水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷的优缺点简单说明2001.12.25
水蓄冷技术的优势分析
水蓄冷技术的优势分析摘要：随着社会的发展,能源越来越紧缺，而建筑的能耗占能源消耗的很大一部分，我国近些年来一直倡导建筑节能，水蓄冷技术作为新发展的一项技术也被广泛应用。
本文主要根据工程实际情况，介绍水蓄冷技术和它的一些优势。
Abstract: With the development of the society, energyincrease and building energy consumption accounts for a large part of the energy consumption. In recent years, China has been advocating the building energy efficiency, water storage technology as a new development of a technology is aslo widely used. This article is mainly based on the actual situation of the project to introduce the water storage technology and some of its advantages.关键词：节能水蓄冷削峰填谷节省一、水蓄冷技术发展的必要性环境污染和能源危机已成为当今社会的两大难题，如何合理的利用能源为人类创造现代生活已经成为当今社会的共识。
在人类共同警视的时期，蓄能空调应运而生。
随着社会的发展电力工业作为国民经济的基础产业，以取得了长足的发展。
但是，电力的增长仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用电的急剧增长的需要，全国缺电情况仍未得到根本的改变。
目前电力供应紧张表现在以下两点：第一点电网负荷率低，系统峰谷差加大，高峰电力严重不足致使电网经常拉闸限电。
电网的峰谷差占高峰负荷的比例已高达25%～30%。
冷形式介绍
1. 冷形式介绍蓄冷系统主要包括水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷等集中方式。
水蓄冷主要技术特点是：可以利用常规冷水机组即可进行蓄冷，但是由于是用于显热蓄冷方式，同样蓄冷规模的条件下其所需的蓄冷水池体积最大，通常在单位面积昂贵的商业建筑中较难找到相应的空间去放置蓄冷水池。
共晶盐蓄冷的技术特点是：其可以利用常规冷水机组即可进行蓄冷，此种方式通过利用高温相变材料完成蓄冷和供冷过程，同时，其所需要的蓄冷体积较水蓄冷小，较冰蓄冷大。
此种方式的释冷温度通常较高，适用于对除湿要求低以及改造项目。
目前国内应用案例相对较少。
冰蓄冷系统是目前应用最为普遍的蓄冷技术，由于其蓄冷体积相对最小，因此，在商业项目中应用比较普遍，本文将在随后主要研究冰蓄冷系统的经济性进行分析。
2. 冰蓄冷系统介绍冰蓄冷系统主要是利用水、冰转变过程中的潜热迁移等特性，利用城市电网低谷电开机蓄冷，并于电网用电高峰时段释放冷量，以缓和电网峰段电力供需矛盾，达到“ 移峰填谷”的目的。
即尽可能利用低谷电力负荷，使制冷机在满负荷情况下运转，将空调全部或部分冷量以潜热形式储存，一旦出现高空调冷负荷，则令冰融化后以低温水形式提供空调所需冷量。
这样可以有效地减少所需制冷设备的数量，降低使用高峰期的制冷用耗电量，并能保证在低谷期有效地利用电力资源。
冰蓄冷系统是国家在发展过程中能源紧缺及缓解电网负荷分布不均匀时期的产物，系统的优势是利用了国家在能源紧缺时的用电政策，进而节约了运行成本。
也可促进地区电网负荷分布的合理性；同时，尽管蓄冰系统利用电价差节省了项目的运行费用，但其亦消耗了更多的电能。
水蓄冷与冰蓄冷的比较
八、水蓄冷与冰蓄冷的比较一. 水蓄冷与冰蓄冷比较将水蓄冷与冰蓄冷进行比较，这二种蓄冷方式的最大不同就是水蓄冷是利用水的温度变化（显热变化）进行蓄冷，而冰蓄冷利用水的相态变化（相变所需的潜热）进行蓄冷。
