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

冷装置占地面积大，除峰值需冷量大且用冷时间短的建筑以外，一般不宜采用。

2. 部分负荷蓄冷

部分负荷蓄冷就是全天所需冷量部分由蓄冷装置供给。如图1-2所示，夜间

用电低谷期利用制冷机蓄存一定冷量，补充电高峰时间所需部分冷量；即蓄冷

量B+C等于A1 ，而全天需冷量为A1 +A2 。部分负荷蓄冷系统可以按典型设计日制冷机基本为24小时工作设计，这样，制冷机容量最小，蓄冷系统比较经济合理，是目前常采用的方法称之谓负荷均衡蓄冷。当然，有些城市地区对高峰用电量有所限制，这时就需要根据峰期可使用的限制电量设计部分负荷蓄冷系统，此时，制冷机容量和蓄冷装置容量均需稍大。如图1-3所示：要求蓄冷量

B＋C 3 A2＋A3，而全天需冷量为A1＋A2＋A3。如杭州夏季每天上午8:00～

11:00有三个小时不允许一般企事业单位制冷机组开启运行。因此出现A3部分

的负荷必须由蓄冷系统提供。这种方式称之谓"限量用电部分负荷蓄冷法。

（2）蓄冰设备

蓄冷设备的种类（上）

一、分类

美国制冷工业协会（ARI）1994年出版的《蓄冷设备热性能指南》将蓄冷设备广义地分为显热式蓄冷和潜热式蓄冷。

最常用的蓄冷介质是水、冰和其他相变材料，不同蓄冷介质具有不同的单位体积蓄冷能力和不同的蓄冷温度。

1. 水

显热式蓄冷以水作为蓄冷介质，是利用水温变化可蓄存的显热量，水

的比热为4.184KJ/Kg.K(1.0Kcal/Kg·℃)。蓄冷槽的

体积和效率取决于供冷回水与蓄冷槽供水之间的温差，对于大多数建筑的

空调系统来说，此温差可为8～11℃。水蓄冷的蓄冷温度为4～6℃，是空调常

用冷水机组可适应的温度。此外，空调水蓄冷系统的设计，应异于常规空调系

统的设计，就是说应该尽可能提高空调回水温度，以充分利用蓄冷水槽的体积。蓄冷水槽所需体积受蓄冷水和回水之间保持分层程度的影响。一般蓄冷温差为8℃，每蓄冷1冷吨时（符号为RTH，折合3024千卡）需0.417m3 （或

0.118m3 /KWH）；如温差为11℃，则蓄冷水量可减为0.303m3 /RTH(0.086m3

/KWH）。

2. 冰

蓄冰则是利用冰的融解潜热335KJ/Kg(80Kcal/Kg)。蓄冷槽的体积取决于

槽中冰水百分比，一般蓄冰槽的体积为0.068～0.085m3 /RTH(0.02～

0.025m3/KWH)。冰蓄冷的蓄存温度为水的凝固点-0℃。为了使水冻结，制冷机应提供-3～-7℃的温度，它低于常规空调用制冷设备所提供的温度。当然，蓄

冰装置可以提供较低的空调供水温度，有利于提高空调供回水温差，以减小配

管尺寸和水泵电耗。

3. 共晶盐（Eutectic Salt）

为了提高蓄冰温度，不改变冷水机的空调工况运行，可以采用除冰以外的

其他相变材料。目前常用的相变材料为共晶盐，即无机盐与水的混合物。对于

用作为蓄冷介质的共晶盐有如下要求：

a. 融解或凝固温度为5～8℃。

b. 融解潜热大，导热系数大。

c. 比重大。

d. 无毒、无腐蚀。

二、水蓄冷装置：

为防止和减少蓄冷水槽内因温度较高的水流和温度较低的水流发生混合，引起能量损失，水蓄冷系统中水槽结构和配置时，通常有几种方案可供选择：隔膜或隔板式、复合水槽式、迷宫式、水分层式。水槽可用钢筋混凝土或钢板制作，也可单建蓄冷水槽或利用消防水池等。

三、蓄冰装置

冰盘管式蓄冷装置是由沉浸在水槽中的盘管构成换热表面的一种蓄冰设备。在蓄冷过程，载冷剂（一般为重量百分比为25%的乙烯乙二醇水溶液）或制冷

剂在盘管内循环，吸收水槽中水的热量，在盘管外表面形成冰层。取冷过程则

有内融冰和外融冰两种方式，各具特点。

外融冰方式。温度较高的空调回水直接送入盘管表面结有冰层的蓄冰水槽，使盘管表面上的冰层自外向内逐渐融化，故称为外融冰方式。由于空调回水与

冰直接接触，换热效果好，取冷快，来自蓄冰槽的供水温度可低达1℃左右。

此外，空调用冷水直接来自蓄冰槽，故可不需要二次换热装置。但是，为了使

外融冰系统能达到快速融冰放冷，蓄冰槽内水的空间应占一半，也就是说蓄冰

槽的蓄冰率（IPF）不大于50%，故蓄冰槽容积较大。同时，由于盘管外表面冻

结的冰层不均匀，易形成水流死角，而使冰槽局部形成永不融化的冰层，故需

采取搅拌措施，以促进冰的均匀融化。

内融冰方式。来自用户或二次换热装置的温度较高的载冷剂（或制冷剂）

仍在盘管内循环，通过盘管表面将热量传递给冰层，使盘管外表面的冰层自内

向外逐渐融化进行取冷，故称为内融冰方式。冰层自内向外融化时，由于在盘

管表面与冰层之间形成薄的水层，其导热系统仅为冰的25%左右，故融冰换热热阻较大，影响取冷速率。为了解决此问题，目前多采用细管、薄冰层蓄冰。

1.盘管式蓄冰装置：

（1）蛇形盘管

此种形式的冰蓄冷盘管以美国B.A.C公司为代表，如图2-6。

盘管为钢制、连续卷焊而成的立置蛇形盘管，外表面热镀锌，管外径1.05"（26.67mm），冰层厚度约30mm，因此，盘管外表面积折合为0.62m2

/RTH。盘管可以制成不同长度，如图2-7所示盘管，长度为5.5m者，其潜冷量为238RTH（约836KWH）。

盘管放置在蓄冰水槽内，蓄冰槽体可为钢制、玻璃钢制或钢筋混凝土制，槽体壁面覆有80～100mm厚保温层。此种冰盘管式蓄冷槽可为外融冰式，也可设计为内融冰式。当采用外融冰方式时，为了融冰均匀，可在盘管下部设置压缩空气管，从管中泵送出空气，起搅拌作用。当然，长期送入空气将使槽中水呈弱酸性，对盘管有腐蚀作用。为了保证安装与维护，当采用钢制或玻璃钢制整体式蓄冰槽时，槽体距墙壁或槽体之间一般应保450mm距离。。

