动态冰蓄冷技术(2015.01.28)
冰蓄冷资料
三、 静态制冰、动态制冰优缺点及适用场合
制冰方式
主要优点
主要缺点
适用场合
1、 冷剂盐水含量高(25%)，用量大，成 本增加。
2、 制冷机蒸发温度低(-10~-23℃)，制冷
盘管 或冰 球等
1、 控制简单，容易实现。 2、 可直接选用成品蓄冰设备，商品化程度
高。
效率低。 3、 不可直接取用，需要二次换热，会增
加能量损失。 4、 取冷率低，不可以集中大量取冷。
1、 空调 2、 冷藏陈列柜供冷
静 态 制
5、 取冷温度高。 6、 盐水泄漏会污染被冷却介质。 7、 价格高，设备初投资较高。
冰
1、 制冷机蒸发温度低(-15~-18℃)，制冷 1、 陆用鱼贝类冷藏
管冰 或片 冰等
1、 结构简单，体积小 2、 控制简单，容易实现。 3、 可直接选用成品蓄冰设备，商品化程
制冰方式 静态制冰
工况
制冷量
轴功率
COP
35/-16
510.3
164.7
3.1
动态制冰
盐水溶液
35/-6
753.1
169.9
4.43
过冷水
35/-3
840.4
170.8
4.92
五、 相同冷量常规空调与蓄冷空调运行费用比较
对于不同的客户，要求不同，选择制冷机会有不同。不考虑主机配置成本，单就系统
运行费用差异比较。
附动态制冰照片
制出冰浆
冰层沉积
过冷水制冰系统
目前的冰蓄冷工程中，制冰方式主要有静态制冰和动态制冰两种型式。 1、静态制冰 常用的静态制冰主要有冰盘管式、封装式(如冰球等)或管冰、片冰、板冰等。 冰盘管式或封装式静态制冰在制冰过程中，载冷剂如乙二醇溶液、盐水溶液等冷却到 0℃以下并送入蓄冰槽内，在盘管内或冰球外流动，与盘管外的水或冰球内的溶液进行热交 换，使之降温结冰。管冰、片冰、板冰等静态制冰在制冰过程中，制冷剂与换热器另一侧 流动的水进行热交换，使水结成一定厚度的冰，然后采用热气融霜或机械方法将制成的片 状冰块或管状冰柱剥离换热表面。 上述各种静态制冰运行时，冰本身始终处于相对静止状态，都同样存在随着冰层的增 加，水与冷媒之间的热阻增大的问题，制冰过程必须克服随厚度增加而带来的越来越大的 冰层热阻，从而导致制冷机蒸发温度随之降低，制冷机制冰效率大大降低。 2、动态制冰 动态制冰目前使用的主要有过冷水制冰和盐水溶液制冰两种。 过冷水动态制冰在制冰过程中，水在过冷却器(即制冰机或蒸发器)内与制冷剂进行热交 换，被冷却至过冷状态（低于 0℃）而不结冰，保持水流动状态，再经过过冷解除装置，完 全释放过冷度成为 0℃的冰浆进入蓄冰槽中。在蓄冰槽中冰水分离，水被再次输送到过冷却 器继续循环，直至蓄冰槽中冰量达到要求。 盐水溶液动态制冰在制冰过程中，低浓度的盐水溶液或海水在制冰机中与管外流动的 制冷剂进行热交换，水被制成冰晶析出，成为冰浆进入蓄冰槽，制冰机内换热表面无冰层 附着。在蓄冰槽中冰与溶液分离，盐水溶液被再次输送到制冰机继续循环。 上述各种动态制冰运行时，冰浆始终处于运动状态，不存在冰层热阻的问题，制冰机 内始终保持水或盐水溶液与冷媒的换热，制冷机运行工况恒定，制冰效率在整个制冰过程 中没有衰减。
冰蓄冷技术平衡电网负荷有效措施介绍
五、抽水蓄能电站效率分析
1kWh
效率0.85
效率0.80
3.468kWh冷量 能效6
效率0.85
相关管路 及其他
效率0.85
蓄能电站 计算公式：1kWh冷量=1/0.85*0.8*0.85*6=0.288kWh（度）电
冰蓄冷 计算公式：1kWh冷量=1/3.7=0.27kWh （度）电
