锅炉排气为能源的吸收式冷水机组，如何规划设计将因区域内建筑物种类和功能及冷负荷等具体因素而确定。为达到最大的有效性和可靠性，所有区域供冷机房将相互联结。
商业区内的区域供冷系统的优点是不言而喻的，因为商业建筑群空调具有如下特点：
（1）白天使用系数高，与供电高峰时间一致；（2）由于建筑群的多样性，如办公楼与影剧院商场等高峰负荷时间的不同时性，导致总体负荷系数低，一般同时使用系数可达0.5~0.7；（3）空调负荷较大。商业建筑群的多样性与空调负荷特性，非常适合建造以冰蓄冷为冷源的区域供冷系统，规模效应会使其初投资低于每一业主单独设置制冷机
房，减少设备总的装机容量，减少分散到各单体建筑的制冷设备用房面积和配套的变配电等设施的用房面积，可为业主提供更多的供出租面积。冷站集中建造、选用大型优质的高效制冷设备、采用冰蓄冷技术、充分利用峰谷电价差使运行费用减少、采用自学习的省钱控制程序进行全自动控制等技术，使以冰蓄冷为冷源的区域供冷技术具有非常强的竞争力。
2 区域供冷的现状
20世纪30年代美国在负荷集中间歇供冷的场所，应用冰蓄冷技术旨在减少制冷机的装机容量和制冷设备的投资费用。70年代世界范围内能源危机，美国电力部门限制高峰负荷用电量，客户用电超过峰值限量部分电价为惩罚电价，为此各种削峰的办法应运而生，如蒸汽为动力的吸收式制冷，燃气轮机直接拖动制冷机或自备燃气燃油发电机，而空调蓄冷技术作为电力负荷的调峰最有力手段，再度崛起，并广泛应用在建筑物空调系统中，约有4000多个蓄冷系统在运行。
90年代以前，所建的蓄冷站多为单一建筑空调服务小型蓄冷站或为大学校区、医疗中心和政府建筑群所建造较大的蓄冷站，但并没有区域供冷的概念。
从90年代初到现在，由于市场的需求因素和市场供应侧的因素，区域供冷系统发展迅速。推动这种需求的主要因素有以下几个方面，商用空调系统中广泛使用氯氟甲烷冷媒的限制使用、现有供冷设备的老化、降低新建大楼的投资、以及大多数美国公司趋向于外购非核心业务的相关服务，这些因素促使建筑业乐于接受区域供冷的概念。另一方面，新的风险投资增长迅速，促使公共事业服务商和电力公司多元化供应以及区域能源供应商，考虑开发区域供冷系统，为城市中心商业区建筑提供供冷服务，由于多种综合因素影响所致，目前在美国有几十个大型的商业化区域供冷系统在运行。如芝加哥的区
域冷站总峰值负荷97428冷吨，蓄冰容量309400吨时，削峰电量35900千瓦，所服务的区域供冷系统总冷量为200000冷吨。区域供冷系统由四个冷站组成，其中芝加哥商业大厦二号冷站,峰值冷量29578冷吨，蓄冰装置的蓄冷容量125000冷吨时，削峰电量13200千瓦。在马来西亚Cyberjaya多媒体超级走廊镇区内一著名高科技园区将采用带热电联产的商业性区域供冷系统，总供冷量352MW（10万冷吨），将成为马来西亚最大的区域供冷系统。机房内设置燃气轮机、热回收式蒸汽发生装置、电驱动冷水机组、吸收式冷水机组及冰蓄冷，预计将于2012年全部竣工。地下保温冷水管道设计总长为80km，机房将根据开发区内冷水需求情况进行模块化建造，与区内50多幢建筑连接。目前，一期工程已竣工，供应空调用冷水给园区内著名的日本NTT、马来西亚电信、OFFICE PARK及几家跨国家公司所在建筑。为使机房运行费用达到最小，区域供冷系统一期工程选用冰蓄冷，以利用当地电力部门提供的廉价电力。该项目基于BOOT概念建造，建筑业主将与区域供冷开发商协商，并以商定价格向后者购买20年的空调用冷水。每幢建筑均装设特定的冷水计量表，监测用户的冷水月用量，同时将水压、水温等数据通过专用通讯线实时传输到区域供冷系统主控制中心，每一用户的冷水月用量最终将发布在互联网上供校对。
3 中关村区域冷站外融冰蓄冷系统
3.1 冰蓄冷系统设计
一期冷站主要为地下空间140000平方米、21号地建筑面积110000平方米和25号地120000平方米供空调冷水。设计日总冷量为523155KWH，蓄冷量总计100451KWH。空调峰值负荷41710KW，夜间谷值最小负荷2600KW。
冷站的冰蓄冷流程采用主机上游的串联循环回路方式，系统可按4种工作模式运
行，（1）主机独立供冷（2）主机单独制冰（3）主机与融冰释冷联合运行（4）融冰释冷联合运行。白天供冷时，12.2℃一次水回水进入制冷状态的蒸发器，任一台或多台，温度降至4.4℃，再进入蓄冰槽融冰释冷，供二级开发商1.1℃空调冷冻水。夜间谷电时间段，两台螺杆式压缩机制冰，基载压缩机工作，提供夜间空调负荷冷水。系统流程见附图1。
3. 3 系统特点与控制策略
3.3.1 系统特点冷站的主要技术特点如下：（1）双蒸发器技术，白天制冷时可提高效率2-3% ，制冷与制冰模式转换控制简便，制冰时也能保持较高COP值（2）冷站设计采用盘管外融冰的蓄冰方式，蓄冰盘管浸在蓄冰槽内，为使融冰均匀，在每组盘管底部设置压缩空气管道，融冰时压缩空气所产生的气泡由底部向上流动，冰层周边的水与其它部位的水充分混合，保证融冰速率快和低温供水稳定，BAC盘管外融冰供水温度实
测值见图2，实测数据表明这种外融冰的供水温度低于设计值，实测的是BAC生产的整体组装得蓄冰槽，安装在室外，而中关村的蓄冰槽在地下二层，供水温度受外界影响更小，供水温度会更稳定，这种系统在国内也是首次建造。（3）1.1℃的冷冻水可保证二次水的供水温度为2.2℃，而2.2℃的低温供水则能实现大温差低温空调送风。这种空调方式20世纪80年代在美国出现，美国HC.Yu于1983年称之为（超冷风）系统。一般认为送风温度4.4℃~10.0℃可认为是超冷风，在这
种系统中送风温差约比常规大70%，送风量可减少40%。因此，空气处理机、末端送风装置、风管与管路上的各种阀件的尺寸都减少很多。同时，冷冻水侧由于供回水温差增大，水泵与
管道及阀件都比常规的小很多。这既可节省购买与建造的费用又可降低对建筑物空间的
需求，低温送风的另一好处是除湿能力较强，在湿热环境中可使空调区域空气的相对湿度降低，这可获得热舒适性的提高和空气品质的提升以及运行费用的节省。（4）跟踪节能的控制技术，时时监控的能耗报告，逐日的财务报表，随时预警的故障诊断系统。（5）通过网络连接，可进行远程控制。
3.3.2 控制策略采用融冰释冷优先的控制程序，充分的利用峰、谷段电费差价，以运行费用最少为控制目标。这就要求控制程序能够预计逐时负荷，计算分配蓄冷装置的释冷量及制冷机组的供冷量，以保证蓄冷量得到充分的利用又能满足逐时冷负荷的要求。分量蓄冷运行安排示意图见图3。