（2）图形盘管

此种形式的冰蓄冷盘管以美国Clamac公司和Dunham-Bush公司的

Ice-Cel为代表，如图2-8。

盘管为聚乙烯管，Clamac公司的冰盘管管外径为16mm，Ice-Cel盘管的管外径为19mm。该类型蓄冰装置为内融冰方式，并做成整体式蓄冰筒，筒体为高密度聚乙烯板，外设保温层或采用双层玻璃纤维壁体，内夹保温材料，故耐腐蚀。

此种圆形冰盘管，由于管径较细，管间距离较小，设计的冰层厚度较薄，盘管的相对换热表面积较大，故有利于融冰与蓄冰。但是，由于筒体为圆形，故占地面积较大。Clamac公司典型蓄冰筒的型号为1190A型，直径2.26m，高度2.57m，潜冷蓄冷能力为162RTH。Ice-Cel典型蓄冰罐的型号为TS240型，直径2.54m，高度2.48m，潜冷蓄冷能力为240RTH。圆形冰盘管与蛇形冰盘管

由于单路管长达数十米，故流体流动阻力较大，约8～10m水柱。

（3）U形盘管

此种形式的冰蓄冷盘管以美国Fafco公司的Fafco-Icestor为代表，如图2-9。该种冰盘管由耐高温低温的Polyolefin石蜡脂喷射成型。每片盘管由200根外径为6.35mm的中空管组成，管两端与直径50mm的集管相联。典型盘管型号为HXR-12型，每根管全长为12英尺，每片潜冷蓄冷量为10.4RTH，重量18.9公斤，盘管换热面积为15.14m2 。为了适应不同的房高，管的全长分别做为8、10、12、18、24英尺，每片潜冷蓄冷量分别为6.9、8.6、10.4、15.8、17.6RTH。此类型的冰盘管，由于管径很细，故易堵塞。

U型蓄冰盘管为内融冰式，置于钢制或玻璃钢制槽体内构成整体式蓄冰槽；或以约12片为一组，置于钢筋混凝土槽体或筏基内，其布置如图2-10。

蓄冷设备的种类（下）

四、封装式蓄冰装置

将蓄冷介质封装在球形或板形小容器内，并将许多此种小蓄冷容器密集地

放置在密封罐或开式槽体内，从而形成封装式蓄冰装置。如图2-11。运行时，

载冷剂在球形或板形小容器外流动，将其中蓄冷介质冻结、蓄冷，或使其融解，

取冷。

封装在容器内的蓄冷介质有二种，即冰和其他相变材料，现分述如下：

1. 冰

此种类型的封装容器目前有三种形式，即冰球、冰板和蕊芯摺囊式冰球。

此种蓄冷装置运行可靠，流动阻力小，但载冷剂充注量比较大。以冰球式蓄冰

罐为例，乙二醇需要量约27.6Kg/RTH，冰/水重量约37.8Kg/RTH，蓄冰罐本体

重量约8.3Kg/RTH，但是，载冷剂的流动阻力仅约2.0mH2O。

(1)冰球

冰球封装式蓄冰装置以法国CIAT公司和深圳中亚特公司为代表。封装球为硬质塑料制空心球，壁厚1.5mm，外径95mm或77mm。封装球内充注水，予留约9%的膨胀空间，水在其中冻结蓄冷。外径95mm冰球，换热表面约 2.8m2 /RTH，每立方米罐体空间容纳Φ95mm冰球1300个，Φ77mm冰球2550个，总蓄冷量约16.2RTH，潜冷蓄冷量约13.8RTH。值得注意的是，不论采用开放式槽体还是

封密罐，均需注意冰球要密集堆放，防止载冷剂从自由水面或无球空间旁通流过。

(2)冰板

冰板封装式蓄冰装置以美国Reaction公司为代表，如图2-12。中空冰板

的外形尺寸为812×304×44.5mm，由高密度聚乙烯制成，板中充注去离子水，

其换热表面积为2.32m2/RTH。

冰板有次序地放置在卧式圆形密封罐内，冰板约占罐体积的80%，罐

中载冷剂的流程可为1、2和4流程。密封蓄冰罐尺寸小至直径1.5m、长度

2.4m，大至直径

3.6m、长度21m，其潜冷蓄冷能力从76RTH至3600RTH。蓄冰

罐可置于室内，室外或地下。

(3)蕊芯摺囊式冰球

蕊芯蓄冰摺囊为台湾产品，如图2-13。蕊芯摺囊由高弹性高强度聚乙烯制成，摺皱有利于适应冻结和融冰时内部冰/水体积变化而产生的膨胀与收缩。同时，两侧设有中空金属蕊芯，一方面可增强热交换，另一方面起配重作用，在

开放式槽体内放置时冻结后不会浮起。

蕊芯摺囊式冰球直径为130mm，长度242mm，球内充注95%的水和5%添

加剂，以促进冻结。每1000个摺囊球的潜冷蓄冷量为58.85RTH。

2. 其他相变材料

当前采用的其他相变材料主要是共晶盐，可以美国Transphase公司为代表，其蓄冷介质以五水硫酸纳化合物为主，充注在高密度聚乙烯板式容器内。

高温相变蓄冷介质材料的关键有二点：

(1)不过冷。蓄冷介质应具有准确的冻结点，以保冻结完全以及取冷时供冷水温不致过高。

(2)

