冰蓄冷系统基础教学
冰蓄冷中央空调系统讲义
冰蓄冷中央空调系统循环模式
C.蓄冰冷机单独供冷模式
双工况机组
乙二醇溶液
10.5℃ 3.5℃
水
12℃ 7℃
冰蓄冷空调系统设备构成
1、中央空调主机 2、蓄冰桶 3、板式换热器 4、乙二醇泵 5、控制系统（含电动阀门） 6、冷冻循环泵 7、冷却塔 8、冷却循环泵 9、配电设施
比常规空调系 统多出的设备
什么是冰蓄冷？
利用夜间用电负荷较低并且电价偏低的低 价电打开主机制冷蓄冰。白天在用电高峰 并电价偏高的时候，融冰释放冷量制冷的 技术。我们称它为冰蓄冷技术。 简单讲，就是利用夜间3毛多钱的电做白天 1块多钱的事。最大限度实现中央空调用户 能源运行费用节省。
用晚上3毛钱的电 做白天1元钱的事
冰蓄冷空调的社会意义及优点
国内冰蓄冷技术近年迅猛发展
200万个使用中央空调建筑物 蓄冷项目总计只有600多个
2000000-600=？
“ 我国冰蓄冷空调市场已走向成熟 。全国范
围内 近两年的工程 几乎等于前十年的总和， 这本身已经足以说明问题 。未来一段时间内， 这个数字仍以几何级数字向上递增 ……”
－－中国建筑研究院总工程师 中国制冷学会理事 宋孝春
常规空调系统循环示意图
12℃
水
7℃77℃℃
水
冷冻 泵
12℃
7℃
冰蓄冷中央空调系统循环模式
A.夜间蓄冰模式
双工况机组 乙二醇溶液
水
空调机房
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ供冷末端
红线左侧为空调机房设备，右侧为空调末端！
冰蓄冷中央空调系统循环模式
B.冰桶单独融冰供冷模式
双工况机组 关闭状态
乙二醇溶液
10.5℃ 3.5℃
冰蓄冷课程设计
冰蓄冷课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解冰蓄冷技术的基本原理和其在建筑节能中的应用。
2. 学生能够描述冰蓄冷系统的组成及其工作过程。
3. 学生能够掌握冰蓄冷系统的主要性能参数及其影响因素。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析冰蓄冷系统在不同工况下的运行特性。
2. 学生能够设计简单的冰蓄冷系统，并进行初步的性能评估。
3. 学生能够运用图表、数据等工具，对冰蓄冷系统的节能效果进行定量分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对冰蓄冷技术及其在节能减排中重要性的认识，激发学生对环保节能技术的兴趣。
2. 培养学生团队协作、积极主动参与探究的学习态度，增强学生的实践和创新能力。
3. 引导学生关注新能源和可再生能源的发展，树立绿色、可持续发展观念。
课程性质：本课程为高二年级物理学科选修课程，结合新能源技术在建筑节能领域的应用，提高学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点：高二年级学生对物理知识有一定的掌握，具备基本的图表分析能力和实验操作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作、小组讨论等形式，使学生掌握冰蓄冷技术的基本知识和应用能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，提高学生的环保意识和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 冰蓄冷技术原理：介绍冰蓄冷的基本概念、工作原理及在建筑节能中的应用。
教材章节：第二章第三节《新能源技术在建筑节能中的应用》2. 冰蓄冷系统组成：分析冰蓄冷系统的各个组成部分及其功能。
教材章节：第二章第四节《冰蓄冷系统的组成与分类》3. 冰蓄冷系统工作过程：讲解冰蓄冷系统在不同工况下的运行过程及其特性。
教材章节：第二章第五节《冰蓄冷系统的工作过程与运行特性》4. 冰蓄冷系统性能参数：介绍冰蓄冷系统的主要性能参数，包括蓄冷量、制冷量、COP等，并分析影响这些参数的因素。
教材章节：第二章第六节《冰蓄冷系统性能参数及其影响因素》5. 冰蓄冷系统设计：讲解冰蓄冷系统的设计方法，包括负荷计算、设备选型等。
冰蓄冷系统基础教学p
冰盘管（内部融冰）
制冰与融冰的工作过程
制冰循环 开始制冰时卤水（通常为乙二醇溶液）流经储冰槽内 使水冻结。
空调循环