4小结
随着世界经济一体化，消除伴随政府制度产生的垄断保护，电力供应的自由化，公用事业服务市场化，以冰蓄冷为冷源的区域供冷系统冰的总体效益优势将越来越大。在
区域供冷系统中管网的建造费用是不容忽视的，而外融冰的冰蓄冷由于能够提供可靠稳定1.1℃冷水，供回水温差为11.1℃，水量比5.6℃的供水量可减少40%，比3.2℃的供水量减少30%，这就意味着1.1℃供水的输送管网尺寸比5.6℃小一个等级，比3.2℃小两个等级，同时循环水泵、各种阀门管件成本的降低，大楼内的热交换器，空调机组等建造费用也得到了解省，弥补蓄冰冷站费用的增加，使区域供冷系统造价问题得到了解决。
运行费的节省是区域冷站最大优点，根据现有资料统计和个案计算比较，在有分时电价的城市，运行费用的的节省较之常规的独立制冷系统可达25~50%，尤其是在部分负荷期间运行费用更为节省。
规模效应导致的初期投资具有的竞争力，削峰填谷，提高供电设备与电网的负荷率,减少环境污染，保护环境，利用高峰低谷电力差价，降低运行费用。集中管理，减少日常维护费用，可靠的技术保证，加上BOOT建造模式，都会提升以外融冰冰蓄冷为冷源的区域供冷产业的市场占有率。
参考文献
严德隆张维君主编空调蓄冷应用技术北京中国建筑工业出版社1997
冰蓄冷设计说明
冰蓄冷设计说明 1.1设计概述 冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。 成都市电网分时电价表 2.2冰蓄冷系统方案设计 本工程是医药厂房，冷负荷集中在电力高峰时段和电力平峰时段，电力低谷时段，电力低谷时段空调系统根本没有冷负荷，且全年供冷期内负荷极不平衡，选择常规制冷主机设备容量大，且直接制冷的结果是制冷主机高价来制冷，低价电时段闲置，造成不必要的浪费。因此为了减少中央空调白天的用电峰值，充分利用峰谷电差价，大幅度地降低空调的运行费用，同时为了提高空调品质，本工程中央空调设计采用冰蓄冷中央空调系统。
·以上方式中使用最多的为：冰球（或蕊心冰球）和外融冰的盘管式蓄冰装置 ·本工程采用外融冰钢制盘管冰蓄冷方式的冷源。 2)、部分（分量）蓄冰模式：如图2，部分（分量）蓄冰模式是指在夜间非用电高峰时制冷设备运行，蓄存部分冷量。白天空调高 蓄冰方式 动态制冰 静态制冷 冰浆（或冰晶） 片冰滑落式 盘管式蓄冰 封装冰 外融冰 冰球（或蕊心冰球） 外板 内融冰
峰期间一部分空调负荷（尖峰负荷）由蓄冷设备承担，另一部分则由制冷设备负担。在设计计算日（空调负荷高峰期）制冷机昼夜运行。部分蓄冷制冷机利用率高，蓄冷设备容量小，制冷机比常规空调制冷机容量小30-40%，是一种更经济有效的运行模式。根据以上分析考虑初期投资费用及机房占地，本工程冰蓄冷设计采用分量蓄冰模式。，本设计方案采用部分蓄冰模式 3.4蓄冰流程选择 3.4.1 蓄冰流程的选择 蓄冰空调系统在运行过程中制冷机可有两种运行工况，即蓄冰工况和放冷工况。在蓄冰工况时，经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰槽的蓄冰换热器内，将蓄冰槽内静止的水冷却并冻结成冰，当蓄冰过程完成时，整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。 融冰时，经板式换热器换热后的系统回流温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器，将乙二醇溶液温度降低，再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。 乙二醇溶液系统的流程有两种：并联流程和串联流程。a、并联流程：这种流程中制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。并联流程原理如图３。 b、串联流程：即制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套 循环泵维持系统内的流量与压力，供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。串联系统原理如图４：
浅谈流态冰蓄冷系统设计
浅谈 流态冰蓄冷系统设计 （第三代）
目录 说明 (3) 产品特点 (3) 安装事项 (3) 项目经济性分析表 (4) 一、峰谷电价政策 (5) 1、国家电力现状及电力优惠政策 (5) 二、冰蓄冷空调系统简介 (5) 1、冰蓄冷空调原理 (5) 2、实施目的 (6) 3、直接接触式的主要特点 (6) 三、直接接触式设计方案 (6) 1、贵项目基本情况 (6) 2、建设冰蓄冷系统的可行性...................................................................................错误！未定义书签。 3、设计计算依据 (7) 4、冰蓄冷空调系统运行费用表 (8) 5、实施费用................................................................................................................错误！未定义书签。 1﹑冰蓄冷冷站增加设备及工程费用...................................................................错误！未定义书签。 6、结论 (15) 四、直接接触式控制以及主机群控系统 (16) 1、冰蓄冷控制系统 (16) 2、控制功能 (16) 3、主机群控系统 (17)