因此，冰、水蓄冷系统在下列方面发生了变化。
（1）蓄冷系统制冷机的容量从冰蓄冷简介中知道：冰蓄冷制冷机组蓄冷工况下的制冷能力系数C f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低了0.4～0.35，也就是说冰蓄冷在希望利用蓄冷系统减少制冷机组容量的愿望很难实现。
而水蓄冷就不存在这一问题。
（2）蓄冷装置的蓄冷密度从冰蓄冷与水蓄冷的简介中知道：冰蓄冷槽的蓄冷密度为（40～50kW /m3），蓄冷水池的蓄冷密度为（7～11.6kW /m3）。
冰蓄冷槽的蓄冷密度是蓄冷水池蓄冷密度的5倍左右。
这里要说明一下，就是关于水蓄冷与冰蓄冷的占地问题。
通常在人们的心目中，一说起水蓄冷，就有水池容积大，要占用大块地方。
其实这是一种错觉。
产生这一错觉的原因是：以为冰蓄冷利用的是水的潜热，而物态变化的热潜热是比较大的（往往人们对凝固热不太熟悉，又经常与汽化热来衡量），认为蓄冰槽内冰的容积比例可为1，因此，远远夸大了蓄冰槽蓄冷密度。
而实际上蓄冰槽的蓄冷密度仅是蓄冷水池蓄冷密度的5倍左右，以目前使用最多的冰盘管为例，冰蓄冷槽需要安装在室内，并要求有一定的安装距离。
我们曾对某一冰蓄冷系统与水蓄冷系统进行比较，如果将蓄冰槽安装的场地全部空间改为蓄冷水池，再加上该建筑物的消防水池，二者的蓄冷能力近乎相当。
（3）蓄冷装置的兼容性水蓄冷系统的蓄冷水池冬季可作为蓄热水池使用，这一点对于热泵运行的制冷系统是特别有用的。
而冰蓄冷系统蓄冰槽则没有此功能。
（4）蓄冷系统的建设投资冰蓄冷与水蓄冷相比，一般来说，水蓄冷系统基本建设投资不高于常规空调系统，而冰蓄冷系统基本建设投资比常规空调系统高出20％以上。
冰蓄冷的缺点：冰蓄冷的用电量高于常规空调20％左右，水蓄冷则可节省制冷用电10％左右。
水蓄冷与冰蓄冷的比较
水蓄冷与冰蓄冷比较将水蓄冷与冰蓄冷进行比较，这二种蓄冷方式的最大不同就是水蓄冷是利用水的温度变化（显热变化）进行蓄冷，而冰蓄冷利用水的相态变化（相变所需的潜热）进行蓄冷。
因此，冰、水蓄冷系统在下列方面发生了变化。
（1）蓄冷系统制冷机的容量从冰蓄冷简介中知道：冰蓄冷制冷机组蓄冷工况下的制冷能力系数C为0.60.65 （制冰温度为-6C时），其制冷能力比制冷机组在空调工况低了0.4〜0.35，也就是说冰蓄冷在希望利用蓄冷系统减少制冷机组容量的愿望很难实现。
而水蓄冷就不存在这一问题。
（2）蓄冷装置的蓄冷密度从冰蓄冷与水蓄冷的简介中知道：冰蓄冷槽的蓄冷密度为（40〜50kW/m3），蓄冷水池的蓄冷密度为（7〜11.6kW /m3）。
冰蓄冷槽的蓄冷密度是蓄冷水池蓄冷密度的5倍左右。
这里要说明一下，就是关于水蓄冷与冰蓄冷的占地问题。
通常在人们的心目中，一说起水蓄冷，就有水池容积大，要占用大块地方。
其实这是一种错觉。
产生这一错觉的原因是：以为冰蓄冷利用的是水的潜热，而物态变化的热潜热是比较大的（往往人们对凝固热不太熟悉，又经常与汽化热来衡量），认为蓄冰槽内冰的容积比例可为1,因此，远远夸大了蓄冰槽蓄冷密度。
而实际上蓄冰槽的蓄冷密度仅是蓄冷水池蓄冷密度的5倍左右，以目前使用最多的冰盘管为例，冰蓄冷槽需要安装在室内，并要求有一定的安装距离。
我们曾对某一冰蓄冷系统与水蓄冷系统进行比较，如果将蓄冰槽安装的场地全部空间改为蓄冷水池，再加上该建筑物的消防水池，二者的蓄冷能力近乎相当。
（3）蓄冷装置的兼容性水蓄冷系统的蓄冷水池冬季可作为蓄热水池使用，这一点对于热泵运行的制冷系统是特别有用的。
而冰蓄冷系统蓄冰槽则没有此功能。
（4）蓄冷系统的建设投资冰蓄冷与水蓄冷相比，一般来说，水蓄冷系统基本建设投资不高于常规空调系统, 而冰蓄冷系统基本建设投资比常规空调系统高出20%以上。
冰蓄冷的缺点：冰蓄冷的用电量高于常规空调20%左右，水蓄冷则可节省制冷用电10%左右。
水蓄能冰蓄能比较
蓄能空调分为水蓄能空调和冰蓄能空调，实践证明水蓄能空调在实际应用中比冰蓄能空调更具优势。根据各地不同峰谷电价差，以及蓄能空调采用蓄能量的不同，冰蓄能空调用户可节约空调运行电费10%～40%，水蓄能空调用户可节约空调运行费30%～70%。