在空调循环时，来自用户或二次换热装置的温度较高 的载冷剂仍在盘管中循环，通过盘管换热将外表面冰 层自内向外逐渐融化进行取冷
冰盘管（内部融冰）
空调蓄冷系统的特点
缺点 空调蓄冷系统的一次性投资比常规空调 系统要高。如果计入供电增容费及用电 集资费等，有可能投资相当或增加不多。
冰蓄冷系统与一般制冷系统的对比
一般制冷电能需求的峰值问题：
由于电能的大量消耗,电厂的成本越来越高 在紧张时间段内,电能费用更加昂贵 有时电能需求得不到满足 在离峰以外时间，电力需求减少，生产过剩形成浪
圆球式设计于储冰槽内存放密度最高，储冰 容积最大，相同储存冷量是圆球式所需储冰 槽最小。
其他制冰方式
胶囊式 - 在高密度容器内填充去离子水和帮助冰成 核溶液混合液或PCMs（相变物质）物质。外型有 矩形（冰砖）等。冰球式也属于胶囊式 。
冰获得储冰式 - 又为动态储冰式或制冰滑落式
冰泥
冷冻水温度控制
• 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
冰球
制冰与融冰的工作过程
制冰过程 密封球体内的结冰过程适是伴随有相变的导热与自然对流 的复杂换热过程，而且在实际应用中又是许多球体堆集在 一个圆柱形蓄冷罐内，载冷剂从球间流过，球体也有可能 在一定范围内自由移动，因此，冰球的蓄冷冷结是很复杂 的三维传热问题。
冰蓄冷课程设计说明书
冰蓄冷课程设计说明书一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握冰蓄冷技术的基本原理和应用，培养学生的科学思维和创新能力，提高学生的环保意识和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解冰蓄冷技术的原理、设备和应用场景，掌握相关的物理和化学知识。
2.技能目标：学生能够运用冰蓄冷技术解决实际问题，如设计简单的冰蓄冷空调系统，进行能效分析和优化。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到冰蓄冷技术在节能减排和可持续发展方面的重要性，培养学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括冰蓄冷技术的基本原理、设备和应用。
详细的教学大纲如下：1.冰蓄冷技术的基本原理：介绍冰蓄冷技术的概念、工作原理和优点，分析冰蓄冷过程中的热力学现象和能量转换。
2.冰蓄冷设备：讲解冰蓄冷设备的种类、结构和性能，包括冰盘管、冰球、冰砖等，以及各自的优缺点和适用场景。
3.冰蓄冷应用：介绍冰蓄冷技术在空调、制冷、储能等领域的应用，分析冰蓄冷系统的设计和运行原理。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：通过讲解冰蓄冷技术的基本原理、设备和应用，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生针对冰蓄冷技术的热点问题和实际案例进行讨论，培养学生的思考和分析能力。
3.案例分析法：分析具体的冰蓄冷项目案例，使学生了解冰蓄冷技术在实际工程中的应用和效果。
4.实验法：安排学生进行冰蓄冷实验，让学生亲手操作，培养学生的实践能力和创新能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的冰蓄冷技术教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的科研论文和工程案例，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作冰蓄冷技术的多媒体课件和视频，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：配置冰蓄冷实验所需的设备器材，让学生进行实践活动。
五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
冰蓄冷空调系统教学文案ppt课件
制冷机组制冰工作模式示意图
制冷机组制冰工作模式示意图
制冰同时制冷工作模式示意图
单制冷机供冷模式 、单融冰供冷模式
单制冷机供冷工作模式示意图
单融冰供冷工作模式示意图
制冷机与融冰同时供冷
在此工作模式下制冷机和蓄冰装置同时运行满足供冷需求。按部分蓄冷运行策略，在较热季节都需要采用这种工作模式，才能满足供冷要求。该工作模式又分成了两种情况，即机组优先和融冰优先。