器的底部，而使部分液体浮在容器上部，此种现象称为"层化"。层化现象可使

共晶盐在反复冻结与融解以后，融解潜热大幅度降低，这样将大大降低蓄冷装

置的蓄冷能力。影响层化的因素很多，主要是共晶盐种类，核化方法，以及封

装容器的厚度。

目前高温相变蓄冷的缺点是造价较高，而且，冻结融解温度为5～6℃的相

变材料尚待进一步开发研究。

五、动态制冰装置：

1. 片冰滑落式

上述两种蓄冰装置其蓄冰层或冰球系一次冻结完成，故称为静态蓄冰。蓄

冰时，冰层冻结的越厚，制冷机的蒸发温度越低，性能系数也越低。如果控制

冻结冰层的厚度，每次仅冻结薄层片冰，而进行高运转率地反复快速制冷，则

可提高制冷机的蒸发温度（约-4～-8℃），比采用冰盘管时提高2～3℃。片冰

滑落式蓄冰装置就是在制冷机的板式蒸发器表面上不断冻结薄片冰，然后滑落

至蓄冰水槽内，进行蓄冷，此种方法又称为动态制冰。该种类型的蓄冰装置的

代表性厂家有Turbo、Mueller和Morris等公司。图2-14为片冰滑落式蓄冰装置的典型示意图。

蓄冰过程。图2-14(a)为片冰冻结及蓄冷过程。通过水泵将蓄冰水槽的水

自上向下喷洒在制冷机的板状蒸发器表面，使其冻

结成薄冰层。当冰层厚度达到3～6mm时，通过制冰机上的四通阀，将高温气态制冷剂通入蒸发器，使与蒸发器板面接触的冰融

化，则片冰靠自重滑落至蓄冰水槽内，如此反复进行"冻结"和"取冰"过程。蓄冰水槽的蓄冰率为40～50%。

取冷过程。图2-14(b)为融冰取冷过程。空调回水仍可自上向下地喷洒在

制冷机的板状蒸发器表面，或向蓄冰水槽均匀送入

空调回水，使槽内片冰不断融化，而送出温度颇低的空调用水。为了满足全日供冷需要，取冷过程制冷机可同时运行，以降低

流经板状蒸发器表面的空调回水，使其降温后流入蓄冰水槽，这样，可以延缓融冰过程，以保证供冷要求。片冰滑落式蓄冰

装置，取冷供水温度低，融冰放冷速率极快，特别适合尖峰用冷。但是，该种蓄冰装置初投资较高，而且需要层高较高的机房。

2. 冰晶式蓄冰装置

冰晶式蓄冰装置也属于动态制冰，它是通过冰晶制冷机将低浓度的乙烯乙二醇水溶液冷却至低于0℃，然后，将此状态的过冷水溶液送入蓄冰水槽，溶液中即可分解出0℃的冰晶。这种过程犹如自然界降过冷态的雨，着地立即形成"雨冰"；又如冬季凌晨过冷状态的雾与树木接触，在其上形成冰层，即所谓"树挂"。如果过冷温度为-2℃，即可产生2.5%的直径约100微米的冰晶。

由于单颗粒冰晶十分细小，冰晶在蓄冰水槽中分布十分均匀，水槽蓄冰率约50%。结晶化的溶液可用泵直接输送。冰晶制冷制冷机产品以加拿大Sunwell 公司和美国Mueller公司为代表，单台最大制冷能力不超过100冷吨。以TS-30型为例，其制冰能力为30冷吨，配有半封闭活塞式制冷机，水冷壳管式冷凝器，吸气分液蓄液器，气液回热器等。其特殊之处在于蒸发器部分，该机配有6个长度为1.83m的套筒式蒸发器，内管直径约300mm。制冷剂R-22从内外管之间的夹层内通过；冰/水双相液为8%的乙二醇水溶液，在内管中过冷。为了保持内管内壁表面温度均一，配有三台电动擦拭机，每台负责二个套筒蒸发器。该机外型尺寸为2.36m长、1.75m宽、2.16m高，可以制造冰晶，也可像普通冷水机组一样备制冷水。

3、气体水合物相变材料蓄冰

这是一种新型的蓄冷技术，自80年代以来，人们提出利用一种称为气体水合物的包络状水结晶体，作为蓄冷的高温相变材料，主要是利用那些常规制冷剂形式的气体水合物。致冷剂气体水合物具有适合空调蓄冷的理想性质，其形

成结晶的温度在8～12℃，结晶形成时释放的反应热较大，（330～380KJ/Kg）

传热性能也比较好，此外，这种高温相变蓄冷材料具有很好的化学稳定性，腐

蚀性低、安全性好。 1994年以来，已受到我国国家自然科学基金委员会支持，目前已建成实验台,并从中测试，提示了气体水合物形成的一些基本规律，并获得了构造这类高性能空调蓄冷材料的基础数据和方法，相信不久的将来会将之

使用在工程实践中去。目前在广州能源所主持下进行进一步的研究开发。

（3）水蓄冷系统

水蓄冷系统投资较低，首先因为一般用于空调的冷水机，均可直接用于水

蓄冷，因而即使在蓄冷阶段也可保持较高的制冷效

率，其次蓄冷用水池往往可以和消防水池等共同使用，因而可以节省水池结构

部分的单独投资。

但是，水蓄冷利用的是水的显热变化，由于水的比热远远小于其相变热量（水比热为：1.0Kcal/kg·℃，水冰相变热为：80Kcal/kg·℃），因此，即使将利用的水温差加大到10℃（5℃/15℃），其单位容积蓄冷量也要比冰蓄冷小