某抽水蓄能电站
分布图
6号冷站
1号冷站 区域冷站
3号冷站
4号冷站
2号冷站 5号冷站
B、制冷设计方案
1）独栋集中常规制冷
• 依据项目功能、位置、建设周期拟设6个独立集中制冷机房，为各自独栋建筑 或组团提供空调冷源。
• 电制冷冷水机组冷却塔冷却方式，制冷机房设在地下室，冷却塔设在屋顶。 • 根据需要设置一次泵或二次泵系统，7/12 ℃； • 1号冷站——会展一期；(会议中心、室内展览馆、商业及零售--3组二次泵系统) • 2号冷站——会展二期；(室内展览馆、商业及零售分别--2组二次泵系统 ) • 3号冷站——五星级酒店；(一次泵变水量系统 ) • 4号冷站——超五星级酒店、写字楼；(酒店、写字楼一期、二期--3组二次泵 ) • 5号冷站——酒店式公寓一期；(一次泵变水量系统 ) • 6号冷站——酒店式公寓二期。 (一次泵变水量系统 )
1、设计峰值冷量：6858RT（24120kW)
2、设计蓄冰量： 26000RTh
3、设备配置：
基载主机:650RT(2286kW)
双工况蓄冰、冷水机组8台:
制冰工况-7/40 1437kW/台 电机功率382kW
冷水工况+4/40 2090kW/台 电机功率399kW
75%—100%负荷时，基载主机+双工况机组+融冰
冰蓄冷技术
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）空调冷负荷高峰与电网高峰时段重合，且在电网低谷时段空调负荷较小的空调工程。
在一昼夜或者某一周期内，最大冷负荷高出平均负荷较多，并经常处于部分负荷运行的空调工程。
电力容量或电力供应受到限制的空调工程。
科技成果——过冷水式动态制冰(动态冰蓄冷)技术
科技成果——过冷水式动态制冰（动态冰蓄冷）技术所属行业空调、热工应用设备行业适用范围蓄冷中央空调系统、蓄冷区域集中供冷系统、各种工艺冷却系统、食品渔业等冷藏保鲜、混凝土冷却等成果简介1、技术原理在过冷水动态制冰过程中，冰层不在换热表面生长，因而水与冷媒之间热阻并不随制冰的过程进行而改变，过冷水动态制冰制出的“泥状冰”是一种冰水混合物，其中的冰晶呈微小的针状或鳞片状，与块状冰相比，泥状冰与取冷冷媒之间的换热系数较大，能够在短时间内释放出大量的冷量。
2、关键技术采用板式换热器通过高效对流换热方式制取-2℃的过冷水，再促晶生成冰浆，该动态制冰方式把传热和结冰两个环节在时间和空间上分离，从而实现低温差高效率传热并结冰，大大降低制冰能耗。
过冷却器是过冷水动态制冰的关键器件，过冷水处于一种亚稳定状态，水在进入过冷器前就要采取防止结冰的措施，当在过冷器出口获得较大过冷度的水时，可迅速消除过冷状态使得冰晶出现。
一般过冷水与挡板、器壁或两部分过冷水之间发生激烈冲击，会破坏过冷水的过冷状态。
过冷水动态制冰过程中水与冷媒之间始终保持较大的换热系数，因而过冷水连续制冰能够提高冰蓄冷空调的用能效率，泥状冰可以随水在管道中直接输送，从而提高冷量的输送效率，与传统的冷冻输送方式相比，输送冰浆可以降低泵耗，减小管道直径和末端换热面积，有着广阔的应用前景。
3、工艺流程过冷水动态制冰概念图和动态冰蓄冷空调系统示意图如下：过程描述：过冷水动态制冰系统通常包括过冷却器、过冷解除装置、蓄冰槽。
水从蓄冰槽中抽出，温度为0℃或稍高于0℃，经过冷却器与冷媒换热后变成温度低于0℃的过冷水，过冷水经过过冷解除装置后过冷状态被破坏，变成冰水混合物进入蓄冰槽，在蓄冰槽中冰水分离，分离出来的水继续在系统中循环。