说明 通过“移峰填谷”，可使*******公司整个空调系统每年节省运行电费109.35万元。 不改动系统和空调主机，冰蓄冷与现有空调系统并联运行，安全可靠。 产品特点 冰蓄冷系统是通过制冰方式，以冰的相变潜热为主蓄存冷量的蓄冰系统，利用夜间电网低价电力运转制冷机制冷并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时（高峰电价约为低谷电价的3~5倍）将冰融化供冷，以达到降低运行费用的目的。我司自主研发的独特冰蓄冷技术，突破了传统冰蓄冷的概念，效益更高。 ⑴.自主设计定指标生产的高效二次蓄冰主机，蓄冰COP可达到10； ⑵.直接蒸发式的蓄冰方式，蒸发温度可控制在-1℃； ⑶.外融冰设计，采用冷水直灌，融冰效率极高。 安装事项 ⑴.安装过程简单快捷、占地面积小，可利用建筑物外绿化带面积等，蓄冰罐可以放置室外。 ⑵.不改动原有空调系统，安装过程基本不影响生产； ⑶.安装调试共需约4个星期。
冰蓄冷空调系统的优点和缺点
冰蓄冷空调系统的优点和缺点： （1）优点： ①平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设，对国家而言，是节能的； 对于大城市的商业用电而言，均会出现用电的峰谷时段，在用电的峰段，常常会出现供电不足的状况，而在用电的谷段，又常常会出现电量过剩的状况，如果将低谷电的电能转化为冷能应用到峰值电时的空调系统中去，则可以缓解电网压力，平衡电网； 对国家电网而言，要满足用户1kwh的用电需求，必须要发电站发出超过1kwh 的电量便于抵消电在运输过程中的损耗，而用户对电的需求和利用程度在实际过程中却是不定的，是随机的，尤其是对建筑内的空调而言，其使用程度往往同当天的室外天气条件密切相关，不定性特点尤为突出，倘若国家电网发出的余电无法被用户使用，一来是对能源的浪费，二来对国家电网的安全也存在着隐患，于是，冰蓄冷技术在空调系统中的应用便大大地减缓和减少了以上问题； ②能使制冷主机的装机容量减少； 冰蓄冷空调系统按运行策略可分为两类，一类是全部蓄冷模式，另一类是部分蓄冷模式。对于第一类，通俗地说就是建筑的所有冷负荷（注：蓄冰装置是无法作为热源使用的）全由蓄冰装置承担，而制冷机组（通常是双工况制冷机组）只扮演为蓄冰装置充冷制冰的角色，在空调系统运行的时候，制冷机组处于停机状态，而蓄冰装置则全时段运行，为用户提供冷量。对于第二类，也是实际工程中常用的运行方式，即蓄冰装置只承担建筑冷负荷的一部分，而另一部分则由制冷机组（双工况）承担。因此，由上述可知，不论哪种运行方式，蓄冰装置总是要承担一部分冷负荷的，我们所说的减少了制冷主机的装机容量，实质上就是蓄冰装置承担了制冷机组本应该要承担的一部分负荷，这部分负荷值的大小也就是蓄冰装置的蓄冷量大小； ③目前各地供电部门对用电限制较严，征收的额外费用也名目繁多，建筑业主与用户的经济负担较重，还常常受到限电、拉闸停电种种束缚。若发展冰蓄冷空调技术，就能较好的缓解空调用电与城市用电供应能力的矛盾； ④由于采用了冰蓄冷与低温大温差供冷送风相结合的技术，在初投资费用方面，既可减少空调处理设备、输配设备的大小，输送管网的粗细，还可减少机房管井的占用面积，压低建筑层高，从而不但可节省空调的初投资费用，而且还可降低建筑造价；在运行费用方面，由于送风温度低，风机、水泵的输配功率大幅度降低，制冷空调系统的整体能效得到提高，再加上分时电价的优惠，从而使建筑业主与用户支付比常规空调更少的运行费用； ⑤由于采用了低温大温差供冷送风，使空调处理与输送过程均在较低温度下进行，有利于抑止细菌、病菌的繁殖；较低的室内温度，可进一步改善室内空气品质与热舒适水平。 （2）缺点：
冰蓄冷中央空调系统
☆冰蓄冷中央空调系统☆ 冰蓄冷概念冰蓄冷就是利用夜间谷期低价电力，满负荷运行制冰主机，使水发生相变制成冰，存储在专用的蓄冰槽中，然后在白天用电高峰时段融冰供冷。冰蓄冷系统与常规空调系统结合构成冰蓄冷空调系统，是电力系统及用户削峰填谷、平衡用电负荷的最有效方法。 冰蓄冷空调系统工作原理图 冰蓄冷空调系统工作模式 运行模式冷却泵乙二醇泵循环泵V1阀V2阀V3阀V4阀 制冷机蓄冰开开关开关开关 冷机蓄冰又供冷开开开开关调节调节 蓄冰槽单独供冷关开开调节调节关开 制冷机单独供冷开开开关开关开 冷机和冰槽联合供冷开开开调节调节关开 上述工作模式的相互切换是由共盈公司开发的冰蓄冷计算机控制系统自动完成的。 冰蓄冷空调系统组成由双工况制冷主机、储冰盘管及蓄冰槽、乙二醇溶液、乙二醇水泵、板式换热器、共盈冰蓄冷自动控制系统（包括流量传感器、温度传感器、电磁阀、电脑、控制软件等）、常规空调配件等部件组成。 冰蓄冷空调的优点 ◆节省初投资：新建冰蓄冷空调可节省主机、附属设备及配电设备初投资，包括变压器、配电柜等一次电力投资费用，但冰蓄冷专用设备的投资较大。 ◆节省运行电费：由于充分利用了廉价的电力低谷期满负荷蓄冰蓄冷，供高峰期融冰供冷，所以只要峰谷电价比达到3∶1以上，即可在全年节省电费达到30%以上。 ◆节省基本电费：冰蓄冷空调系统可减少主机和循环水泵装机容量和功率达30%～50%，平衡用电负荷，降低配电容量，由此每月可节省18元/kV A的基本电费，数量相当可观。 ◆系统安全可靠：整套系统采用智能控制，实行电脑监控，无须专人值守，管理简单可靠。蓄冷系统作为相对独立的冷源，增加了集中空调系统的运行可靠性。 ◆增大供冷能力：常规空调系统配上冰蓄冷设备可以提高30％－50％的供冷能力。 冰蓄冷自控系统简介冰蓄冷空调系统比较复杂，不可能靠手动操作控制系统运行，必须借助共盈蓄冷自控系统，根据室外温度、天气走势、历史记录、电价政策以及各种传感器件信息，自动选择主机优先、融冰优先模式或全量融冰模式，自动切换制冰、制冷工况与融冰、供冷模式，自动控制制冷主机和其它设备的启停，监视记录统计各设备工作状况与运行参数，自动诊断系统故障，使系统在任何负荷情况下都能达到用户要求，保证空调系统始终处于最经济的运行状态，提高系统的自动化水平，提高系统的管理效率，实乃冰蓄冷空调系统的关键部分。 冰蓄冷与水蓄冷比较
冰蓄冷自动控制系统设备及功能说明教学内容
冰蓄冷自动控制系统设备及功能说明
第三章机房自动控制系统 一、冰蓄冷自动控制系统综述 工程的自控系统由上位机远程控制系统、PLC现场控制系统、电动阀、传感检测器件、系统配电柜、系统软件等部分组成。系统结构图如下所示：