水蓄能空调
冰蓄能空调
1、投资比较
无论是新建还是改造项目，水蓄能项目仅需要增加蓄水池及其组件、蓄放冷泵和自控系统即可，主机及其它设备同常规水系统空调，因此初投入较冰蓄能低。还可以共用消防水池，省去消防水池的投资。
由于冰蓄能空调投入较水蓄能空调多，效率也比水蓄能空调低30%～50%，同时蓄冰槽还要占据室内空间，也不能减少消防水池的投入，因此冰蓄能空调比常规水系统空调多出的投资要比水蓄能空调回收期长，一般只需四年以上才能回收多投入部分。
4、蓄能形式比较
水蓄能空调是利用水的显热来蓄能的，因此可以以蓄冷和蓄热的两种形式来蓄能，即可给冷暖型空调系统提供蓄能源。所以水蓄能空调准确的说不只是水蓄冷空调。
冰蓄能空调在蓄冰时，乙二醇系统温度需要降到-6℃以下，此时主机效率是常规水系统空调主机的55%～65%,加上乙二醇比水的换热效率要差，因此蓄冰空调即使考虑到夜பைடு நூலகம்冷却水低温之后，整体还是要比常规水系统空调效率低30%～35%。
3、投资回收期比较
由于水蓄能空调投入较冰蓄能空调少，效率也比冰蓄能空调高30%～50%，还能减少消防水池的投入，所以水蓄能空调比常规水系统空调多出的投资要比冰蓄能空调回收期要短，一般只需两年左右即可回收多投入部分。
冰蓄能空调系统复杂，设备繁多，冰水转化存在相变过程，控制比较复杂，运行可靠性不如水蓄能空调。
6、改造适应性比较
水蓄能空调制冷主机采用常规制冷主机，仅需要增加蓄水池及其组件、蓄放冷泵和自控系统即可，因此既适用于改造项目也适用于新建项目。
中央空调蓄冷技术应用分析
中央空调蓄冷技术应用分析在城市建筑能耗加速增长的背景下，中央空调采用蓄冷技术对电网负荷移峰填谷正在逐渐地受到市场的重视。
文章分析了中央空调四种主要蓄冷技术的特点及优缺点，并从经济性角度着重探讨了实际应用比较成熟的水蓄冷和冰蓄冷两种技术。
标签：中央空调；水蓄冷；冰蓄冷；经济性1 中央空调主要蓄冷技术目前的中央空调蓄冷技术主要包括水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷和气体水合物蓄冷等。
1.1 水蓄冷技术利用4℃～7℃的低温水进行显热蓄冷。
通过管道及阀门的切换，满足蓄冷和放冷工况的需求，如图1所示。
1.2 冰蓄冷技术选用蓄冰和低温送风系统相结合的蓄冷、供冷方式，可节省初投资、运行费用，已成为建筑空调技术发展的方向之一。
冰蓄冷系统流程图如图2所示。
（1）优点：蓄冷槽融冰放冷属恒温相变过程，水温稳定，冰蓄冷槽的冷损失小。
（2）缺点：蒸发温度降低，使压缩机COP减小；设备与管路比水蓄冷的复杂，常规空调系统改造，用冰蓄冷困难较大。
1.3 共晶盐蓄冷技术共晶盐蓄冷技术是常见的中央空调蓄冷技术中的一种，与上述两种技术相比有着比较明显的优点。
共晶盐蓄冷又被称为共晶盐相变蓄冷，能够通过共晶盐材料提升制冷剂运转效率。
因此，该系统不仅有着冰蓄冷系统的优势，还有着水蓄冷系统的优势。
当前我国对共晶盐蓄冷技术开展的研究主要集中在共晶盐相变材料的研发、选择、配比、组装等方面，并且已经取得了一定的成效。
1.4 气体水合物蓄冷技术该技术在环保节能方面有着比较突出的表现，是一种新型的蓄冷方式，能够避免出现冰蓄冷技术效率不高、水蓄冷技术密度较低、共晶盐蓄冷技术交换律不高等问题，被认为是最为理想的蓄冷技术选择。
该技术的原理主要是利用了气体水化物的特征，气体水化物实质是一种包络状的晶体，将来自外界的气体分子全部紧紧的包裹在自身的水分子网格状结构中，通过物理力量、分子间的作用力，相互吸引，并且使得水在0℃之上构成比较牢固稳定的晶体，达到蓄冷的目的。
当前对这项技术的研究主要集中在系统研发、组装方面，并且从力学的角度对其展开研究，希望找到能效更高的添加剂应用在这一系统中。
水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析
水蓄冷、冰蓄冷空调系统浅析蓄冷技术，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。