主要技术指标：（1）传热效率高、制冰速度快。
动态制冰过程中不但避免了因冰层聚集而引起的导热热阻，还通过强制对流大幅度提高了系统的整体换热性能，从而提高了制冰速度。
动态冰浆蓄冷空调系统特点
冰浆是由微小的冰晶和溶液组成，而溶液通常是由水和冰点调节剂（如乙二醇、乙醇或氯化钠等）构成。
由于冰晶的融解潜热大，使得冰浆具有较高的蓄冷密度；同时由于冰晶具有较大的传热面积，使其具有较快的供冷速率和较好的温度调解特性。
它不象传统的盘管式（内融冰、外融冰）和封装式（冰球、冰板）蓄冷系统的冰凝结在换热器的壁面上，增加了冰层的传热热阻，使其传热效率较低。
冰浆蓄冷系统现已被用于空调系统中，夜间低谷时蓄冷，白天高峰时供冷，冰浆蓄冷空调系统的容量一般只有高峰冷负荷的20%—50%，使其整个系统小巧、紧凑。
由于冰浆蓄冷空调系统具有低温送风特性，使得整个空调系统的风管、水管尺寸减小，冷量输送的功耗也大为降低，运行成本减小。
一、冰蓄冷满足制冷需求1)晚上蓄冰，白天融冰，移峰填谷，改善国家用电结构；2)通过蓄冰，减少制冷机组容量。
制冷机组运行时可保障一直运行在高负荷段，以提高制冷效率；4)蓄冰系统可做为备用冷源，可应对紧急停电事故；5）蓄冰系统扩容方便，可轻松面对空调使用面积的增加；6)采用冰蓄冷，由于减小制冷机组装机容量而减小电力设备投资，如变压器、配电柜及自备发电设施等，整套制冷系统的辅助设备及辅件也都减小，制冷机房面积减小；配合峰谷电价，大温差系统设计，运行费用与末端费用投资减小，整体经济效益显著。
力合islurry冰桨蓄冷的特点：1）机组既可以制冰，又可以做为常规冷水机组使用，功能齐全；2）机组为一体化设计，结构紧凑，转运方便，可在各工况下高效运行，蓄冰槽内只有制冰介质溶液和冰浆，无任何维护量；3）制冰器设计独特，冰晶制成工艺先进，换热器内不粘附冰，实现较高的蒸发温度，降低能耗，比传统的蓄冰方式节能15%以上；4）机组体积小，可减少机房占地面积，对机房无特殊要求；5）冰浆以流体形式储存与蓄冰槽中，蓄冰槽可以为任何形式，尽可能减少机房的占地面积，节省基建费用；6）冰晶有极大的换热表面，融冰迅速，彻底，可提供更低的供水温度，与低温送风技术相结合，可进一步降低系统投资费用；7）设备可集中或分离设计，易于实现在负荷变化时机组依然保持在较高的效率下运行。
动态冰蓄冷
O点：固、液、气三相共存点（三相点） t＝0.01℃，p＝611.2Pa
直接喷射／硫化床式制冰浆
过冷法制冰浆
• 当水被冷却时，其温度降低至冰点以下而
短时间内不结冰，即过冷现象。在过冷器 中对过冷水的温度和流态加以控制，并在 特定的过冷解除装置中消除过冷状态，冰 晶即可以连续不断的生成。 • 防止冰堵 • 促晶技术
动态冰蓄冷技术
静态冰和动态冰的比较
冰浆的定义及特性
• 冰浆（Ice Slurry）是由微小的冰晶和载流
溶液组成的混合物，载流溶液由水和冰点 调节剂（如乙二醇、乙醇或氯化钠等） 组成。 • 冰浆流动性好，能够被泵输送，因此也 叫“流动冰”或“可泵冰”。 • 制取方式：过冷法、刮削法、喷射法、真 空法、下降液膜法，等
冰浆的含冰率
冰粒子的平滑处理
• 化学平滑 • 热平滑
冰浆的用途—捕鱼船
冰浆的用途－面包生产线
冰浆的用途－医用降温
• 微创腹腔镜肾脏手术防护冷却
冰浆的制备方法
• 工作流体 • 蒸发器的配置
——滑落式 ——行星转杆式 ——真空式 ——过冷水式
刮削式制冰浆
真空法制冰
纯水的冻结曲线
制冰循环
!