10倍之多。而且其可利用温差影响因素很多，因为水蓄冷技术主要是利用水的

物理特性，随着水温的降低其密度也在不断加大，如果不受到外力扰动，一般

容易形成冷水在下，热水在上的自然分层状态，但水在4℃以下时物性却出现

明显的非规律性变化，即4℃水温时其密度最大（冰下鱼儿的生存条件也是利

用了这个条件），因而水蓄冷水温可利用的下限为4℃。

影响水蓄冷效率的主要因素是如何尽量减少水池内冷热水（进出水）之间

的直接渗混。而影响渗混的关键是进出水口处的水流扰动和不可避免的水流与

池壁之间摩擦引起的扰动。当然制冷机是否能提供稳定的较低水温的冷源是前

提条件。我们可以初步规纳为如下几个因素来分别研究：冷机可提供的最低水温，空调系统设计中允许采用的最高水温（例如常用为7℃/12℃），水池结构

形式，进出水口的分布器构造，水池允许的水位多少，水池保温条件等等。目前，认为蓄冷效率最高的是分层蓄冷水池。所谓"分层"就是仅只利用密度的影

响将热水与冷水分隔开。为了使蓄冷水池达到分层，就要在上部热区和下部冷

区之间创造和保持一个温度剧变层，依靠稳定的温度剧变层阻止下部的冷水与

上部的热水相互混合。如图3-1，在水池3米深度处形成温度剧变层，该层将4℃的冷水和13℃的热水分开，温度剧变层的厚度越薄越好，一般不希望超过0.5m。

蓄冷水池应通过水流分布器从池中取水和向池中送水，水流分布器可使水

缓慢地流入水池和从水池流出，以尽量减少紊流和扰乱温度剧变层。这样，才

能如图3-2所示，当蓄冷时，随着冷水不断从下部送入水池和热水不断从上部

被抽出，温度剧变层稳步上升。反之，当取冷时，随着热水不断从上部流入和

冷水不断从下部被抽出，温度剧变层逐渐下降。好的分层的蓄冷水池所蓄存能

量的90%可以有效地用于供冷。水温在槽内的分布情况，可参见图3-1，3-2。

一、蓄冷水池

蓄冷水池可为钢制或钢筋混凝土制，形状可为园形或矩形。蓄冷水池最好

的形状是平底立式圆柱形，圆柱形水池外表面与体积之比小于同体积的矩形水池。再者，对圆柱形蓄冷水池的高径比有一定限制，因为，增加高径比可以减

少温度剧变层所占据的水池容积，提高蓄冷效率，但是，水池造价将有所增加，所以，钢筋混凝土蓄冷水池的高径比一般为0.25～0.5。地面以上钢槽，高径

比可采用0.5～1.2。

其他形状的蓄冷水池也可采用，但必须注意避免由于水流垂直运动，造成

冷热水混掺。不希望采用卧式圆柱形蓄冷水罐，它难以解决分层问题。蓄冷水池的体积可按下式计算：

式中：ESC―设计日所需蓄冷量KW·h。

P－容积率与贮槽结构、形式等因素有关，一般为1.08～1.3，对分层蓄

冷型水槽可取低限，对多槽混合型及容量小者可取高限。

h－蓄冷效率与蓄槽结构、形式、保温情况等有关，一般取为0.8～0.90.

Dt－水蓄冷槽可利用的进出水温差，一般为6～10℃。当然，实际蓄冷

水池的体积应大于上述计算值，因为要考虑水面距池顶的空间。

二、水流分布器

水流分布器放置于蓄冷水池的上部（热水）和底部（冷水）。它的作用是

使水以重力流或活塞流平稳地流入或引出水槽，以便使水按不同温度相应的密

度差异依次分层，形成并维持一个稳定的斜温层，以确保水流在贮槽内均匀分布，扰动小。此斜温层流体力学特性可用弗兰德（Frande）准数决定，同时也

受雷诺（Renolds）准数及系统运行合理与否的影响。

Fr准数的流体力学物理意义是作用于流体的惯性力与浮升力之比，无量纲。它是确立形成斜温层的必要条件，流体状态与Fr准数值之间的关系，经大量研究可以用下列数值作简单判别：

当Fr≤1时，在进出口水流中，浮力大于惯性力，则流型为重力流；

当Fr > 1时，重力流仍将维持；

当Fr≈2时，惯性流为主、水流混合明显出现。所以为了使取冷时从上部

进入的热水和蓄冷时从下部进入的冷水，主要依靠密度差而不是依靠惯性力横

向流动，设计水流分布器时应保证Fr数约为1，而绝不大于2。

Fr（弗诺德）数为惯性力与浮力之比，由下式计算：

式中：G --最大流量，m3 /s；

L --分布器有效管长，m；

G --重力加速度，m/s2 ；

hi --最小入口高度（分布器管底距池底的距离）m；

ρi --进水密度，Kg/m3 ；

ρa--周围水的密度，Kg/m3 。

再者，为了尽量减少温度剧变层上下部分水的混合，应保证蓄冷水进水流的Re数不超过一定范围。Re（雷诺）数为惯性力与粘性力之比，可用下式计算：

式中：ν--水的运动粘滞系数，m2/s。

对于很小的水池，希望Re小于200；一般来说，建议Re不超过850。对于高度超过12m的水槽Re数可适当稍大些。至于分布器孔口的水出流速度，希望限制在0.3～0.6m/s；孔口之间的距离小于2hi。布水器孔口应根据不同水池形式选用，一般有花管孔口形、连续缝隙形、蜗壳渐扩形等等，为使水流均匀，相应布管形状也很多。如图3-3、3-4所示的八角形、树枝形等。

三、蓄冷水系统

蓄冷水池为开式水池，而空调冷水系统一般均采用闭式系统，两者如何相联是蓄冷水系统必须解决的问题。图3-5给出一种具有蓄冷水池的管道系统联接图。该系统设有四个电动蝶阀（V1～V4）用于启闭某管段，一个电动调节阀V5，一个阀前压力调节阀V6。系统共设三台水泵，水泵P1为冷冻机供冷用水泵；水泵P2为蓄冷用水泵，该泵流量不要大于P1，以增大进出水温差，有利蓄冷；水泵P3为取冷用水泵。