冰蓄冷、水蓄冷方面总结
1 本资料由“江南雨”整理总结 共1页冷蓄冷系统特点：1、电力移峰填谷、均衡电力负荷，社会效益显著；2、享受峰谷电价，与常规空调相比，运行费用大大降低，经济效益显著；3、降低电力设施投资(无电力增容费)，冷机无需按峰值负荷造型，冷机容量和装设功率小于常规空调系统，一般可减少30%～50%，电力高压侧和低压侧容量减少，降低电力建设费用；4、充分利用设备，冰蓄冷空调制冷满负荷运行比例增大，提高冷机COP值和运行效率，冷机工作状态稳定，提高设备利用率并延长机组寿命；5、投资比较，冰蓄冷空调一次性投资比常规空调略高(仅机房部分，末端设备与常规空调系统相同)，但若计入配电设施建设费等，有可能投资相当或增加不多，甚至可能投资降低。
效率比较：夜间冷机制冷工况进行时，由于气温下降带来的得益可补偿由蒸发温度下降所带来的损失。
全负荷蓄冰空调系统运行电费最省，但由于设备的使用效率低（主机高峰期不运行），所需的主机和储冰器的容量较大，与主机配套的冷却塔和电力设备也大，一次投资费用最多。
因此全负荷蓄冰空调在实际工程中较少采用。
部分负荷蓄冰空调在日间电力高峰期，由储冰器和制冷主机联合供冷，设备的使用效率高，相对于全负荷蓄冰模式，主机和储冰器的容量最多可减少至近一半，可实现最少的初投资和最短的投资回收期。
但该模式的运行电费比全负荷蓄冰模式高。
新建项目的投资比较：水蓄冷空调增加了水蓄冷槽、蓄冷放冷泵，但减少了主机系统的配置容量，因此初投资与常规空调系统基本相当，甚至低于常规空调系统。
冷蓄冷空调由于需增加双工况主机、冰蓄冷设备、乙二醇溶液、乙二醇泵、低温板换等设备，因此初投资明显高出常规空调系统。
系统效率比较：水蓄冷空调系统在蓄冷时比常规系统出水温度低3℃左右，主机的COP值降低有限，考虑到整个系统节能性(如蓄冷时夜间气温比较低，冷却效率高)水蓄冷系统基本不增加耗电量，多数系统甚至可节省电量，真正做到节钱又节能。
冷蓄冷空调系统在制冰时，其乙二醇溶液温度需降至‐6℃左右，比常规空调系统温度降低了13℃左右，因此冰蓄冷空调比常规空调的COP值下降了30%～35%。
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水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷的优缺点简单说明：
一、水蓄冷
1.1、水蓄冷的优点
1.1.1、能使用常规冷水机组，制冷效率高
1.1.2、初投资低，可结合地下消防水池等作蓄冷器
1.1.3、可用作蓄冷和蓄热双用途
1.1.4、技术要求低，操作维修方便，适用于常规空调系统的扩容和改造
1.1.5、自控简单
1.1.6、压缩机型式可任选
1.2、水蓄冷的缺点
1.2.1、蓄冷密度低，蓄水池占地面积大，容积大、冷损大（10％－15％）
1.2.2、开启式水池，易受污染，管道易腐蚀
1.2.3、不易用于闭式水系统，输水能耗大
二、冰蓄冷
2.1、冰蓄冷的优点
2.1.1、蓄冷槽容积小、，冷损小（2％－3％）
2.1.2、水温低，可采用低温送风，节约水管、风管材料，水泵、风机能耗，降低噪声2.1.3、水温低，除湿能力强，提高空调的舒适性
2.1.4、易实现闭式系统，水泵耗能小，不易污染
2.1.5、易实现产品定型化工厂生产
2.2、冰蓄冷的缺点
2.2.1、制冷机COP下降20％－40％，冷量下降20％－38％左右
2.2.2、运行控制要求高，投资较大
2.2.3、保温要求高
2.2.4、压缩机使用有限制，常用螺杆式、往复式
三、共晶盐蓄冷
3.1、共晶盐蓄冷的优点
3.1.1、主机效率高，接近常规冷水机组的效率
3.1.2、易用于现有的空调系统，尤适用于常规空调改造和扩容
3.1.3、管线无冻结问题
3.1.4、蓄冷能力在水与冰之间
3.1.5、压缩机型式可任选
3.1.6、运行和储冷可同时进行
3.2、共晶盐蓄冷的缺点
3.2.1、蓄冷材料价格高，寿命短
3.2.2、系统复杂，控制要求高
3.2.3、相变温度为8.3℃，冷冻水须进一步降温后才能使用。