!
过冷却器结构
过冷
空调制冷第三讲冰蓄冷技术
4．现有空调系统能力已不能满足负荷需要，需要扩大供冷量的场所， 这时可以不增加主机，改造成冰蓄冷系统最有利。
蓄冰空调的收益
• 减少制冷主机的装机容量和功率，可减少3050% • 使空调冷水机组更平稳地运行，提高冷水机组的利用率和使用寿命。 • 减少相应的电力设备投资，如：变压器、配电柜等 • 减少机房设备维护 • 减少空调系统运行费用 ，分时电价差越大，业主越省钱 • 作为应急冷源，停电时可利用自备电力启动水泵溶冰供冷， 减少应急
冰蓄冷技术简介
冰蓄冷简介
什么是蓄冰空调？
蓄冰空调系统，即是在电力负荷很低的夜间 用电低谷期，采用电制冷机制冷，将冷量以冰的 形式贮存起来。在电力负荷较高的白天，也就是 用电高峰期，把贮存的冷量释放出来，以满足建 筑物空调负荷的需求。同时，在空调用量较小的 春秋季，减少电制冷机的开启，尽量融冰释冷， 满足空调负荷。由此可见，蓄冰空调系统是“转 移用电负荷”或“平衡用电负荷”的有效方法。
• 融冰能力（ ）：指蓄冰槽中的冰实际可融解用于空调的 蓄冷量。通常蓄冰槽中不冻液流速分布比较均匀的，其融 冰能力就大，反之则小。
冰蓄冷空调系统的使用场合
1．商场、宾馆、饭店、办公楼等冷负荷高峰和用电高峰基本相同， 持续时间长的场合。（例如：清华智能楼、 中央广播电台）
2．体育馆、展览馆、影剧院等冷负荷大，持续时间短的场所。
冷水机组使用廉价电力在夜间蓄冰
冰块在高峰时段融化，为建筑物供冷
冰蓄冷空调系统常用名称解释:
• 蓄冰率（ ）：在冰蓄冷空调系统中，蓄冰槽内的水不一 定全部结成冰，常采用蓄冰率来衡量蓄冰槽内冰所占有的 体积份额， ＝V12×100％ 式中：V1——蓄冰槽内冰占有的容积（m3） V2——蓄冰槽的有效容积（m3）
流态化动态冰蓄冷技术
流态化动态冰蓄冷技术流态化动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰的中过程主要缺点，而且制出的冰以流态化冰浆制做的形式存在。
传统静态制冰原核细胞中，水通过大自然对流换热，冰层外壁首先在换热壁面上形成，然后逐渐变厚。
这样就导致形成新的冰层所需的热量传递必须以导热的形式穿过越积越厚的原有冰层，从而严重的恶化了传热效率，致使结冰愈加困难，制冷剂提供的温度也必须越来越低。
流态化动态冰蓄冷技术制冰过程的最大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水，然后把过水银转移到远离传热壁面梁柱的空间里解除过冷、生成冰浆。
这样就彻底避免了在传热壁面上形成的可能性，既消除了固相冰层导热牵涉到热阻的存在，同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式，因此整个制冰环节的传热系数大幅度提高。
另一方面，制冰操作过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态，并不因微秒而变化，从而保证了出冰速度的恒定，也便于系统的控制。
六种流态化动态冰蓄冷主要包括两种形式，即以高砂热学为代表的温水过凉水式和以Sunwell（日本）为代表的筒扰动式。
两种二种技术在基本原理上才是一致的，但形式差别较大，下面分别说明。
