冰蓄冷系统

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，把储存的冷 量释放出来，以满足建筑物空调负荷需要的空调系统。蓄能技术是转移高峰电力、开发低谷用电，优化资源配置，保护生态环境的一项重要技术措施。冰（水）蓄能 技术在中国20世纪90年代通过引进和发展，作为电能应用的一项成熟技术，已在大型商场、办公楼、商住楼、宾馆、饭店、娱乐场所、体育场馆、金融大楼、医 院、学校等场所得到了广泛的应用，效果显著，有着广阔的发展前景。

 

蓄冰空调的适用条件主要有两点：

• 合适的分时电价构成和相关优惠政策

• 空调负荷在用电峰谷时段有一定不均衡

蓄冰空调的优点主要分为两个部分，政府和建筑业主。

 

 政府方面的益处

•  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

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

 

建筑物业主方面的益处

• 节省运行费用

  · 减少在电价高峰期主机、冷却塔及冷却水泵的电力消耗

  · 设备满负荷运行比例增大 , 充分提高设备利用率和效率

  · 可增大冷冻水温差，减小冷冻水泵的能耗

• 减少设备的容量

  · 可减少30%~50%的主机装机容量和功率

  · 可减少冷却塔装机容量和功率

  · 减少相应的电力设备投资, 如: 变压器, 配电柜等

  · 减少管路系统及水泵的尺寸(大温差工况)

• 增加系统的安全性

  · 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

成功实现冰蓄冷系统需要注意以下几点：

蓄冰槽的性能

由于冰槽不能像冷水机组那样可以由控制中心来控制恒定的出水温度，所以蓄冰设备的热工性能更像换热器，只是这个换热器的其中一侧为冰水 混合物，其温度一直维持在0℃。所以蓄冰设备的热工性能主要是由蓄冰设备的材料及结构、蓄冰设备的换热面积、进入冰槽的乙二醇的温度以及乙二醇的流速所决 定。对于给定的蓄冰槽要控制融冰及结冰速率，只能通过调节进入冰槽的乙二醇的温度及流速来进行控制。一般来说进入冰槽的乙二醇流量越大，温度越高(结冰的 时候是温度越低)，融(结)冰的速率越快。

 

融冰及蓄冰的温度

融冰时冰槽的最高出口温度定义为融冰温度，蓄冰结束时进入冰槽的温度定义为蓄冰温度。影响融冰温度的因素有冰槽的结构、材料，冰槽换热面积以及冰槽内的剩余的冰量。

 

融冰的速率

对与给定的冰槽，其结构材料换热面积已经固定，它的融冰温度主要由冰槽内贮存的冰量与融冰的速率决定。如要控制冰槽的出口温度在某个值的话，需要控制融冰的速率不超过设定值，同时还要控制冰槽内贮存的冰量不能太少。

 

双工况主机

在大部分的蓄冷系统中，采用同一台主机白天制冷，夜间制冰，这样可以显著降低系统的初投资，这样的主机也叫双工况主机。

 

各种系统布置形式

对于冰蓄冷系统而言，根据主机相对于蓄冰槽位置可将系统分为串联系统和并联系统两大类。其中并联系统又可以分为主机上游和主机下游。其 中串联系统较易实现大温差设计，降低流量节约水泵的能耗，但是若主机布置于冰槽的上游则对冰槽的大小及融冰能力提出较高的要求，而主机布置于下游则会影响 主机的冷量和效率。实际设计时应明确业主要求和系统的设计思路根据需要选用不同的系统布置方式。

 

正如上段所言，应用于冰蓄冷的机组除了需要在制冰模式下正常工作以外，绝大多数情形都是双工况机组，即白天制冷夜间制冰。由于制冰模式下机组的运行工况相对于常规制冷有极大不同，故冷量会产生较大的衰减。且由于系统布置的不同又会对机组产生其他的限制。

基于以上特点，冰蓄冷机组需要满足以下几点要求：

• 能够在低温工况和常规工况下平稳运行，制冰时由于压差较大，若为离心机组则须要求机组不会发生喘振

• 在使用载冷剂及低温工况的情况下，制冰量要求越高越好。越高的制冰量可以使机组白天运行时间更短，可更快的回收初投资。

• 在使用载冷剂及低温工况的情况下，机组效率要求越高越好。越高的效率可节约更多的电能，既降低运行费用又节约能源。

• 对于串联布置主机位于下游或并联大温差设计的系统，要求低温工况下主机的冷量和效率不能衰减过大。若主机的冷量和效率衰减过大，则该布置形式所体现的节约水泵能耗，降低初投资的目的将没有意义。

• 考虑到冰蓄冷系统结合其他节能系统技术应用的方式，要求机组可以满足低流量、变流量的运行要求。冰蓄冷系统可结合大温差技术及一次泵变流量技术设计，可最大程度的节约运行费用。