第9章++蓄冰技術

1、第9章 蓄冰技術基本概念v利用某些工程材料的蓄冷特性，儲藏冷能并加以合理使用的一種蓄能技術。蓄冰產品過冷水制冰二元溶液制冰間斷剝離連續(xù)剝離機械剝離法熱融解剝離法收獲制冰法動態(tài)制冰管外融冰）直接蒸發(fā)制冰（金屬盤華源蕊心冰球華源小冰球冰球封裝冰系統(tǒng)），直接外融冰（翅片盤管）間接外融冰（外融冰系統(tǒng)高靈內融冰系統(tǒng)盤管系統(tǒng)間接蒸發(fā)制冰靜態(tài)制冰蓄冰系統(tǒng)CIATHDHYBACBACGEMINIFAFCOEVAPCOBACRUNPAQ/v冰蓄冷系統(tǒng)與產品分類靜態(tài)制冰與動態(tài)制冰比較（靜態(tài)制冰）v概念制冰過程中冰不移動，制冰設備與蓄冰設備為一體。盤管系統(tǒng)、冰球系統(tǒng)均屬于靜態(tài)制冰系統(tǒng)。v優(yōu)點技術成熟、簡單、可靠結冰

2、率IPF較高v缺點冰的厚度隨著制冰時間的增加而增加，后期效率有所下降蓄冰槽既充當蓄冰容器，又充當制冰融冰換熱器，蓄冰槽成本較高通常為載冷劑系統(tǒng)（直接蒸發(fā)盤管系統(tǒng)除外），經過二次換熱，造成二次損失（傭損失）靜態(tài)制冰與動態(tài)制冰比較（動態(tài)制冰）v概念 制冰過程中冰連續(xù)或間斷性的離開制冰器，制冰設備與蓄冰設備分離。包括收獲式制冰、二元溶液制冰和過冷水制冰等。v優(yōu)點制冰設備與蓄冰設備分離，制冰設備體積可以較小，蓄冰設備不需要換熱，成本低。結冰厚度小，制冷效率較高均為直接蒸發(fā)制冰，沒有載冷劑二次損失（傭損失）v缺點控制與設備相對復雜熱融解脫冰會影響總體效率，制冷劑閥門切換對防泄漏要求高機械脫病設備較復雜，

3、維護費用較高二元溶液制冰與過冷水制冰都存在冰堵風險，仍在研究之中結冰率IPF較低技術相對不成熟間接蒸發(fā)與直接蒸發(fā)制冰比較（間接蒸發(fā)制冰）v概念制冷機制出低溫載冷劑（乙二醇溶液），由載冷劑制冰。v優(yōu)點技術成熟，控制相對簡單制冷劑用量少v缺點經過二次換熱，造成二次損失（傭損失）間接蒸發(fā)與直接蒸發(fā)制冰比較（直接蒸發(fā)制冰）v概念制冷劑在管內蒸發(fā)，水在管外結冰。制冷劑直接蒸發(fā)制冰，不需載冷劑v優(yōu)點直接蒸發(fā)制冰，沒有載冷劑二次損失（傭損失）v缺點制冷劑用量大，成本高對蓄冰設備（蒸發(fā)器，制冰設備）的承壓、防泄漏要求較高，成本高只能外融冰，蓄冰率IPF不能太大，因此蓄冰設備體積較大系統(tǒng)聯(lián)合供冷需要雙蒸發(fā)器盤管

4、系統(tǒng)與冰球系統(tǒng)比較（盤管系統(tǒng)）v概念由制冷機制出的低溫載冷劑在管內循環(huán)，盤管外的水結冰v優(yōu)點盤管同程連接，流量分配均勻，無死角，蓄冰槽內結冰均勻載冷劑管內循環(huán)，用量少管外結冰，結冰時無內應力隨著結冰厚度的增加，冰的外表面換熱面積也增加，因此熱阻增加較慢，制冰效率下降緩慢融冰速率穩(wěn)定v缺點一旦盤管泄漏，會影響系統(tǒng)運行，對可靠性要求較高盤管系統(tǒng)與冰球系統(tǒng)比較（冰球系統(tǒng)）v概念由制冷機制出的低溫載冷劑在冰球外循環(huán)，冰球內的水結冰v優(yōu)點系統(tǒng)可靠，個別冰球破裂不影響系統(tǒng)運行可根據現(xiàn)場場地設計蓄冰槽，冰球安裝較方便蓄冰槽內存有大量顯熱，可以實現(xiàn)早高峰避峰運行v缺點載冷劑流程較短，可能有傳熱死角產生蓄冰槽內