(1)过水银式动态制冰技术过热水式动态制冰技术的式基本原理是：首先把水在过冷却热交换器中冷却至低于0℃的过冷状态，然后把过冷水输送至特殊的过冷却解除器中解除过冷，生成大量细小的冰晶基质，与剩余的液态水一起形成0℃下的冰浆。
这种制冰投资过程中确保关键的技术在于最流过过冷却热交换器的液态水具有尽可能大的过冷度，但同时之前需要保证过冷水不能在流出热交换器又生成冰晶，否则换热器将被堵塞甚至破坏。
此外，还应有高效率的过关键技术冷却解除技术，以确保过冷水能够连续快速结晶。
过冷却蛋壳热交换器可以采用壳管式、套管式、板式等多种形式的换热器。
为了防止过冷水在换热器内结冰，换热器内表面需要或进行特殊涂层处理，同时对换热器内部的流场特性也有很高的要求，否则很难获得足够大的过冷度，以及避免堵塞。
科技成果——动态冰蓄冷技术
科技成果——动态冰蓄冷技术适用范围建筑行业各种中央空调系统及工艺用冷系统行业现状我国大部分地区处于温带和亚热带，每年空调使用时间较长，在南方地区甚至可达8个月。
夏季高温时段空调用电负荷，特别是大型中央空调、区域供冷和地铁空调等空调负荷集中，是造成城市电力负荷峰谷差的主要原因，而冰蓄冷空调是实现用户侧调峰的有效技术之一。
目前我国已有的蓄冰空调工程设备70%以上来自国外，且99%都属于静态蓄冰技术，主要包括盘管制冰、冰球制冰等传统静态制冰方式，其体积大、运行成本高、制冰效率低，平均制冷量只有空调工况制冷量的50%。
目前应用该技术可实现节能量30万tce/a，减排约79万tCO2/a。
成果简介1、技术原理冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力时段开启制冷主机，将建筑物所需的空调冷量部分或全部制备好，并以冰的形式储存于蓄冰装置中，在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷（见图（1）。
由于充分利用了夜间低谷电力，不仅使中央空调的运行费用大幅度降低，而且对电网具有显著的移峰填谷功能，提高了电网运行的经济性。
动态冰蓄冷技术采用制冷剂直接与水进行热交换，使水结成絮状冰晶；同时，生成和溶化过程不需二次热交换，由此大大提高了空调的能效。
冰浆的孔隙远大于固态冰，且与回水直接进行热交换，负荷响应性能很好。
2、关键技术（1）过冷却水稳定生成技术。
过冷却水生成技术是冰浆冷却及蓄冷技术的核心。
过冷却水是冰浆生成的基础，只有稳定生成过冷却水，才可以通过促晶等技术生成冰浆；（2）超声波促晶技术。
在生成过冷水后，只有通过促晶才能使过冷水快速生成冰浆，这就需要促晶技术。
目前，国际上采用的技术有超声波促晶、电动阀促晶以及其他一些促晶技术；（3）冰晶传播阻断技术。
3、工艺流程图1 动态冰蓄冷系统流程图动态冰蓄冷技术可应用于新建系统以及既有系统的节能改造。
新建系统需要根据冷量输送需求进行全新设计，其它过程相同，包括根据制冷机组的额定功率搭配制冰机组；根据负荷情况合理配置蓄冰槽，并根据应用场合配置不同的控制系统。
新一代动态冰浆蓄冷技术
4.5
5.5 3.3
83333.33
68181.82 530303.03 681818.18
10000㎡建筑冰浆蓄冷空调年耗电量 时间 比例 0.15 0.15 0.7 年供冷 时间(h) 2500 2500 2500 制冷主 机COP 4.5 4.5 4.5 耗电量(KW) 83333.33 83333.33 388888.89 555555.56 总耗电量 (KW)