该系统可以有四种运行模式，即蓄冷工况、冷冻机供冷工况、蓄冷水池供冷工况以及冷冻机与蓄冷水池同时供冷工况。值得强调的是，只要采用蓄

冷水池供冷，必须依靠V6保证阀前压力为膨胀水箱维持的系统静水压力，这样，可保证系统全部充满水，以便实现可靠的运行。

由于水池为开式状态，依靠压力传感器可以适当控制系统中水的倒流，但若空调水系统压力过高，楼层高静压过大，受压力传感器控制的阀门承

压过高，操作灵敏度很受限制，会造成系统运行中的失误。所以建议采用水蓄

冷的系统，不要供应超过6层的建筑。若必须供高层时，可在出口加板式换热器，将水力系统隔开，当然水温最少要损失1℃。

第二节冰蓄冷系统设计

冰蓄冷系统形式应随选用的蓄冰设备不同而不同。最常用的蓄冰设

备是内融冰式蓄冰装置（如各种冰盘管和封装式冰球板）。下面首先针对该类

冰装置，谈谈蓄冷系统的组成形式。冰蓄冷系统的制冷主机和蓄冰装置所组成

的管道系统可以是各种形式，但

是，基本可分为并联系统和串联系统。不过，对于冰蓄冷系统来说，必须考虑

一个问题，就是夜间（即电力低谷期）需要不需要供冷？所需供冷量占所需最

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：

水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析

水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析发表时间：2019-03-21T15:47:56.907Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：丁岳峰 [导读] 在白天用电高峰时释放该冷量提供空调服务，从而缓解空调高峰电力的矛盾。目前较为流行的蓄冷方式有二种，即水蓄冷、冰蓄冷。中冶华天南京工程技术有限公司江苏南京 210000 引言蓄冷技术，简而言之，是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并通过介质将冷量储存起来，在白天用电高峰时释放该冷量提供空调服务，从而缓解空调高峰电力的矛盾。目前较为流行的蓄冷方式有二种，即水蓄冷、冰蓄冷。正文随着现代工业的发展和人民生活水平的提高。中央空调的应用越来越广泛，其耗电量也越来越大，一些大中城市中央用电量已占其高峰用电量的20%以上，使得电力系统峰谷负荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约着工农业生产，对人们正常的生活带来不少影响。解决该问题的有效办法之一是应用于蓄冷技术，将空调用电从白天高峰期转移到夜间低谷期，均衡城市电网负荷，达到多峰填谷的目的，蓄冷技术的原理，简而言之，是利用夜间电网多余的谷荷电力继续运转制冷机制冷，并以冰的形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务，从而避免中央空调争用高峰电力，最常用的蓄冷方式主要有两大类：冰蓄冷和水蓄冷。一、冰蓄冷顾名思义蓄冷介质以冰为主，不同的制冰开式，构成不同的蓄冷系统。蓄冷系统的思想通常有两种，完全蓄冷与部分蓄冷。因为部分蓄冷方式可以削减空调制冷系统高峰耗电量，而且初投资夜间比较低所以目前采用较多，在确定部分负荷蓄冷系统的装置容量时，一般有两种情况， 1、空调系统夜间不运行，仅白天运行，或者夜间运行的空调负荷较小，在这种情况下，选择制冷机的最佳平衡计算公式应为 qc=Q/（N1+CfN2） Qs=N2Cfqc，式中qc：以空调工况为基点时的制冷机制冷量，kw，Qs：蓄冰槽容量，KWH； N1：白天制冷主机在空调工况下的运行小时数，由于白天制冷机不一空均为满载运行，计算时该值可取（0.8-1.0）n. N2：夜间制冷主机在蓄冷工况下的运行小时数。 Cf：冷水机组系数，即冷水机组蓄冰工况制冷能力与空调工况制冷能力的比值，一般活塞式与离心式冷水机组约为0.65，螺杆式冷水机组约为0.7.它取决于工况的温度条件和机组型号。根据这个公式，我们结合具体的工程，就可得出应配置的冷水机组的制冷能力与蓄冰槽容量。 2、空调系统部分夜间运行，而且所需的冷负荷比较大。在这种情况下，我样一般以夜间所需的冷负荷为依据。选择基载主机。然后从总负荷中扣除基载主机所承担的负荷，再按第一种情况合理配制冷水机与蓄冰槽。二、水蓄冷水蓄冷是利用3-7°C的低温水进行蓄冷，可直接与常规系统区配，无需其它专门设备。其优点是：投资省，维修费用少，管理比较简单。但由于水的蓄能密度低，只能储存水的显热，故蓄水槽上地面积大。如若利用高层建筑内的消防水池，在确定制冷机容量与蓄冷槽的容量时，可根据消防水池的容量来计算出蓄冷量，然后根据剩余负荷量来确定制冷机组的制冷量。最后校核一下冷水机组能否满足夜间蓄冷的需要。三、冰蓄冷与水蓄冷的对比水蓄冷系统不仅从节能而且从节省初投资方面都具有很大的优越性，它充分利用了建筑的消防水池，不再占用建筑面积，节省了机房面积，但我们不能因此而完全肯定水蓄冷，否定冰蓄冷，他们各用各自的适用范围，下面我们来分析一下：根据公式qc=Q/（N1+CfN2） Qs=N2Cfqc 我们可得出蓄冷比率： η=Qs/Q=（N2Cfqc）/Q=（N2Cfqc）/[（N1+CfN2）×（N2Cfqc）/Q] =1/[1+（N1/（CfN2））对于一般的办公建筑来说，N1、Cf、N2均为确定值，分别为8.5，8，0.7，则η=1（1+8.5/0.7×8）=39.7% 在这个比率下，制冷机与蓄冷槽容量配置为最佳，对冰蓄冷而言，因蓄冰槽可根据蓄冷量的大小来配置，不受任何限制，我们就可根据这一比率来确定蓄冷量，从而配置出相应的制冷机与蓄冰槽，但对水蓄冷而言，因为它利用的是消防水池，而建筑物消防水池的容积只与建筑物的性质及使用功能有关，与建筑面积没有关系，那么在这一条件下限制下，对于空调面积只与建筑物的性质及使用功能有关，与建筑面积没有关系，那么在这一条件下，对空调面积较小的建筑物来说，水池所蓄存的冷量占全日总冷量的比率接近于39.7%，则我们建议采用冰蓄冷系统，对空调面积较小的建筑物来说，水池所蓄存的冷量占全日总冷量的比率接于39.7%，甚至高于39.7%，则我们应采用水蓄冷系统，同时，应与水系统的分区结合起来。造价方面，同等蓄冷量的水蓄冷系统造价约为冰蓄冷的一半或更低。冰蓄冷需要的双工况制冷机组价格高，装机容量大，增加了配电装置的费用，且冰槽的价格高，使用有乙二醇数量多，价格贵，管路系统和控制系统均较复杂，因此总造价高。蓄冷系统装机容量方面，水蓄冷的蒸发温度与常规空调相差不大，且可采取并联供冷等方式使装机容量减小。冰蓄冷工质的蒸发温度较低，制冷机组在蓄冰工况下的制冷能力系数Cf为0.6～0.65（制冰温度为-6℃时），其制冷能力比制冷机组在空调工况下低0.4～0.35。相同制冷量下，冰蓄冷的双工况制冷机组容量要大于常规空调工况机组。移峰量上看在同等投入的情况下，水蓄冷系统一般设计为全削峰，节省电费大大多于冰蓄冷系统。冰蓄冷为降低造价，一般为1/2或1/3削峰，节省电费少于水蓄冷系统。