PLC控制软件为主的控制程序，该程序为美国西门子公司与CRYOGEL公司联合开发，已经在美国的多个工程中和台湾杰美利（GEMINI）得到应用，直接输入后调整。上位机控制软件也可带采用CRYOGEL/（GEMINI）公司软件包的WinCC操作系统。 上位机远程控制设置先进的集中控制台，采用工控机配置打印机进行远程监控和打印，现场控制机采用PLC可编程控制器控制，进行系统控制、参数设置、数据显示，确保实现系统的参数化，实现系统的智能化运行。 本系统中的核心控制部分与机电执行装置采用国际著名品牌（西门子、江森、霍尼韦尔）的产品。 蓄能系统控制具体功能如下： ⑴控制系统通过对主机、蓄热锅炉、蓄冰装置、板式换热器、泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整蓄冷系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下给末端提供稳定的供水温度。 ⑵根据季节和机组运行情况，自控系统具备所有工况的转换功能。 ⑶控制、监测范围： a、制冷主机、泵、冷却塔启停、状态、故障报警； b、总供/回水管温度显示与控制； c、蓄冰装置及蓄热水箱进出口温度、显示与控制； d、蓄冰量、余冰量、乙二醇流量、瞬时释冷速度、蓄冷速度等标准规定参数 的显示； e、电动阀开关、调节显示；
f、备用水泵选择功能； g、各时段用电量及电费自动记录； h、空调冷负荷以及室外温湿度监测； i、可选的功能（包括楼宇智能化系统接口及接口转换程序）。 ⑷控制系统对一重要的参数进行长时间记录保存，并将空调的实际运行日负荷通过报表或曲线图的方式记录，可以查询到某一段时间内的历史数据值，供使用者进行了解、分析，而且所有的监测数据可进行打印。 ⑸控制系统配置灵活的手动/自动转换功能。现场控制柜可手动控制所有设备的启停。 ⑹可根据负荷变化情况调整运行策略，进行系统的优化控制，最大限度发挥蓄冷系统转移高峰负荷的能力，以最大限度节省运行费用。 ⑺具备无人值守功能、节假日特别控制功能。 ⑻系统可通过电话线或局域网络，对本工程的蓄冷、蓄热与生活热水系统进行远程监控（可选的功能）。 二、蓄冷系统运转模式 蓄冷系统按空调供回水温度7℃/12℃设计，可以通过不同阀门的开、关或调节来实现以下4种不同的运行模式： A、常规主机供冷＋双工况主机制冰模式 B、常规主机供冷＋双工况主机+蓄冰装置联合供冷模式 C、常规主机供冷＋蓄冰装置联合供冷模式 D、融冰单独供冷模式 其运行原理见冰蓄冷空调系统原理图。（见本报价书第七部分）
冰蓄冷空调系统的优点和缺点
冰蓄冷空调系统的优点 和缺点 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
冰蓄冷空调系统的优点和缺点： （1）优点： ①平衡电网峰谷荷，减缓电厂和供配电设施的建设，对国家而言，是节能的； 对于大城市的商业用电而言，均会出现用电的峰谷时段，在用电的峰段，常常会出现供电不足的状况，而在用电的谷段，又常常会出现电量过剩的状况，如果将低谷电的电能转化为冷能应用到峰值电时的空调系统中去，则可以缓解电网压力，平衡电网； 对国家电网而言，要满足用户1kwh的用电需求，必须要发电站发出超过1kwh 的电量便于抵消电在运输过程中的损耗，而用户对电的需求和利用程度在实际过程中却是不定的，是随机的，尤其是对建筑内的空调而言，其使用程度往往同当天的室外天气条件密切相关，不定性特点尤为突出，倘若国家电网发出的余电无法被用户使用，一来是对能源的浪费，二来对国家电网的安全也存在着隐患，于是，冰蓄冷技术在空调系统中的应用便大大地减缓和减少了以上问题； ②能使制冷主机的装机容量减少； 冰蓄冷空调系统按运行策略可分为两类，一类是全部蓄冷模式，另一类是部分蓄冷模式。对于第一类，通俗地说就是建筑的所有冷负荷（注：蓄冰装置是无法作为热源使用的）全由蓄冰装置承担，而制冷机组（通常是双工况制冷机组）只扮演为蓄冰装置充冷制冰的角色，在空调系统运行的时候，制冷机组处于停机状态，而蓄冰装置则全时段运行，为用户提供冷量。对于第二类，也是实际工程中常用的
运行方式，即蓄冰装置只承担建筑冷负荷的一部分，而另一部分则由制冷机组（双工况）承担。因此，由上述可知，不论哪种运行方式，蓄冰装置总是要承担一部分冷负荷的，我们所说的减少了制冷主机的装机容量，实质上就是蓄冰装置承担了制冷机组本应该要承担的一部分负荷，这部分负荷值的大小也就是蓄冰装置的蓄冷量大小； ③目前各地供电部门对用电限制较严，征收的额外费用也名目繁多，建筑业主与用户的经济负担较重，还常常受到限电、拉闸停电种种束缚。若发展冰蓄冷空调技术，就能较好的缓解空调用电与城市用电供应能力的矛盾； ④由于采用了冰蓄冷与低温大温差供冷送风相结合的技术，在初投资费用方面，既可减少空调处理设备、输配设备的大小，输送管网的粗细，还可减少机房管井的占用面积，压低建筑层高，从而不但可节省空调的初投资费用，而且还可降低建筑造价；在运行费用方面，由于送风温度低，风机、水泵的输配功率大幅度降低，制冷空调系统的整体能效得到提高，再加上分时电价的优惠，从而使建筑业主与用户支付比常规空调更少的运行费用； ⑤由于采用了低温大温差供冷送风，使空调处理与输送过程均在较低温度下进行，有利于抑止细菌、病菌的繁殖；较低的室内温度，可进一步改善室内空气品质与热舒适水平。 （2）缺点： ①系统异常复杂、庞大。冰蓄冷空调除了通常的制冷系统和空调设备外，还配备复杂的蓄冰设备，蓄冰设备包括蓄冷槽，乙二醇溶液泵、制冰泵、蓄冷介质
冰蓄冷自动控制系统设备及功能说明
第三章机房自动控制系统 一、冰蓄冷自动控制系统综述 工程的自控系统由上位机远程控制系统、PLC现场控制系统、电动阀、传感检测器件、系统配电柜、系统软件等部分组成。系统结构图如下所示：
PLC控制软件为主的控制程序，该程序为美国西门子公司与CRYOGEL公司联合开发，已经在美国的多个工程中和台湾杰美利（GEMINI）得到应用，直接输入后调整。上位机控制软件也可带采用CRYOGEL/（GEMINI）公司软件包的WinCC操作系统。 上位机远程控制设置先进的集中控制台，采用工控机配置打印机进行远程监控和打印，现场控制机采用PLC可编程控制器控制，进行系统控制、参数设置、数据显示，确保实现系统的参数化，实现系统的智能化运行。 本系统中的核心控制部分与机电执行装置采用国际著名品牌（西门子、江森、霍尼韦尔）的产品。 蓄能系统控制具体功能如下： ⑴控制系统通过对主机、蓄热锅炉、蓄冰装置、板式换热器、泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整蓄冷系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下给末端提供稳定的供水温度。 ⑵根据季节和机组运行情况，自控系统具备所有工况的转换功能。 ⑶控制、监测范围： a、制冷主机、泵、冷却塔启停、状态、故障报警； b、总供/回水管温度显示与控制； c、蓄冰装置及蓄热水箱进出口温度、显示与控制； d、蓄冰量、余冰量、乙二醇流量、瞬时释冷速度、蓄冷速度等标准规定参数的 显示； e、电动阀开关、调节显示； f、备用水泵选择功能； g、各时段用电量及电费自动记录； h、空调冷负荷以及室外温湿度监测； i、可选的功能（包括楼宇智能化系统接口及接口转换程序）。 ⑷控制系统对一重要的参数进行长时间记录保存，并将空调的实际运行日负荷通过报表或曲线图的方式记录，可以查询到某一段时间内的历史数据值，供使用者进行了解、分