蓄冰储能的意义
蓄冰储能的意义
深圳一栋普通办公楼的能耗分布，一般 建筑空调的能耗占到总能的40%～60%
蓄冰储能的意义
常规空调方式的机组与负荷之间的关系是严重的大马拉小车，按照深圳年 约2500供冷时间计算：全年只有5%，约130小时，制冷机组处于额定负荷 下运行；70%，约1800小时的空调时间，空调主机是处于50%以下负荷的 低效率工况运行
动态冰浆蓄冷空调年耗电量节能约20%
蓄冰储能的社会效益
转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差 减少新建电厂投资
减少环境污染，有利于生态平衡
充分利用有限的不可再生资源
蓄冰储能的意义
传统静态蓄冰设备
美国BAC、CALMAC、FAFCO 盘 管
法国CIAT 冰球
传统静态蓄冰设备
静态制冰时，随着制冰的进行，冰层越来越厚， 热阻越来越大，主机工况下降，蓄冷量下降。 盘管存在载冷剂易泄漏的问题，一旦发生热胀冷 缩造成接头泄漏，将会对蓄冰系统产生致命影响。 无论盘管或冰球都存在体积大、成本高、维护困 难、效率低、融冰速率慢等问题。
冰浆的广泛用途
矿井降温冷却
LNG综合冷能应用
石油、钢铁、化 工、橡胶、染料、 医药、食品等各 种工业生产过程 冷却
冰浆的广泛用途
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江苏浩菱机电工程有限公司
2015年05月12日
目录
蓄冷空调的概念和意义
蓄冷空调的主要技术分类
过冷水式动态冰浆蓄冷技术 过冷水式动态冰蓄冷的技术优势
动态冰蓄冷工程技术开发和应用
动态冰蓄冷工程案例展示
蓄冷空调的概念和意义
蓄冷空调的概念
蓄冷空调的意义
用户侧效益：
过冷水热交换器 （板式换热器）
切换阀 双工况制冷主机 0℃
融冰回水布管/喷嘴 冰浆喷嘴
冰层
水层 冰浆输送管
取水布管 （制冰/融冰）
动态制冰的基本技术过程
本环节只换热不结冰， 采用板式换热器， 主机不冻液出水温度 提高至-3℃
本环节只结冰不换热， 采用超声波器诱导结 冰， 彻底避免冰层对换热 效率的不利影响 0℃ 冰浆
温 度
过冷却 0℃水
促晶 0℃冰浆
普通自来水：
Ts ≈ 3.8 ℃
0℃
最低过 冷度Tm 安全过 冷度Ts
Tm ≈ 5.8 ℃
时间
促晶技术
（解除过冷却，生成冰浆）
促晶器
θout= -2℃ 过冷水
θm= 0 ℃冰浆
超声波促晶器
利用超声波在液 相水中的强烈空 化效应，在过冷 水中均匀产生强 烈的内部微小扰 动，破坏过冷水 的亚稳态，快速 诱发结冰。
流速≥ 临界值
壁面加热 （冷却水） 憎水化处理： 迫使沿壁面生 成的冰晶脱落 壁面加热： 流速≥临界值：冲刷脱离壁面 的冰晶
过冷水式动态冰浆蓄冷 技术优势
既有蓄冰技术的缺陷
冰层
蓄 冰 过 程
冰层
管壁
不冻液
融 冰 过 程
水膜 管壁 不冻液
典型静态冰蓄冷（冰球式、盘管式、片冰式等）的先天性技术缺陷
1. 制冰过程的传热收到冰层的严重阻碍，导致系统传热能效低，主机COP衰减严重。 2. 融冰过程因块状冰与换热流体的有效接触面积小而十分缓慢，导致蓄冰槽难以独立承担峰段电价 时段的末端空调负荷（需要双工况主机联合供冷），致使蓄冷的经济效益受到明显影响。
4
1
避免冰层和水层的静态热阻，
加之采用板式换热器，系统 热交换效率成数十倍增加。
夜间蓄冷省电 15%