机组优先 回流的热乙二醇溶液，先经制冷机预冷，而后流经蓄冰装置而被融冰冷却至设定温度。所示为该种工作模式示意图。 2.融冰优先 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。所示为该工作模式示意图。
制冷机与融冰同时供冷工作模式示意图
蓄冷系统常见工作流程及特点 并联流程
如何减少运行费用？
空调系统
白天（12h） 耗用峰电480kWh
晚上（12h） 耗用谷电480kWh
峰谷电费 600元/天
1.0元/kWh
0.25元/kWh
1、问题的提出：
空调系统
白天（12h） 耗用峰电240kWh
晚上（12h）耗用谷电 480kWh 240kWh 共耗电720kWh
峰谷电费 ？元/天
主机与蓄冰槽并联示意图
主机与蓄冷槽并联流程图
串联流程
主机在蓄冷槽上游串联连接示意图
主机在蓄冷槽上游串联流程图
主机在蓄冷槽下游串联连接示意图
主机在蓄冰槽下游串联连接流程图
评价蓄冰系统的几个指标
1、制冷系统的蒸发温度 蓄冷空调系统特别是冰蓄冷式空调系统在蓄冷过程中，一般会造成制冷机组的蒸发温度的降低。理论上说蒸发温度每降低 l℃，制冷机组的平均耗电率增加 3％。因此在配置系统，选择蓄冷设备时应尽可能地提高制冷机组的蒸发温度。对于冰蓄冷系统，影响制冷机组的蒸发温度的主要因素是结冰厚度，制冰厚度越薄，蓄冷时所需制冷机组的蒸发温度较高，耗电量较少；但是制冰厚度太薄，则蓄冰设备盘管换热面积增加，槽体体积加大，因此一般应考虑经济厚度来控制制冷系统的蒸发温度。
冰蓄冷空调系统原理及其技术
冰蓄冷空调系统原理及其技术
一、冰蓄冷空调系统原理
冰蓄冷空调系统属于利用化学反应，在冰蓄冷机组中形成的蓄冷湿冷
却塔，经冰蓄冷循环贮存介质，利用冰蓄冷机组将热能转换为冷能，冷能
之间转换到室外，以及室内“冷热机组”中，将冷能转换为热能，达到空
调系统调节温度和湿度的作用。
1、冰蓄冷机组：冰蓄冷机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、再蒸发器、再凝结器和冰水泵组成，形成冷凝蒸发循环。
蒸发器、冷凝器和再蒸发器
由压差驱动器控制，冰水泵能够把自己的热量储存在冰水中，而且能够把
蓄冷介质的温度低于环境的温度。
2、冰水泵：冰水泵负责将蒸发器冷凝到冰池中的热量用压缩机和热
交换器蒸发，将冷凝器的热量用压缩机和热交换器冷凝，然后将冰池中的
冷凝器的冷凝热量带回室内，以实现调温和调湿的作用。
3、蒸发器、冷凝器、压缩机、再蒸发器和再凝结器：这些都是冰蓄
冷机的重要组成部分，用于将空气加热或冷却。
蒸发器的作用是将冷冻液
冷凝，将热量从空气中蒸发；冷凝器的作用是将冷冻液蒸发，将热量从空
气中冷凝；压缩机的作用是将冷冻液压缩，然后释放出热量。
冰蓄冷空调系统课件
冰蓄冷空调系统在医院建筑中的应用场景及案例分析
医院建筑
应用场景
案例分析
综合性医院、专科医院、妇幼保健院 等。
医院建筑中需要保持恒温环境，同时 又要考虑医疗设备的冷却和特殊病人 的空调需求。冰蓄冷空调系统能够提 供稳定的温度环境，同时还可以利用 储存的冷量进行医疗设备的冷却，满 足特殊病人的空调需求。
冰蓄冷空调系统在工厂中的应用场景及案例分析
工厂
应用场景
案例分析
化工厂、制药厂、食品厂等。
工厂中需要提供稳定的室内温度和湿 度，同时又要考虑到生产设备的冷却 和特殊工艺的需求。冰蓄冷空调系统 能够提供稳定的温度和湿度环境，同 时还可以利用储存的冷量进行生产设 备的冷却和特殊工艺的处理。
某制药厂采用了冰蓄冷空调系统通过 在夜间电力低谷期制冰储存冷量白天 在电力峰荷时段利用储存的冷量进行 制冷此外该系统还能够进行生产设备 的冷却和特殊工艺的处理从而保证了 药品生产的质量和稳定性有效地降低 了电力负荷和空调运行成本。
利用制冷剂和吸收剂的特性，通过加热和冷却实现制冷效果。常用吸收剂有氨 和水。
蓄冰装置的运行
冰盘管式蓄冰
将制冷剂在盘管内流动，通过盘管外 化冰水的热量实现蓄冰。
冰晶式蓄冰
利用蓄冷介质（如盐水）在一定温度 下结晶的特性，将蓄冷介质冻结在蓄 冰装置中。
输冷管道的运行
输冷管道材质
通常采用钢管或塑料管，需根据使用场合和压力等级选择。
商业建筑
大型商场、购物中心、办公大楼等。
应用场景
这些建筑通常具有大空间、高人流量、持续空调需求的特点。冰蓄冷空调系统在这些场所 中能够有效地进行冷量储存，在电力峰荷时段进行制冷，从而降低电力负荷，同时也能减 少空调运行成本。