上海某酒店地源热泵 冰蓄冷设计方案
XX公寓式酒店地源热泵+冰蓄冷设计方案工程概况 XX公寓式酒店位于上海浦东，总占地面积34988 平方米，总建筑面积88375平方米，框架结构。由3幢11层~14层公寓式酒店，1组2层商业裙房及其附属配套设施组成。商业裙房部分夏季空调负荷为2227KW，冬季空调负荷为1486KW;公寓式酒店夏季生活热水负荷为925KW，冬季生活热水负荷为1272kW。 设计方案 本项目商业裙房设计采用中央空调系统，为节约能源采用地源热泵系统，降低建筑能耗，并同时向公寓式酒店供应生活热水。由于商业部分主要为9:00~22:00 营业，故采用冰蓄冷技术进行移峰填谷。采用三台地源热泵机组，其中两台为空调用三工况机组，一台为生活热水用地源热泵机组。地源热泵系统地下换热器采用垂直埋管，并联双U型连接，共计打孔480口。 冰蓄冷部分采用部分负荷蓄冰技术，制冷设备和蓄冰设备并联连接，供应7℃冷冻水，载冷剂采用25%乙二醇溶液。冰蓄冷系统可按以下四种模式运行：主机制冰、主机供冷、融冰供冷、主机与融冰同时供冷。夜间电价低谷时段制冰系统将冰蓄满，白天电价高峰时段融冰供冷，电价平峰时段制冷系统补充供冷，各工况转换通过电动阀门开关自动切换。空调水系统采用二管制，夏季冷冻水供回水温度分别为7℃/12℃，冬季热水供回水温度分别为45℃/40℃。空调末端系统采用风机盘管加新风的形式，便于室温独立控制，气流组织上送上回。 系统运行策略 由于本项目的中央空调系统为多种节能技术综合而成的复合系统，为了有效的实现设计的初衷，真正达到节能环保的要求，需制定专门的地源热泵冰蓄冷空调系统年运行方案，以中央空调能源管理系统的形式实施，实现长期有效稳定的节能运行。 秋、冬、春三季运行策略 XX公寓式酒店项目要求冬季可满足商业部分的供热需求，同时满足公寓式酒店的生活热水供应。此时，三工况地源热泵切换为制热模式满足商业部分的空调采暖需求，而由生活热水地源热泵机组满足生活热水的需求。在春秋季，项目要求满足公寓式酒店的生活热水供应，商业部分没有空调需求。此时生活热水需求由生活热水地源热泵机组满足。以上两种运行模式为较为普遍的热泵机组运行模式，故在此不再赘述。 夏季运行策略 XX公寓式酒店项目要求夏季可满足商业部分的供冷需求，同时满足公寓式酒店的生活热水供应。此时，三工况地源热泵切换为制冷模式，同时能源管理系统切换至冰蓄冷供冷运行模式。根据冰蓄冷运行的特点，有以下四种运行模式： 三工况地源热泵机组制冰模式 利用夜间低电费和商业部分无空调供冷需求的因素，三工况地源热泵机组切换为制冰模式，全力制冰蓄冷，此时公寓式酒店的生活热水需求通过三工况地源热泵机组的热回收模块免费制取。
冰蓄冷设计
东华大学环境学院冰蓄冷设计 姓名：何燕娜 班级：建筑1202 学号： 121430205 2014年12月
1.1 项目概述 本项目为浙江某办公楼建设项目的双工况冰蓄冷系统应用。 1.2 冰蓄冷系统在本项目中的应用 冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，它代表着当今世界中央空调的发展方向。 本文就对冰蓄冷系统设计进行详细阐述，并和传统的风冷系统进行初投资和运行成本的综合比较。 1.3 冰蓄冷系统的工作模式 冰蓄冷系统的工作模式是指系统在充冷还是供冷，供冷时蓄冷装置及制冷机组是各自单独工作还是共同工作。蓄冷系统需要在几种规定的方式下运行，以满足供冷负荷的要求，常用的工作模式有如下几种： （1）机组制冰模式
在此种工作模式下，通过浓度为25%的乙二醇溶液的循环，在蓄冰装置中制冰。此间，制冷机的工作状况受到监控，当离开制冷机的乙二醇溶液达到最低出口温度时制冷机关闭。此种工作模式的示意图如图1-2所示。 图1-2 机组制冰工作模式示意图 （2）制冰同时供冷模式 当制冰期间存在冷负荷时，用于制冷的一部分低温乙二醇溶液被分送至冷负荷以满足供冷需要，乙二醇溶液分送量取决于空调水回路的设定温度。一般情况下，这部分的供冷负荷不宜过大，因为这部分冷负荷的制冷量是制冷机组在制冰工况下运行提供的。蓄冷时供冷在能耗及制冷机组容量上是不经济合理的，因此，只要此冷负荷有合适的制冷机组可选用，就应设置基载制冷机组专供这部分冷负荷，该工作模式示意图如图1-3所示。 图1-3 制冰同时供冷模式示意图 （3）单制冷机供冷模式： 在此种工作模式下，制冷机满足空调全部冷负荷需求。出口处的乙二醇溶液不再经过蓄冰装置，而直接流至负荷端设定温度有机组维持。该工作模式示意图如图1-4所示。
冰蓄冷技术(DOC)
1.技术原理 冰蓄冷空调技术是利用夜间电网谷电运转制冷主机制冷，并以冰的形式储存，在白天用电高峰时将冰融化提供空调用冷，从而避免中央空调争用高峰电力的一项调节负荷、节约能源的技术。 (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。 2.冰蓄冷空调系统组成 冰蓄冷空调系统包括：空调主机、冷水泵、冷却水泵、冷却塔、蓄冷水泵、释冷水泵、换热器、储冰槽等。相对于常规空调系统，冰蓄冷系统增加了储冰槽、换热器等装置 3..工艺流程 冰球式（也称封装式）冰蓄冷工艺流程：在制冰时，通常要求制冷主机蒸发器出口温度为零下5摄氏度，因此冰球外循环的介质通常采用乙二醇溶液，乙二醇溶液在冰球外流动，在制冰循环中，从制冷主机出来的低温乙二醇溶液流过冰球表面，使冰球内的水结冰；在融冰供冷时，乙二醇溶液流过冰球表面，通过换热器与流往空调末端的冷冻水热交换，被