1’
动态制冰
蓄冰制冷能力
制冷能耗
静态制冰
蓄冰制冷能力
制冷能耗
h
动态冰蓄冷优势2——融冰放冷速度快，前后段均匀
放冷回水与冰浆直接渗透接触， 融冰放冷能力可达蓄冷主机能力 的4倍以上，具备在电价高峰时 段全停主机的全移峰能力。
蓄冷空调的主要技术分类
蓄冷空调的典型种类
冰蓄冷技术分类
过冷水式 动态冰浆蓄冷技术
技术原理图
0℃ 接 冷 却 水 预 热 器
关键技 术工艺
0℃ 超 声 波 促 晶 器
冰晶过滤器
≤11℃
12℃
0.5℃ -1℃
乙二醇液循环
融冰板换
末 端 供 冷
-2℃
-3℃
制 冰 泵
融 冰 泵
7℃
冰晶传播阻断 器
环保。乙二醇不冻液用量极少。
制冰设备置于槽外，维修保养 简单方便。
计。
动态冰蓄冷新技术 对传统蓄冷空调系统设计的变革
一、蓄冷单元高度模块化、系统设计简单化
系统集成化 设备模块化
0℃ 促超 晶声 器波
接 冷 却 水
0℃ 预 热 器 0.5℃
冰晶过滤 器 乙二醇液 -0.5℃ 循环 -3.5℃ 制 冰 泵
广州广美香满楼畜牧有限 公司动态冰蓄冷工艺冷源
设计日总冷负荷：1200RTh 设计蓄冷量：1000RTh 0~2℃鲜奶加工工艺冷源
广州光明乳品有限公司动 态冰蓄冷工艺冷源
设计日总冷负荷：2200RTh 设计蓄冷量：1800RTh 0~2℃鲜奶加工工艺冷源
广州九龙维记牛奶有限公 司动态冰蓄冷工艺冷源
设计日总冷负荷：1200RTh 设计蓄冷量：800RTh 0~2℃鲜奶加工工艺冷源
动态制冰 机组结构 简图
动态制冰机组型号规格
截至目前已 开发的标准 化机组系列
针对具体的项目 需求，可快速设
计和生产非标系
列机组
控制系统介绍
动态制冰机组控制及保护系统
模块化、封闭式设计，具有跨系统通用性。对外开放通讯端口，可接受
外部控制系统的启、停指令控制。
中央空调机房侧整体控制系统
鑫誉蓄能智能化中央空调控制系统（SIBCS） 包含“冷源机群控”、“水泵群控”、“水系统变流量控制”、“负荷 预测”、“冷源最优化分配”等核心控制技术。由PLC本地控制系统和 可选配的上位机（含上位机软件）控制系统构成。 既适用于蓄冷中央空调系统的冷源侧控制，也适用于常规非蓄冷中央空 调系统的最优化节能控制。
动态冰蓄冷系统放冷曲线图
（佛山高新区动态冰蓄冷项目实测运行数据-2010年7月）
动态冰蓄冷其他优势
场地占用适应性强
蓄冰槽内无制冰设备，任意形状任 意尺寸均可，可因地制宜充分利用 现场既有空间。 蓄冷介质为普通自来水，安全
安全环保，维修保养简单方便
蓄冰槽的蓄冰率（IPF）达50%，蓄
冷密度高，水槽容积小。 动态制冰设备可选用标准化系列机 组，也可根据现场特殊情况非标设
策的低价电力，大幅 降低空调系统运行费 用
发电侧效益：
提高发电厂一次能源 利用效率，实现宏观 节能
社会综合效益：
节约社会能源使用成 本
◎充分利用峰谷电价政 ◎缩小电力负荷峰谷差，◎减少发电厂建设数量，
◎降低制冷主机及其配 ◎避开高峰紧缺时段用 ◎减少SO2、NOx、CO2排 套设备的装机容量， 电，实现电网的移峰 降低相应的配电容量， 填谷，避免高峰时段 节约初投资 “拉闸限电” 放，保护环境
深圳市卫武光明生物有限 公司光明新区富力工业园 动态冰蓄冷中央空调
设计日总冷负荷：14000RTh 设计蓄冷量：4800RTh
惠阳海天堂食品有限公司 动态冰蓄冷中央空调
