冰蓄冷简介及计算案例

冰蓄冷系统简介

冰蓄冷在中国是一项比较新潮的供冷方式，然而在发达国家，冰蓄冷已经有了近二十年的成熟使用历史，甚至类似于集中供热，采用外融冰冰蓄冷实现区域的供冷，在美国已经成为集中解决区域冷需求的一种常用方案。

冰蓄冷供冷相对于常规的供冷模式，其主要优势在于：利用峰谷电价的差别，节省运行费用。

由于在一天当中用电负荷的不均衡，给电力部门在电力输配上带来很大的困难，为了满足白天尖峰用电负荷，电力部门不得不投入更多的电力设备。而在夜间用电低谷期，大量的电力设备将处于闲置状态，产生极大的浪费，同时降低了运行设备的整体效率。为了均衡昼夜电力负荷，不投入或少投入电力设备，电力部门采取了分时电价政策，以鼓励各行业在夜间用电，从而减少白天的电力紧张状况，同时提高电力设备的利用率。

纵观我国经济发展趋势，能量将会成为限制经济发展的瓶颈，白天电力紧张的局面在现在和将来都不会得到缓解。目前我国大部分地区的分时电价政策已基本形成，峰谷电价比基本在3：1左右，预计将会逐步扩大。而峰谷电价比越大，冰蓄冷运行费用的节省将越明显，采用冰蓄冷空调将越有利。

同样由于电力的紧张，电价的上涨也是一个必然的趋势，电价上涨后，采用冰蓄冷冷源方式的系统将体现出更大的运行经济性。

正如前所述，冰蓄冷在我国还属于比较新潮的技术，相对于常规的供冷模式，因为冰蓄冷系统价格比较高，需要配置自控系统，是一个比较高端的“消费”形式，虽然其优势已逐渐被认知，在国内的用户还是比较少。在冷冻冷藏行业用户更少，目前只有外资企业如雀巢，和中外合资企业如山东山孚日水，根据它们以往在国外工厂的应用经验，采用了冰蓄冷分别用于工业冷水和低温空调。

展望未来，在国内冷冻冷藏领域，冰蓄冷的应用必将越来越多。采用直接蒸发式外融冰的冰蓄冷系统用于提供工艺冷水和低温空调冷源，具有其它方式无法比拟的优势，主要体现在：1．采用冰蓄冷系统，可以节省运行费用。

由于峰谷电价的存在，运行费用的节省是明显的。运行费用节省的多少还与系统的负荷曲线有关（本项目的逐时负荷曲线图参见附图一），一般来说，负荷曲线的低谷段与电价的低谷段越吻合，系统可以最大程度的利用负荷低谷段蓄冰，从而节省更多的费用。在白天电价高峰期，当所蓄的冰量能够满足系统的用冷需求时，制冷主机可以停机，末端负荷完全由融冰满足，从而最大程度节省运行费用。

2．冰蓄冷可以为生产工艺提供低温的、温度恒定的工艺冷水。

外融冰冰蓄冷系统，工艺或空调回水直接与盘管外的冰直接接触，通过热交换及融冰取冷，可以提供最低接近摄氏零度的冰水，通过适当的控制，可以提供1℃到3℃的冰水，满足工艺的各种需求。不同于制冷主机直接制取冰水，蓄冰系统供水温度不会因为制冷主机的增减载而波动。实际上，蓄冰系统的制冷主机基本是维持100%满负荷运转，不需要增减载控制，从而使控制系统有所简化，而制冷机的效率可以维持较高水平。

BAC是蓄冰行业的先驱和领军品牌，几十年来积累了丰富的产品经验，开发了专门的设计软件，针对每个具体项目，进行非标产品设计，保证满足使用要求。

3．冰蓄冷供冷系统可以适应末端负荷瞬时巨大的变化。

外融冰冰蓄冷系统，蓄冰装置是将一组蒸发盘管浸没在一个大水槽中构成，单个蓄冰装置的蓄水量约为100m3，同时还有40吨的冰可以被融化成水（以上数据仅适用于本工程所采用的设备）。本工程预计采用8台这样的设备，相当于有1120吨的冰水储备，这个储备量是采用传统的蓄水罐所无法匹及的。如此巨大的冰水储量可以保证在任何末端负荷突变的情况下，冰水的供水温度能够维持恒定，甚至允许末端的冷需求在一段时间内超出设计值。而采用冰水板换装置时，受限于冰水板换的换热面积，超出设计的冷需求是满足不了的。

蓄冰系统之所以能够提供超出设计需求的冷量，是因为为满足蓄冰所需要的蒸发面积一般要大于为满足冷负荷所需要的蒸发面积，同时大量的高温回水涌入蓄冰装置，会加速冰的融化，从而提供更大的冷量。

4．全自动控制，远程监控，解决用户运行后顾之忧

采用BAC冰蓄冷系统，整个系统的运行通过程序自动控制，可以达到无人职守运行，不需操作人员过多参与，从而节省了劳动力。控制系统可以接入互联网络，系统运行过程中出现问题，反馈到BAC总部，控制工程师可以不到现场，直接从网络发布指令和修改，大大缩短解决问题的时间，不对生产工艺产生巨大影响。

冰蓄冷的优点：

1 较低的初期成本-- 9%

-制冷装机容量、发电量、输配电量、变电量降低40%

-可采用较小的送水、送风系统以及空调末端设备

-安装集中、简便

2 较低的运行成本--25% -较低的供水温度，减少水泵用电量-制冷机组始综在满负荷的工况下运行

-串联系统，提高制冷机组的效率

-夜间蓄冷，环境温度低有利于提高效率

3 环保

-减少使用CFC，有助于缓解全球变暖

-夜间发电机组效率提高，污染物排放减少

-冷却塔集中布置，减少军团菌扩散的可能性

4 提升服务质量

-更低的供水温度，湿度得到控制

-24小时供冷、供热服务，无须用户维护

-室内减少冷水管及凝结水管的敷设，减少滋菌的可能性

国民经济宏观收益

1. 转移电力高峰期的用电量,平衡电网的

峰谷差, 发电机组效率提高；

2. 减少新建电厂及城市电网的投资；

3. 减少环境污染,有利于生态平衡；

4. 充分利用有限的不可再生资源。

最终用户的收益

1. 减少主机装机容量和功率,可减少 30%~50%

2. 减少冷却塔装机容量和功率

3. 设备满负荷运行比例增大 , 充分提高设备利用率和效率

4. 减少电力增容费用和用电集资费

5. 减少相应的电力设备投资, 如: 变压器, 配电柜等

6. 节省大量的运行费用

7. 可作为应急冷源 , 停电时可利用自备电力启动水泵

融冰供冷

8. 减少机电机房占地面积

9. 配合低温送风，还可减少建筑结构及末端设备的费用

u 独特的盘管间距, 排列和构造

u 换热回路较长, 100米连续的蛇形盘管 u 钢盘管，有较高的热传导系数

u 紊流传热，传热效率最高

u 盘管外冰层厚度为1英寸(25mm)

u 融冰约20%时，结在盘管表层的冰即开始 破裂， 钢盘管始终与冰水混合物接触

u 冰水混合物在盘管之间有更多的流动空间