冷却后的冷冻水流向各个房间，通过风机盘管供冷，因此，空调末端的形式可以与常规中央空调相同。 冰盘管冰蓄冷工艺流程： 、 4.适用范围： 商场、饭店、写字楼、体育馆、展览馆、影剧院、宾馆、居民小区等场所；制药、食品加工、啤酒工业、奶制品工业等；需要对现有单班、两班空调系统扩大供冷量的场所，可以不增加主机，改造成冰蓄冷系统。5.冰蓄冷空调系统的适用条件 执行峰谷电价，且差价较大的地区。（峰谷电价比至少要达到4:1，否则无经济性可言）
冰蓄冷系统的设计与施工
冰蓄冷系统的设计与施工 一、工程概述 XXXX位于XX东侧，建设单位是XXX房地产开发有限公司。该建筑物功能类型为办公，酒店，银行办公的综合大厦，总建筑面积11.6万平方米。是全 国最大的冰蓄冷工程项目。该项目由XXXX安装工程有限公司第一项目部进行施工安装。本系统主要是为该建筑提供空调冷冻水，冷冻站在地下3层;机房建筑 面积1200m2蓄冰槽520m2）。冷冻站采用蓄冰空调系统，充分利用夜间廉价的低谷电力储存冷量，补充在电力高峰期的空调冷负荷需要，节约系统运行成本。 二、设备配置 （一）冷源 1. 双工况螺 杆式冷水机组3台（YSFAFAS55CNE约克（合资） 2.基载 离心式冷水机组2台（YKFBEBH55CPE勺克（合资） （二）冷却塔：大连斯频得 冷却塔共计5台，CTA-600UFW两台，CTA-450UFW三台。 （三）板式换热器：丹麦APV 板式换热器共计3台，选用APV板式换热器J185-MGS16/16 （四）蓄冰槽（现场加工） 蓄冰槽共有六台，最大蓄冰量31787.2KW（9040RT。（见表1） （五）乙二醇循环水泵：德国KSB 乙二醇循环水泵共计4台，其中1台备用，并配4台变频器。 （六）冷却水循环泵：德国KSB
冷却水循环泵选用卧式离心泵4台，其中1台备用 三、运行策略： （一）负荷说明 根据建筑使用情况及初步设计估算结果，整幢大楼的尖峰冷负荷为 11428KW（3250RT。由于气温变化，空调系统在整个运行期间日负荷大小会有变化，根据负荷分布情况，出100獗荷情况逐时空调负荷:（见表2） 蓄冰的模式可采用全部（全量）蓄冰模式或部分（分量）蓄冰模式。本工程采用部分蓄冰模式。 根据采暖通风专业提供的建筑物设计日100%负荷如下：最大小时冷负 荷:11428KW（ 3250RT 设计日冷负荷：151705KWH（ 43144RTH 最大小时基载冷负荷：2286KW（ 650RT 扣除基载冷负荷后的最大小时冷负荷：9142.33KW （2600RT 扣除设计日基载冷负荷后冷负荷：96852.4KWH （27544RTH （二）系统流程简述 本设计蓄冰设备选用冰球式蓄冰设备，系统选用串联单循环回路方式，在循环回路中，乙二醇制冷主机置于蓄冰装置上游。系统中设有板式热交换器3台，每台换热量为用3961KW（ 1126RT，用以把冰蓄冷系统的乙二醇回路与通往空调负荷的水回路隔离开，保证乙二醇仅在蓄冰循环中流动，而不流经各空调负荷回路，可减少乙二醇用量并避免乙二醇在空调负荷回路中的泄漏。乙二醇回路中设有4个电动调节阀CV1,CV2,CV8CV9根据冷负荷变化，通过电动调节阀 CV1,CV2调节进入蓄冰装置的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的乙二醇侧温度恒定并满足冷负荷需求。电动调节阀CV8.CV9调节进入板式热交换器的乙二醇流量，保证进入板式热交换器的水侧温度恒定并满足冷负荷需求。同时，空调冷
冰蓄冷设计说明书
1.1上级批文详见总论部分； 1.2甲方提供的设计任务书； 1.3建筑专业提出的平面图和剖面图； 1.4室外计算参数(江苏地区) 夏季空调计算干球温度34.1℃ 夏季空调计算日平均温度31℃ 夏季空调计算湿球温度28.6℃ 夏季通风计算干球温度32℃ 夏季空调计算相对湿度69 % 夏季大气压力100.391Kpa 夏季平均风速 3.3m/s 冬季空调计算干球温度-12℃ 冬季通风计算干球温度-4℃ 冬季空调计算相对湿度74% 冬季大气压力102.524 Kpa 冬季平均风速 3.3 m/s 1.6国家主要规范和行业标准 (1)《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003； (2)《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2001版)； (3)《民用建筑热工设计规范》GB50176-93； (4) 全国民用建筑工程设计技术措施《暖通空调·动力》； (5) 《民用建筑隔声设计规范》GBJ118 2 设计范围 本工程总建筑面积为120000平方米 设计范围为采暖、通风、空调、防排烟及冷热源设计。冷冻机房冷却水系统由给排水专业设计。 3 设计原则 满足国家及行业有关规范﹑规定的要求，利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。
4.3空调系统 经技术﹑经济综合比较及专家组建议，空调方案确定为：独立新风空调系统，即新风机组加辐射冷吊顶。辐射吊顶已被美国能源部列为二十一世纪15项最节能，最有前途的空调技术之一，其突出的优点——更加舒适，更加节能，更加安静，使其成为目前欧美各国首选的空调末端装置，辐射吊顶、全热交换器和低温送风新风系统组成的独立新风系统，已经成为国际公认的最先进的空调系统。4.3.1 首层∽八层及地下一层南区各功能房间 采用独立新风空调系统(DOAS)。新风机组除了承担新风负荷外，还承担室内全部潜热和部分显热负荷，室内剩余的显热负荷由辐射冷吊顶承担。 新风机组选用专用DGKR08型低温送风新风机组，设置在专用的新风机房内，每台机组风量约为7000m3/h－8000m3/h。机组进水温度低于3℃，出水温度为辐射冷吊顶的进水温度（露点温度加1～2℃），由室内露点温度控制，新风机组 出风温度低于7℃。该机组除了具有普通空调机组具有的冷却﹑干燥﹑加热及加湿功能外，还具备有：（1）承担其全部新风负荷，室内全部潜热和部分显热； （2）机组内配置有板式全热交换器，回收焓效率大于50%，温度效率70% 以上；（3）机组内配置驻极静电过滤器，计数效率为99.9%可备光催化材料杀灭，空气阻力小于50Pa。 空调房间冬季加湿采用高品质的干蒸汽加湿，汽源由地下一层锅炉房引来。 