设计日总冷负荷：1750RTh 设计蓄冷量：600RTh
广州中颐创意产业园动 态冰蓄冷中央空调
设计日总冷负荷：2800RTh 设计蓄冷量：900RTh
东莞帝光电子科技有限公司 动态冰蓄冷中央空调
设计日总冷负荷：3700RTh 设计蓄冷量：600RTh
0℃ 水
-2℃ 过冷水
固体冰沙
从过冷水到冰浆
实际工程中的冰浆蓄冷过程
核心技术点
超声波过冷 却解除技术
冰晶防传播 技术
过冷板换防 冻结保护技 术
冰浆的管道 输送技术
水的过冷特性
水的冰点在标准大气压下为0℃，但温度降到0℃时并不立即结 冰，而是低于0℃ 以下的某个温度点才开始结冰，低于0℃的差值就 是过冷度。过冷度的大小决定于水的初始条件和外界环境。
回水温度降温补偿原理 回水温度降低时减载冷源机，反之无响应， 目的是避免末端过度供冷，从而浪费冷源
动态冰蓄冷工程案例展示
深圳艺茂中心动态冰蓄冷 中央空调
设计日总冷负荷：6000RTh 设计蓄冷量：5400RTh
深圳恒丰财富港国际中 心动态冰蓄冷中央空调
设计日总冷负荷：35500RTh 设计蓄冷量：6600RTh
深圳财富港大厦动态冰蓄冷系统实测释冷特性曲线
动态冰蓄冷优势3——融冰出水温度可恒定在2℃以内，
为温、湿度独立控制和大温 差送风等节能技术应用提供 放冷时冰槽取水温度低于 2℃，具备满足某些特殊工 艺用冷的条件（如牛奶加工 过程中对0-2℃冷冻水冷源 的苛刻要求）。
温度 ℃
了必要条件。
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 时间 h 4 5 6 7
可完全避开峰电， 错峰用电经济效 益最大化
8 蓄 冰 6 槽 放 冷 出 4 水 温 度 2 ℃ 0 10:00 11:00 12:00 时间 13:00 14:00 放冷能力 =蓄冷能 力×4倍 融冰放冷运行时段约2h
8h蓄冷量 可在2h内 放冷完毕 取水温度≤2℃
湿冷特性曲线线性度高，即放冷 速率均匀，前、中、后期的融冰 放冷能力差别极小。
动态冰蓄冷优势1——制冰过程能耗低
COP提高 10%以上 3 2 1’234’1：静态制冰制冷循环
制冷主机不冻液出水温度最 低仅需-3.0℃，比传统静态 冰蓄冷高3~5℃，蒸发温度/ 压力提高，主机能效比（COP） 增加10%以上。 换热和结冰过程分离，完全
p
12341：动态制冰制冷循环
p1 p1’ 4’
燕塘乳业公司湛江分厂动 态冰蓄冷工艺冷源
设计日总冷负荷：1500RTh 设计蓄冷量：900RTh 0~2℃鲜奶加工工艺冷源
广东燕塘乳业股份有限动 态冰蓄冷工艺冷源
设计日总冷负荷：2000RTh 设计蓄冷量：900RTh 0~2℃鲜奶加工工艺冷源
东莞环球经贸中心动态冰 蓄冷中央空调
设计日总冷负荷：31700RTh 设计蓄冷量：10000RTh
以某实际冰蓄冷空调系统为例
控制内容：
1） 主机台数启停控制
根据实时监测的末端冷负荷（即下图中横坐标）决定冷源机（含主 机及等效主机——放冷和直供板换）的加载或减载台数。
R1+R2+R3+R4+R5
R1+R2+R3+R4
R1+R2+R3+R4+R5
R1+R2+R4+R5
R1+R2+R3
R1+R4+R5 Δ Δ R4+R5 Δ Δ R4 Δ Δ Δ=300×8%=24RT Δ=200×8%=16 RT
R1 Δ Δ
Δ=550×8%=44 RT
R1+R2 Δ Δ Δ=200×8%=16 RT