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。

水蓄冷方案汇总.doc

第一章工程概况简述 1.工程概况及主要工程内容工程概况：本项目位于广东省清远市清新区太平镇万邦鞋业办公大厦,总建筑面积约：15000m2，空调面积：10000m2,建筑总高15m，其中楼层主要为研发室，办公室、制模室、空调设备房等等。本项目主要工程内容为：中央空调机房冷源系统，冷冻水管立管、每楼层预留水管到管井口、蓄水槽防水、保温及布水工程等。 2.设计概况本次设计采用大温差水蓄冷中央空调系统，夏季设计日总尖峰冷负荷为875KW。冷源配置：整体规划主机选用1台250RT螺杆机及1台114RT螺杆式,该设备为甲方提供.主机夜间水蓄冷，即夜间为蓄冷工况：供回水温度为 4.5℃/12.5℃，白天为空调工况：供回水温度为7℃/12℃，冷却水供回水温度为32℃/37℃。两台主机在夜间可同时蓄冷或单独蓄冷,把一个蓄冷水池蓄满为止. 本项目一个蓄冷水池的总容积 800m3，按容积利用率0.95计算，蓄冷水池的可利用容积大于760m3。本项目蓄冷工况运行时，水池进/出水温度为 4.5/12.5 ℃；放冷工况运行时，水池进/出水温度为12.5/4.5 ℃，均采用8 ℃温差。考虑到水池中冷热水间的热传导和斜温层等因素影响，蓄冷水池的完善度一般取0.90～0.95；考虑到保温层传热的影响，冷损失附加率一般取1.01～1.02。因此，本项目实际蓄冷量约为3200kWh（即915RT）。

第二章制冷系统技术方案 1.设计依据本方案设计依据如下：业主提供的设计资料《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50019-2003) 《蓄冷空调工程技术规程》 (JGJ 158-2008) 《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50242002) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《全国民用建筑工程设计技术措施——暖通空调?动力》（2003版）《全国民用建筑工程设计技术措施——给水排水》（2003版）《蓄冷空调工程实用新技术》方贵银教授编著 2.负荷计算水蓄冷空调系统的负荷计算采用国家现行《采暖通风与空气调节规范》（GB50019-2003）的有关规定，求得蓄冷—放冷周期内逐时负荷和总负荷，并绘制出负荷曲线图，作为确定系统形式、运行策略和设备容量的依据。采用系数法对逐时冷负荷进行估算。其中设计日各时段冷负荷值如下表：一期设计日尖峰冷负荷为1156RT，采用逐时负荷系数法，设计日逐时冷负荷分布如下：表设计日各时段负荷值情况

水蓄冷系统

水蓄冷系统自然分层储水池布水系统设计一、工程概况本工程位于四川省成都市的一套错峰运行热回收空调系统，蓄水池采用的是现浇钢筋混凝土水池，形状为方形。二、蓄冷形式的选择考虑经济适用性能以及建造施工难度，本蓄冷系统采用自然分层水蓄冷形式。三、蓄冷池布水系统的设置自然分层系统主要是利用冷热水密度的不同，使温度低的冷水向下运动，温度高的热水向上运动，从而实现冷热水的分层。从热力学原理我们可以知道，两个温度不同的物体放在一起它们之间会有热传递，我们的蓄冷池水层也一样，会在冷热水层中间形成一个温度过度层，我们叫它斜温层，这个斜温层一方面会把我们的冷水冷量传递给热水（由于传递速率不大，冷量流失不多），另一方面又能起到一个冷热区域隔离的作用，因此蓄冷效果的好坏直接受到斜温层的影响，斜温层越稳定，那么我们的冷热区域热量混合就越少，所以自然分层蓄水池的关键是在冷热水层间建立稳定的斜温层。 1、布水管路系统的形式选择本工程的储水池为方形，根据国内外实际运行经验，选择H型布管形式更加有效，因此我方对本工程也采用H型的布管形式，如下图所示：布水器分为上下两层，上部为热水的进出口，下部为冷水的进出口，为了防止有压水扰动斜温层，冷水布水器的出水孔设置在管道的下部，热水布水器的出水孔设置在管道的上部，出水孔的宽度一般控制在管道圆周的90°—120°范围内，如下图所示：冷水出水孔热水出水口

2、布水器的设计计算由于蓄冷系统的冷热水温度相差不大，通常小于20℃，所以水的密度差不大，形成的斜温层不是很稳定，因此要求布水器出口的水流速度足够小，以免造成对斜温层的扰动破坏，那么我们就需要一个适当的Fr 数以及Re 数，来保证斜温层的稳定，根据国内外经验，要保证维持稳定的斜温层，Fr ≤2,Re=(240—280)，具体的计算式及各参数的含义如下： Fr=[]2/)21(g /ρρρ-h L Q 其中Q 为进口最大流量，m 3/h ，g 为重力加速度，9.8m/s2，h 为最小进水口高度，m ρ1为进口水密度，Kg/m 3， ρ2为储水池内水密度，Kg/m 3，L 为布水器的有效长度，m 。 Re=q/v2 其中q 为布水器单位长度的流量，m 3/s;v 为进口水的运行粘度，㎡/s 。根据我们的需求运行工况，把数据带入以上两式，就可以求出相应的布水管在水池的最小高度h ，以及布水管单位长度上的出水孔个数及出水孔的大小孔径。 3、布水器管径配置计算根据主机的额定供水量控制水流速度在1.2m/s 查设计手册求出管径。 4、水泵及水—水板式换热器的选择根据流量及流速控制扬程，进行水泵的选型，板换根据负荷量进行选择。 5、管网的布置根据现场实际情况根据建筑给排水施工图集综合考虑。