新风系统按楼层分南﹑北两个系统设置，以利调节。新风管沿走道吊顶敷设，在进入每个房间的支管上设置E型定风量调节器，送风口采用大诱导比风口下送。排风通过每个房间侧墙上设置的排风口，通过走道吊顶，进入新风机组全热交换器释放能量后排入大气。 辐射板采用国产辐射板。因为它较进口辐射板热阻小，辐射冷/热量大，接头先进，价格便宜等优点。辐射板型号选用600×600规格板，颜色的选用与排版形式随装修进行。 4.3.2 餐厅及厨房。 由于餐厅空调负荷变化大，湿负荷大，空调运行时间短，层高较高等特点。故餐厅单独设置空调系统，空调形式采用独立的低温送风新风系统，送风口采用大诱导比风口下送，排风口为单层百叶风口，通过排风管进入新风机组全热交换器释放能量后排入大气。新风机组选用专用DGKR15型低温送风新风机组，设置在专用的新风机房内，机组风量约为15000m3/h。 厨房采用直流空调系统(冬季加热夏季降温)，厨房排风量暂按40次/时，送风量为80% 排风量，其施工图设计待厨房设备确定后进行。 4.3.3 电话机房及计算机主机房 为了保证电话机房、消防值班室及计算机主机房值班空调，另分别设置一套VRV空调系统，室外机设置在屋顶，室内机采用四面吹出式，设置在吊顶上。 4.4空调系统冷源 本工程空调面积为23500m2，预留空调面积5500m2，共计空调面积29000m2。空调冷负荷为3351kW，折算为冷指标为115.56w/m2。空调热负荷为2595.5kW，算为冷指标为89.5w/m2。
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
冰蓄冷中央空调系统
冰蓄冷中央空调系统 摘要：本文在分析了目前为解决峰谷用电量差应运而生的冰蓄冷中央空调系统，对其原理，分类，优缺点，效益等方面做了简要介绍；并在此基础上，说明了评价冰蓄冷系统的一系列指标，如冰蓄冷系统的蒸发温度，制冷率与融冰率，热损失，安全性与可靠性等；此外，介绍了国外的冰蓄冷系统的技术发展趋势及特点，另外，对于国内冰蓄冷系统发展面临的问题也做了总结以及一些可行的建议。 关键词：冰蓄冷；移峰填谷；蓄能 Ice-Thermal-Storage Center Air Conditioning System Abstract: This paper analyses the ice-thermal-storage center air conditioning system for solving the problem of the peak and valley of electricity and introduces the the principle, advantages and disadvantages, classification, benefits and so on. Furthermore, the paper also explains a series of index that evaluate the ice-thermal-storage center air conditioning system, such as the evaporation temperature, the refrigeration rate and thaw rate, the heat loss, the security and reliability and so on. In addition, it shows the technology trends and characteristics of the ice-thermal-storage center air conditioning system abroad and puts forward some suggestions of how to do in our country when we popularize the ice-thermal-storage center air conditioning system. Key words：The ice storage technology,; Peak load shaving; Energy storage 引言 众所周知，夏季用电紧张，时常导致拉闸限电的事情发生。到了夏季，随着空调用电的加大，让城市电力系统峰谷差急剧放大，电网负荷明显加大。中科院广州能源研究所博士冯自平称“电力紧张有很大一部分是由峰谷差造成的，峰谷差造成浪费几乎是‘天文数字’。”，在我国电力结构中，空调是造成电力负荷峰谷差的主要因素之一。 综合全天的电量供应，其实电力紧张只出现在用电高峰时段，用电低谷期发电能力富裕的电量却往往因得不到有效利用而被白白消耗掉，造成巨大的能源浪费。特别在夏季高温期间，电力供需矛盾突出，重点是空调负荷呈现出“爆发性”增长，这种增长与气温密切相关。夏天电力出现缺口的时段主要集中在上午9时至11时、下午1时至3时和晚上6时30分至8时30分，夜间及凌晨为用电低谷期。在用电高峰期，由于负荷增加较大，与低谷形成峰谷差。据有关报道，去年广东空调的负荷绝对值就已超过1000万千瓦，而空调开启带来的负荷占总用电负荷已经达到35%以上。空调用电不仅增加了高峰负荷，而且加大了电网的峰谷差。 我国的电力工业发展很快，96年发电装机容量已达到世界第2位，到97年底全国发电装机容量达2.5亿千瓦，2004年装机容量达到4.4亿千瓦，预计2005年要突破5亿千瓦，仅比美国装机容量少3亿千瓦左右。但是，尽管如此，我国的电力供应仍日益紧缺，尤其是
冰蓄冷空调系统原理及应用