大温差冰蓄冷空调系统知识详解
大温差冰蓄冷空调系统知识详解
蓄冷空调系统是将冷量以显热、潜热的形式蓄存在某种介质中，并能够在需要时释放出冷量的空调系统。
按蓄冷方式可分为水蓄冷系统、盘管型蓄冰系统(内融冰、外融冰)、封装式（冰球、冰板式）蓄冰系统、冰片滑落式（又称收冰式或片冰式）蓄冰系统，以及冰晶式蓄冰系统。
其中以盘管型及封装式冰蓄冷系统最为常用, 占蓄冷空调系统项目的80%以上。
总结, 冰蓄冷空调的优化及解决办法：
1.采用变频离心基载主机有效改善能耗，达至节能。
2.“大温差”螺杆双工况蓄冰,制冰供冷出口低至-6.5℃，与成冰临界点(-1.5℃)温度差达DEL-T=(-1.5℃-(-6.5℃))=5℃。
有效优化蓄冰装置的成冰率，降低残冰量，直接降低安装成本。
3.采用部份蓄冰的设计，优化系统设备选型，成本与回本可按需要调整, 增加弹性。
“大温差”冰蓄冷空调系统，原理图：
并联供冷，温差无分流，增加主机成本：
串联供冷，分流温差帶，节省主机成本：
“大温差”冰蓄冷空调系统的整体优点：
来源：制冷网。
冰蓄冷系统
冰盘管（内部融冰）
（六）内融冰系统设计注意点
二次冷媒为乙二醇溶液，要使用缓蚀剂，乙二醇溶液有 一定的腐蚀性。 二次冷媒系统应采用闭式系统 乙二醇溶液为有毒物质。开式系统由于乙二醇溶液的腐
蚀性，不但增加了补充乙二醇溶液工作的危险性，而且
存放及管理也是一个问题。
冰盘管（外部融冰）
（一）定义：
温度较高的空调回
2）冰板结构
3）芯心冰球 4）贮槽
封装冰系统
封装冰特点
冰球或冰板外部形状均匀，水流阻力最 小，且均匀吸放热量,没有热传死角。 球体外部为均匀圆球体，机械强度最大， 适合大型储冰系统使用。尤其不冻结液 （乙二醇溶液）更换时冰球不会因堆积， 而挤压破裂或变形。 圆球式设计，储冰槽内存放密度最高， 储冰容积最大，相同储存冷量圆球式所 需储冰槽最小。
并联式冰蓄冷系统
冷却塔 制冷机
蓄冰盘管形式 常见的有三种: 蛇形盘管; 圆筒形盘管; U形立式盘管。
它们起着换热器的作用。与相应的
贮槽配套，构成各种蓄冷装置。
冰盘管（内部融冰）
（五）内融冰系统特点
可以选用常规制冷设备。 制冷系统制冷剂量少，不易泄漏。 蓄冰桶（槽）可以完全冻结成冰。可不设置结冰厚度控制器，搅 拌器，降低了故障率，并减少了用电量。 融冰时，由外表面开始融冰，增加了一次传热损失，需靠增加传 热面积来补偿。 内融冰方式的结冰与融冰过程比较缓慢，适合空调工程。不适合 工业过程使用。 结冰厚度在10～49mm之间，耗电量比常规系统大， 维护保养工作与常规空调系统相同。
系统冷量是按建筑 物最高负荷设计 全日制冷周期中有 负荷波峰出现，即 14:00-18:00之间 机组的“参差率” 低
冰蓄冷系统介绍 ppt课件
8. 9.
冰蓄冷系统简介
冰蓄冷的缺点分析
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. 增加了蓄冷设备费用及其占用的空间 3. 增加水管和风管的保温费用。 4. 制冷蓄冰时主机效率比常规工况下运行低，设计和调试相对复杂
冰蓄冷系统简介
图书馆 文体馆 食堂 综合楼 宾馆 教研楼 图书馆 文体馆 食堂 综合楼 宾馆 教研楼
部分蓄冰系统
与全蓄冰相比，此运行策略减少了蓄冰装置及制冷机的容量，由于部分 负荷蓄冰方式可以消减空调制冷系统高峰耗电量，而且初投资比较低 ，所有目前多采用这种形式，确定部分负荷蓄冰系统的装置容量时， 思路应为，充分发挥制冷主机的作用，使其昼夜运行，以达到最小制 冷主机装机容量。
冰蓄冷系统分类
冰蓄冷系统配置
串联供冷
主机出口 7.0°C
7.0 C
温度上升2.5°C
效率提高
冰蓄冷系统配置
制冷机组与蓄冷装置连接方式
冰蓄冷系统配置
制冷机组在系统中的位置
冰蓄冷系统配置
系统的工作模式
融冰优先
冰优先的意思就是以恒定的速度消耗事先贮存的冰，再由冷水机 组补充冷量，以满足建筑物需要的总冷负荷。必须明确的是冰优先
冰蓄冷系统简介
冰蓄冷的优点分析
1. 节省电费，节省电力设备费用与用电困扰 2. 制冷主机容量减少，减少空调系统电力增容费 3. 断电时利用一般功率发电机仍可保持室内空调运行，节省空调及电
力设备的保养成本 4. 冷冻水温度可降到1-4℃，可实现低温送风，节省水、风系统的投
资和能耗 5. 相对湿度较低，空调品质提高，防止中央空调综合症 6. 具有应急冷源，空调可靠性提高 7. 空调蓄冷系统中制冷设备满负荷运行的比例增大，状态稳定，提高