水蓄冷方案汇总

第一章工程概况简述 1. 工程概况及主要工程内容工程概况：本项目位于广东省清远市清新区太平镇万邦鞋业办公大厦, 总建筑面积约：15000m2空调面积：10000m2建筑总高15m其中楼层主要为研发室，办公室、制模室、空调设备房等等。本项目主要工程内容为：中央空调机房冷源系统，冷冻水管立管、每楼层预留水管到管井口、蓄水槽防水、保温及布水工程等。 2. 设计概况本次设计采用大温差水蓄冷中央空调系统，夏季设计日总尖峰冷负荷为 875KW。冷源配置：整体规划主机选用1台250RT螺杆机及1台114RT螺杆式，该设备为甲方提供?主机夜间水蓄冷，即夜间为蓄冷工况：供回水温度为 4.5 C /12.5 C,白天为空调工况：供回水温度为7C/12 C,冷却水供回水温度为32C /37C。两台主机在夜间可同时蓄冷或单独蓄冷，把一个蓄冷水池蓄满为止. 本项目一个蓄冷水池的总容积800 m3，按容积利用率0.95计算，蓄冷水池的可利用容积大于760m3。本项目蓄冷工况运行时，水池进/出水温度为4.5/12.5 C；放冷工况运行时，水池进/出水温度为12.5/4.5 C,均采用8 C温差。考虑到水池中冷热水间的热传导和斜温层等因素影响，蓄冷水池的完善度一般取0.90?0.95 ;考虑到保温层传热的影响，冷损失附加率一般取1.01?1.02。因此，本项目实际蓄冷量约为3200kWh （即915RT）。

第二章制冷系统技术方案 1.设计依据本方案设计依据如下：业主提供的设计资料《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《蓄冷空调工程技术规程》(JGJ 158-2008) 《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB 50242002) 《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003) 《全国民用建筑工程设计技术措施一一暖通空调？动力(>2003版) 《全国民用建筑工程设计技术措施一一给水排水》(2003版) 《蓄冷空调工程实用新技术》方贵银教授编著 2.负荷计算水蓄冷空调系统的负荷计算采用国家现行《采暖通风与空气调节规范》(GB50019-2003的有关规定，求得蓄冷一放冷周期内逐时负荷和总负荷，并绘制出负荷曲线图，作为确定系统形式、运行策略和设备容量的依据。采用系数法对逐时冷负荷进行估算。其中设计日各时段冷负荷值如下表：一期设计日尖峰冷负荷为1156RT采用逐时负荷系数法，设计日逐时冷负荷分布如下：

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]

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。

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。

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

水蓄冷简介

1、水蓄冷空调原理水蓄冷技术是将夜间电网多余的谷段电力与水的显热相结合来蓄冷，并在白天用电高峰时段使用蓄藏的低温冷冻水提供空调用冷。即空调主机晚上谷段电价制冷通过蓄冷槽蓄冷，高峰电价时段空调主机尽量不开机，为电网“移峰填谷”而节约电费支出。 2、实施目的通过实施水蓄冷空调工程，取得国家电力部门的相关优惠电价政策（见下表），在实际的“谷制峰用”中，节约大量的空调电费，降低贵公司的运行成本。大工业用电峰谷电价表从2005年6月1日抄见电量起执行

二、电力优惠政策针对广东省目前电力供求紧张的形势，为充分运用电价政策引导电力用户移峰填谷，缓解电力供求矛盾，根据国家有关电价政策，结合我省实际，施行了分时段的电价，常规空调其电价为：高峰段1.0189元/度，平段0.6526元/度，谷段0.3368元/度。 3、水蓄冷中央空调的优点采用蓄冷空调系统后，可以将原常规系统中设计运行8小时或10小时的制冷机组压缩容量35-45%，在电网后半夜低谷时间（低电价）开机，将冷量以冷冻水的方式蓄存起来，在电网高峰用电（高价电）时间内，制冷机组停机或者满足部分空调负荷，其余部分用蓄存的冷量来满足，从而达到"削峰填谷"，均衡用电及降低电力设备容量的目的。水蓄冷空调具有以下优点： A、节省新装用户的空调系统初投资（1）节省空调制冷系统投资

制冷系统（包括冷却塔等辅机）的容量按日平均负荷选择即可，无需再按冷耗峰值配制。用于宾馆、公寓，机电设施容量减少20-30%，用于办公楼、大厦及单班制企业，减少50-60%。所节省的基建投资及电力增容费，足以补偿蓄冷设施之所需并有较大结余。（湖北省中医医院采取3台1300KW冷水机组满足住院4.3万平米的面积，比原设计减少一台1300KW冷水机组（2）节省电力投资设备容量减少，所需输电和变电设备的容量也相应减少，电力报装费用及电力设备投资降低。实现“小马拉大车”，在扩建面积不大的建筑中，可不增设主机，仅增设空调末段设备，即可保证新建建筑的空调功能和要求。 B、节省空调系统运行电费（1）我国现已实行峰谷用电分时计费，高峰时段与下半夜电价比为3-5∶1（湖北峰谷差为3.75∶1,签定协议后，电力公司与用户方签署备忘录保证优惠电价和优先供电），谷制峰用，充分利用夜间低谷电，节省大量运行电费（湖北武汉市中商广场一年可节约空调运行费用70万元）。 C、节省空调系统运行电量（1）夜间气温较低，制冷单耗随之下降6-8%

冰雪世界会议中心冰蓄冷空调设计

冰雪世界会议中心冰蓄冷空调设计工程概况冰雪世界会议中心位于北京市潮白河畔，为滑雪馆的配套设施，其主体建筑在滑雪馆的雪道正下方，总建筑面积为26700平方米。主要由客房及群房两部分组成，客房面积为13679平方米;群房的功能有会议、餐厅、厨房、多功能厅、体检中心、设备用房等，面积为13021平方米。地下二层，地上十层，建筑高度为43.35米。图1为该会议中心的正立面图。原滑雪馆已于2005年已建成，多种原因使得该滑雪馆制冷机未设置备用机组，此次会议中心制冷系统的设计需要考虑到为滑雪馆制冷系统提供备用的可能。设计基本数据电价政策及电价结构冰蓄冷空调系统对电网移峰的意义在此不再赘述，影响冰蓄冷项目经济性的一个重要原因，是当地的电价政策及电价结构。项目所在地北京市顺义区的峰谷电时段及相应商业用电电价如表1：