冰蓄冷空调系统原理及应用 1、冰蓄冷空调系统原理及主要特点 冰蓄冷空调技术就是在夜间低电价时段(同时也是空调负荷很低的时间)采用电制冷机组制冷，将水在专门的蓄冰槽冻结成冰以蓄存冷量；在白天的高电价时段(同时也是空调负荷高峰时间)停开制冷机组，直接将蓄冰槽的冷能释放出来，满足空调用冷的需要。因为制冰、融冰转换损失的能量很小，而夜间制冷因气温较低可使效率更高，完全可以弥补蓄冰的冷能损失。 冰蓄冷空调系统具有以下主要特点： (1)利用低谷段电力，具有平衡峰谷用电负荷，缓解电力供应紧； (2)冰水主机的容量减少，节省增容费用； (3)总用电设施容量减少，可减少基本电费支出； (4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费； (5)冰水温可低至1～4℃，减少空调设备风管的费用； (6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少； (7)电力高压侧及低压侧设备容量减少； (8)室相对湿度低，冷却速度快，舒适性好； (9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行，效率高，机器损耗小； (10)充分利用24h有效时间，减少了能量的间歇耗损；
(11)充分利用夜间气温变化，提高机组产冷量； (12)投资费用与常规空调相当，经济效益佳。 冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。当然它也有一些缺点，如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。 2系统的组成及制冰方式分类 2.1系统组成 冰蓄冷空调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运行策略与自动控制 3.1运行策略
冰蓄冷工程设计经验总结
冰蓄冷工程设计经验总结 1.蓄冰槽容量不宜过大，会使蓄冰槽因自重变形，必须增加槽的壁厚以及进行加固，还会给制作安装和运输带来困难，同时也增加了费用。在蓄冰槽的扩散管的排布上，会因扩散管的排布过密而浪费大量的空间，还会影响冻冰及融冰的效果。 2.冷冻站通常位于大厦的地下部分，而地下部分又往往是停车库、站房、办公集中的部位;使用面积非常紧张、造价昂贵;在蓄冰槽的设置及排布上应尽量使用可利用的空间位置。 3.乙二醇溶液100%的价格大约是7100元/吨，价格昂贵。在系统中，如果因为检修或系统渗漏会造成很大的不必要的经济损失，同时对环境造成污染。在施工中，管道及设备用设立牢固的支、吊架，同时系统应进行严格的严密性试验。如果有可能在乙二醇溶液充注前进行水溶液的试运转，观察整个系统的运转情况;及自控系统的测点及电动阀门的动作配合。 4.蓄冰槽在安装过程中,槽与下面的支撑必须进行隔冷处理,以免局部形成冷桥，槽的本体必须进行绝热保温设计以减少冷损失。乙二醇溶液在蓄冰过程中通常在-2.19℃/- 5.56℃范围内，与周围环境的温差大;如果隔热效果不好，在平时的运行中会造成非常大的浪费。所以蓄冰槽的本体的保温厚度应大于标准工况的冷冻水的保温厚度，保温层应严密尽量减少冷损失。 5.蓄冰槽无论是立槽还是卧槽在设计中必须考虑载冷剂（即25%的乙二醇溶液）的分配均匀性。在槽的入口和出口设均流管。本工程采用了DN200扩散管，均流管供、回各一根，在系统冻冰及融冰过程中流向相反。将载冷溶液均匀有效地传给槽内蓄冰球。 6.在蓄冰槽的设计中还考虑人孔以便填充球，在填充蓄冰球时，对高于2M的卧槽或立槽，应预先在槽中充入1/3槽的水以减少填球时的冲击使球均匀地填充（由于冰球的密度比水小，冰球浮于水面有利于冰球的扩散）;同时水不宜过多，不利于冰球填满整个冰槽（造成冰槽底部无冰球）;槽的底部设卸球孔，也可作排污用。 7.在冰蓄冷系统流程中系统与用户的联接方式有直接连接（即整个系统全部充满乙二醇溶液）和间接连接（即乙二醇溶液系统仅限于一定范围内，通过板式换热器与二次水进行热交换）。本工程在设计中采用了间接连接，乙二醇溶液仅限于在制冷机房内循环;外部空调水系统仍是水系统。这种做法有两个好处: A、乙二醇溶液仅限于制冷机房用，用量少; B、减少在大楼内部存在因检修和维护造成乙二醇溶液泄漏的问题。 C、尤其是高层建筑能起到隔断高层建筑冷水系统静压以保护空调制冷主机;提高蓄冰系统安全系数，减少乙二醇溶液泄漏概率;减少设备及阀部件承压稀疏的作用。其代价仅仅是增加了一台热交换器。 8.本工程采用了部分蓄冰的控制策略而且是制冷机优先，这样制冷主机的容量可以大大减少，同时也减少了电力增容费，在负荷较低时尽量利用所蓄的冰。 9.在系统设计中还应考虑到:乙二醇溶液受球内介质相变时的影响而体积膨胀，在系统中他的相变膨胀量是2%～9%。为此系统应设置膨胀水箱，而且还设置了溶液补给箱作为膨胀水箱外的溢流箱。在系统亏液或浓度降低时进行补液。 设置溶液补给箱有以下作用:
冰蓄冷自动控制系统设备及功能说明
技术标 主要设备的选用及技术描述与响应说明 第二章机房自动控制系统 一、冰蓄冷自动控制系统综述 件、系统配电柜、系统软件等部分组成。系统结构图如下所示: 小央空调蓄能系统原理图 工程的自控系统由上位机远程控制系统、PLC现场控制系统、电动阀、传感检测器 肝2網通讯
PLC控制软件为主的控制程序，该程序为美国西门子公司与CRYOGEL公司联合开发，已经在美国的多个工程中和台湾杰美利（GEMINI）得到应用，直接输入后调整。上位机控制软件也可带采用CRYOGEL/ （GEMINI ）公司软件包的WinCC操作系统。 上位机远程控制设置先进的集中控制台，采用工控机配置打印机进行远程监控和打印，现场控制机采用PLC可编程控制器控制，进行系统控制、参数设置、数据显示，确保实现系统的参数化，实现系统的智能化运行。 本系统中的核心控制部分与机电执行装置采用国际著名品牌（西门子、江森、霍尼韦尔）的产品。 蓄能系统控制具体功能如下： ⑴控制系统通过对主机、蓄热锅炉、蓄冰装置、板式换热器、泵、冷却塔、系统管路调节阀进行控制，调整蓄冷系统各应用工况的运行模式，在最经济的情况下给末端提供稳定的供水温度。 ⑵根据季节和机组运行情况，自控系统具备所有工况的转换功能。 ⑶控制、监测范围： a制冷主机、泵、冷却塔启停、状态、故障报警； b、总供/回水管温度显示与控制； c、蓄冰装置及蓄热水箱进出口温度、显示与控制； d、蓄冰量、余冰量、乙二醇流量、瞬时释冷速度、蓄冷速度等标准规定参数的显示； e电动阀开关、调节显示； f、备用水泵选择功能； g、各时段用电量及电费自动记录； h、空调冷负荷以及室外温湿度监测； i、可选的功能（包括楼宇智能化系统接口及接口转换程序）。 ⑷控制系统对一重要的参数进行长时间记录保存，并将空调的实际运行日负荷通过报表 或曲线图的方式记录，可以查询到某一段时间内的历史数据值，供使用者进行了解、分 析，而且所有的监测数据可进行打印。