冰蓄冷的基本原理:
常规电制冷中央空调系统分为两大部分:冷源和末端装置。冷源由制冷机组提供6~8度的冷水给末端装置,通过末端中的风机盘管,空调箱等空调设备降低房间温度,满足建筑物舒适空调要求。采用蓄冰空调系统后,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%,在电网后夜低谷时段(低电价)开机,用制冰蓄冷模式将冷量储存在蓄冰设备中;而后在电网用电高峰(高电价)时段,制冷机组满足部分空调设备,其余部分用蓄冰槽融冰输出冷量来满足,从而达到“削峰填谷”,均衡用电及降低电力设备容量的目的。
蓄冰的优点:
(1)减轻电网压力
(2)节省电费
(3)节省电力投资
(4)节省空调设备费用
(5)降低设备噪音
(6)停电时利用备用小功率电机仍可维持空调运行
(7)利用较小的制冷机来满足短时间的大负荷
(8)节省空调及其电力设备的维护保养费用
(9)使用寿命长
(10)瞬间达到冷却效果
(11)减少烟尘和CO2的排放量及CFC用量,具有环保效益。
蓄冰桶功能:
蓄冰桶有三个功能:
1、蓄冰桶可作为蓄冰容器。
2、蓄冰桶需要一个热交换器,以便将高压冷冻水系统和常压下的蓄冰桶分开。
3、蓄冰桶起到热交换的作用,把不结冻的液体(冷媒或者乙二醇)和冻结的介质水分开。高灵蓄冰系统充分满足上述三个要求。
蓄冰系统的运行:
夜间,冷水机组保持乙二醇在-3℃~ -4℃,此冰冷的乙二醇溶液会在机组与冰桶的热交换之间对流,慢慢的将冰桶内的水结成冰块。在制冰运行时,乙二醇是不通过空气处理机组的。
日间,由冷水机组回来的11℃部分溶液通过冰桶冷却至1℃;另一部分11℃的溶液则与由冰桶出来1℃的混合在一起而成为6℃,再而进入空气处理机组,约在13℃离去。设定在6℃的三通控制阀操作此混合状态。空气处理机组将24℃的空气冷却到13℃﹙常温系统﹚。
春秋季的日间,可以随意由冷水机组或蓄冰桶提供建筑物的全部冷量。
蓄冰系统的优点:
(1)占用的空间较小,“冰蓄冷”比“水蓄冷”占用的空间大约小90%。
(2)它一种绝热体,蓄冰桶是一个很大的隔热体,故只有很小很小的损失。也不会有冻坏的危险。
(3)封闭的乙二醇循环系统,泵的功率小,不需要水处理。
(4)蓄冰桶具有慢慢溶化特点,以前设计的直接膨胀式蓄冰系统,冰是直接冻结在金属管子上(冷媒在管内),有时结冰厚度达75mm,造成了不均匀的现象。
(5)蓄冰桶与蒸发器分开,使蒸发器可以在任何时间内操作。直接膨胀式蓄冰就没有这样灵活。
(6)安装快,可以放在室外,也可以埋在地下。
蓄冰空调系统主要形式及其比较:
项目 |
分类 |
蓄冰系统原理 |
优点 |
缺点 |
说明 |
静态制冰系统 |
冷媒盘管式(外融冰) |
蓄冰时,低温冷媒流经冰槽内的盘管,使管外的水冻结成冰。融冰时,空调的热回水直接融化冰层,使槽内的冰释放出冷能。 |
可在短时间输出大量低温冷水(1 ℃左右) |
制冷剂用量大,盘管焊接处易发生泄漏,维修困难;蓄冰槽内需保留50%以上的水,冰槽体积增大,容易造成冷桥现象。蓄冰槽内结冰和融冰的均匀性不易控制 |
在中央空调领域应用较少 |
完全冻结式(内融冰) |
蓄冰时,经制冷机冷却的低温乙二醇溶液进入蓄冰桶的蓄冰换热器内,将蓄冰桶内静止状态的水冷却并冻结成冰。当蓄冰过程完成时,整个蓄冰设备的水将基本完全冻结。融冰时,经板式换热器换热后的系统回流的温热乙二醇溶液进入蓄冰换热器,将蓄冰桶内的冰逐渐融化,使乙二醇溶液温度降低,再送回负荷端满足空调冷负荷的需要。 |
可采用高效率离心式制冷主机,更节能。采用标准制冷设备,冷媒量少,不易泄漏。容易并入一般空调设计,设计与使用方便。蓄冰盘管外的水可完全冻结成冰,蓄冰槽体积小。内融冰方式,传热效果好。维护保养工作与一般空调系统相同,简单易行 |
采用乙二醇溶液作为二次冷媒进行储冰与融冰,增加了一次换热损失,需增加换热面积补偿。 |
技术较成熟,75%的蓄冰系统采用此种形式 | |
封装冰式(圆球型、长方型或哑铃型) |
封装冰式蓄冷系统是在高密度聚乙烯容器内装填水及冰成核剂作为蓄冷介质。蓄冰时,低温乙二醇溶液流经容器外部,则内部的水逐渐由外向内结冰。融冰时,从空调末端回流的温热乙二醇溶液流经容器外部,使容器内的冰逐渐由外而内融化释冷。 |
生产、施工较为简单 |
容器多次伸缩,有内应力,易老化变形导致泄漏。蓄冰槽内结冰和融冰的均匀性不易控制。制冰温度较低,耗电量增加。乙二醇溶液用量大。蓄冰设备的维护检修十分不便。采用开式系统会带来乙二醇溶液腐蚀性问题。 |
在中央空调领域应用比较少 | |
动态制冰系统 |
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可利用较小容量制冰机供应短时间急需的较大负荷。冰晶较均匀,换热面积大,融冰释冷速率极快。 |
制冰机价格较高。制冰系统由多个制冷组件构成,需要进行冷媒系统的连接,设计、安装专业性强。乙二醇溶液用量大。动态部件需要进行检修、更换。采用开式系统,具有乙二醇溶液腐蚀性问题。 |
在中央空调领域应用少 |
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