从表1可看出，尖峰电价与低谷电价的比为4：1，高峰电价与低谷电价的比为3.83：1，这对该建筑采用冰蓄冷空调系统提供了很好的电价基础。设计日逐时冷负荷经逐时冷负荷计算，设计日总冷负荷为36423kW，最大小时冷负荷(峰值)为3400kW，作为宾馆，其夜间也有一部分冷负荷。设计日的冷负荷曲线见图2。对照表1和图2，可以看出，该建筑在电价的尖峰和高峰时段逐时冷负荷较大，在平电及低谷电时段有较低的连续的负荷，其负荷特点决定了该系统设置基载主机更为合理。冰蓄冷系统设计概述冰蓄冷系统的设计应综合考虑多方面的因素，如建筑的规模、使用性质、设计日的冷负荷曲线以及所能采用的蓄冷装置的特性等等。建筑有可能提供的使用空间对蓄冷装置的选择有很大的限制。就本建筑而言，采用导热塑料(聚乙烯)蓄冰盘管，该盘管一般做成整体式的蓄冰桶，为内融冰方式。蓄冷系统的确定及主要设备该建筑采用部分蓄冷的方式，在电网的尖峰及高峰时段，蓄冷设备提供部分空调负荷。双工况主机位于蓄冰设备的上游，为串联方式。同时考虑到连续空调负荷的比例设置基载主机一台。从系统运行的安全性及经济性的角度出发，设置了板式换热器，由乙二醇换取冷冻水(供回水温度为7℃/12℃)向空调系统供冷。蓄冷系统流程见图3。表2是蓄冷系统的主要设备。

水蓄冷中央空调技术方案.doc

深圳市信义玻璃厂中央空调系统技术经济分析深圳市安朗节能有限公司 2010年9月

目录一、空调系统的特点 (2) 1.水蓄冷空调系统特点 (2) 2.常规电制冷冷水机组系统特点 (3) 3.风冷热泵系统特点 (3) 二、项目概况及经济技术条件 (5) 1.项目概况 (5) 2.电力政策 (5) 三、项目空调系统初期投资分析 (6) 1.常规电制冷+风冷热泵系统 (6) 2.水蓄冷系统初投资 (6) 四、项目空调系统机房运行费用分析 (7) 1.运行策略分析 (7) 2.运行费用计算 (8) 五、经济性分析 (9)

目前，本工程中央空调系统采用的是较为普遍的常规电制冷机组与风冷模块机供冷，虽然该系统十分简单，容易操作，但从其运行情况来看，却存在不节能，运行费用高，效果不好等缺点，现在根据甲方要求，对该系统进行改造，从而达到解决以上问题的目的，根据深圳市的电价政策等措施，推荐采用水蓄冷中央空调系统。一、空调系统的特点 1.水蓄冷空调系统特点水蓄冷空调是利用夜间低谷荷电力制冷储存在蓄能装置中，白天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先进水平，预示着中央空调的发展方向，有如下优点： a.利用蓄能技术移峰填谷，平衡电网负荷，提高电厂发电设备的利用率，降低电厂电网的运行成本，节约电厂、电网的基础建设投入。 b.减少冷水机组容量，降低主机一次性投资；总用电负荷少，减少配电容量与配电设施费。利用峰谷荷电价差，大大减少空调年运行费。c.使用灵活，过渡季节、节假日或者下班后部分办公室使用空调可由蓄冷槽提供，无需开主机，节能效果明显。具有应急功能，提高空调系统的可靠性。 d.启动时间短，只需15-20分钟即可达到所需温度，而常规系统则需1 小时左右。 e.可实现大温差低温送风变风量空调系统，缩小送水（风）管的管径，

冰蓄冷空调系统

冰蓄冷空调系统一．简介夏季，普遍使用的空调系统已成为建筑物高峰用电的大户，由于电力用户的用电性质不同，各类用户最大负荷出现的时间不同，这样负荷的累加就形成了用电的高峰和低谷负荷，高峰负荷的大小决定了电网必须投入的发电设备容量（包括发电机组和输配电设备等的容量），如果各类用户最大负荷出现的时间过分集中，为了满足高峰期用户电力需求，电力部门一方面必须建设新电站增加电网容量，一方面必须提高电网的调峰能力，适应用户的负荷变化，用户方面也需采取节电和调荷措施，否则，只能通过拉闸限电的方法减轻电站运行压力。昼夜蓄冷调荷技术就是针对这种局面提出并得以运用的。它是让制冷机组在夜间电力负荷低谷时运行，并将产生的冷量储存起来，在次日需要时再将冷量释放出来满足用冷负荷，以实现用户侧冷复合用电的移峰调谷，达到均衡电网负荷的目的。简单地说，蓄冷调荷技术有以下三方面的社会效益： 1）通过移峰调谷，达到均衡电网负荷的目的。减少国家对新增电站和电网的投资，同时减少调峰调荷的工作，避免限电拉闸。 2）稳定电厂机组负荷水平，改善机组运行效率。 3）减少CO2和烟尘排放量，从而保护环境，减轻温室效应（火力发电机组负荷率低时，CO2和烟尘排放量大）。 4）对用户来说，利用夜间电价低廉时段制冰，在电价高峰时段使用，能大大减少

空调系统运行费用。对用户的作用： 1）减少制冷机容量，提高制冷系统运行的可靠性。 2）减少水泵，冷却塔的装机容量 3）减少配电容量，从而减少部分投资 4）减少运行费用 5）可采用低温送风系统，提高工作空间的环境质量 6）可作紧急冷源使用 7）将计算机控制结合进蓄冰系统中，实现运行模式的优化冰蓄冷中央空调已逐渐成为移峰填谷，均衡电网用电，提高电网经济运行水平的有力手段，它代表了集中空调设计的发展方向。二．蓄冷技术的分类： 1 水蓄冷水蓄冷是利用水的显热（）进行蓄冷，即夜间制出2-5度的低温水供白天使用，供回水温差一般8度。 2 冰蓄冷冰蓄冷是利用冰的熔解热（335KJ/KG）进行蓄冷，由于水的熔解热远大于水的显热，故蓄冰槽容积远小于蓄水槽容积。常用冰蓄冷系统有： 1）冰盘管式（外融冰方式）冰直接冻结在蒸发盘管上，融冰是使空调回水通过冰与冰之间形成自然通道，与