5、結冰相對沒有盤管均勻（1、乙二醇進口處結冰快，出口處結冰慢；2、蓄冰容器相互獨立，可能造成少數冰球（尤其是出口端）長期處于過冷狀態(tài)）隨著結冰厚度增加，冰與水之間的面積也減小，因此熱阻增加較快，通常冰球系統(tǒng)制冰效率低于盤管系統(tǒng)。內融冰系統(tǒng)與外融冰系統(tǒng)比較（內融冰系統(tǒng)）v概念融冰時，高溫乙二醇溶液在盤管內循環(huán)，冰環(huán)由內向外融化。v優(yōu)點系統(tǒng)成熟、可靠，控制簡單冰與冰之間不需留水流（或氣流）通道，制冰率可以較高v缺點難以提供3以下出水溫度，融冰速率較低內融冰系統(tǒng)與外融冰系統(tǒng)比較（直接外融冰）v概念融冰時，高溫回水直接流經冰外表面，冰由外至內融化v優(yōu)點高溫回水直接與冰接觸，融冰速率快，出水溫度低v缺點系

6、統(tǒng)與控制較復雜蓄冰槽為開式，需保證系統(tǒng)管道中水不倒入蓄冰槽而使蓄冰槽溢流對于多個蓄冰槽，難以保證各蓄冰槽流量均勻內融冰系統(tǒng)與外融冰系統(tǒng)比較（間接外融冰）v概念在蓄冰槽底部鼓氣擾動使槽內水與冰充分換熱，在蓄冰槽頂部安裝一個翅片盤管融冰v優(yōu)點融冰翅片盤管為閉式，系統(tǒng)控制相對簡單各翅片盤管同程連接，流量分配均勻v缺點翅片盤管既增加蓄冰槽體積，又增加蓄冰槽成本高溫回水沒有直接與冰接觸，換熱效果不如直接外融冰蓄冰產品v凍結形式完全凍結式蓄冰盤管在融冰過程中，冰與盤管之間形成一個水環(huán)，隨著水環(huán)直徑的增大，融冰速率下降較快。不完全凍結式蓄冰盤管在融冰過程中，始終保持冰與盤管的接觸，保證了穩(wěn)定的融冰速率及穩(wěn)定

7、的出口溫度。蓄冰產品v蓄冰盤管形式 U形 螺旋形 蛇形蓄冰產品形式v蛇形盤管華源蓄冰產品形式v源牌螺旋形盤管源牌蓄冰產品形式v源牌重疊型盤管蓄冷設計模式控制策略主要針對部分負荷蓄冷主要針對部分負荷蓄冷制冷機和蓄冰系統(tǒng)流程配置v串聯(lián) 原理圖v并聯(lián) 原理圖冰蓄冷系統(tǒng)形式v冷媒盤管式v完全凍結式v封裝式v片式滑落式v冰晶式雙金屬蕊心冰球 v采用金屬蕊心，傳熱效率高，結冰、融冰速度快，系統(tǒng)效率高。與常規(guī)空調系統(tǒng)相比，該冰球系統(tǒng)在極短時間內可以達到降溫要求。v精確計算配重，結冰完成后，冰球在冰槽內處于懸浮狀態(tài)，解決以往冰球產品的短路問題。v采用PE材質外殼，不腐蝕、壽命長。 v采用專利密封技術。 v系統(tǒng)

8、簡單可靠，無壓設計，可適用于開式、閉式、地上、地下、鋼制、混 凝土制各式儲冰槽（罐）和筏式基礎槽，亦可不占用有效建筑空間。 v系統(tǒng)擴容簡單，個別冰球被損，不影響系統(tǒng)使用。導熱塑料盤管蓄冰裝置導熱塑料盤管蓄冰裝置 v 采用導熱塑料，既保持了塑料本身抗腐蝕的特點，又具有較高的換熱性能，蓄冰、融冰效率高。v 優(yōu)化設計傳熱面積，以獲得最大的結冰、融冰速率。v 重量輕，施工易行。v 載冷劑管內循環(huán)，用量少。v 結冰厚度小，制冷主機效率高。 v 全新設計，可實現(xiàn)不停機維修。v 融冰時采用專利技術始終保持冰與盤管接觸，載冷劑出口溫度穩(wěn)定。能實現(xiàn)蓄能空調系統(tǒng)模型蓄能空調系統(tǒng)模型 案例：廣州大學城區(qū)域供冷系統(tǒng)案例：廣州大學城區(qū)域供冷系統(tǒng) v廣州大學城擬建建筑面積724萬m2，建成后將有500萬m2的建筑納入區(qū)域供冷系統(tǒng)，總制冷總裝機容量11.7萬RT，分4個集中冷站，第1冷站采用溴化鋰和常規(guī)電制冷機組，2-4冷站采用冰蓄冷系統(tǒng)，總蓄冰量達到25.2萬RTh，建成后將成為全球第二大冰蓄冷區(qū)域供冷系統(tǒng)，僅次于美國芝加哥市UNICOM區(qū)域供冷項目（31萬RTh）。 國家電力調度中心冰蓄冷中央空調系統(tǒng)國家電力調度中心冰蓄冷中央空調系統(tǒng)v國家電力調度中心位于北京市長安街，總建筑面積超過7