地源热泵冰蓄冷的系统怎么设计

1、模块化设计

模块化设计，当万一有个别高灵蓄冰桶泄漏时，只需将该蓄冰桶关闭，其他蓄冰桶则可继续工作，不会影响整个系统运行。

2．对环境无污染，蓄冰桶内为乙二醇系统和冻结冰水系统，因其整体为封闭式结构，对环境无污染。

3．故障率低、使用寿命长，蓄冰桶内无运转部件，无内应力，故冰桶故障率低，设计使用寿命在20 年以上。

4．应用广泛，制冷主机可灵活选用活塞式、螺杆式、涡旋式，也可以使用三级离心式冷水机组。

5. 安装方式灵活、快捷，蓄冰桶在工厂内整体组装配管，发运至现场后作为成品只待就位。由于接管标准化，产品模块化、成品化，安装简单方便，现场无须制冷专业安装人员。

6. 对原有系统的改造扩建快捷、灵活，在扩建项目中，蓄冰桶模块化的设计能很方便地在原有系统上增加一个或者多个蓄冰桶，即可满足用户新的需求，实现用户中央空调系统的升级换代。在改造项目中，只需断开部分管路，就地改造原有的冷却盘管，便可使系统更新为蓄冰系统。

7. 单元体积小，可充分利用有效空间，蓄冰桶直径分别为2.3 米和1.8 米，根据蓄冷量不同，蓄冰桶高度分为各种规格，可充分利用建筑物内边角等废弃空间。蓄冰桶可根据空间的需要安装于室内、室外，甚至可以叠放，或埋在地下以节约空间；

8、灵活的设计使蓄冰空调系统均可达到五种运行模式：1.双工况主机制冰模式（夜间蓄冷）2.双工况主机制冰兼为未端供冷模式3.双工况主机单独供冷模式4.蓄冰桶融冰单独供冷模式

9、同普通的送风系统相比较，低温送风的好处包括减少初投资，养活耗电量和降低运行费用。采用名义温度7℃送风系统（6℃到8℃的范围）在具有蓄冰装置的应用中可以提供最大的好处。初投资的减少来自于空气处理机组、风管、水泵、管道和配电设备等规格的减少。有些建筑中，由于风管尺寸减小从而使要求的建筑层高减小，可以节约建造费用。例如，送风温度从136℃降到7℃。在送风和配水系统上的投资可减少14%—9%。将采用136℃送风温度的一般冷水机组与采76℃送风的蓄冰系统相比较时，净投资上的减少还包括在机组和蓄冰桶上的投资可减少5%-11%。

蓄冰系统与低温送风结合的系统在初投资上面是可以与常规空调系统相竞争的。在初投资相等的情况下。蓄冷系统具有常规系统无可匹敌的优点：它可以减小电力需求。对于冷水机组，风机和水泵的耗电量可减少50%甚至更多。增加高峰期以外的耗电千瓦小时数（KWH）而减少高峰期内的耗电量；至少可以减少用户的运行费用20%；它为用户提供了更加灵活的系统，包括将蓄存的制冷容量在短缺的时候提供给一些关键场合使用，并且它的维护要求也较低。一般来说，一天使用10—14小时的各种大楼，建议采用低温的送风系统和蓄冰系统。

10、蓄冰筒的材料技术要求

蓄冰筒外壳采用电冰箱外壳生产工艺，筒体由8MM工程材料制成；蓄冰筒保温材料由50毫米厚的聚氨酯发泡材料整体发泡而成，外壳用1.0毫米厚的防火防撞防潮铝合金保护板，整个蓄冰桶由聚氨酯发泡成为一个整体，具有强度高，保温性能好的特征；蓄冰筒的关键导热材料均系国外特殊定制进口，工厂化批量生产能保证每一个蓄冰筒性能完全一致；蓄冰筒采用逆流热交换器平均控制法，在结冰的过程中，水不会被冰包围，冰块可以自由滑动，因而避免产生应力或冻坏冰筒。

常用冷媒为乙二醇的水溶液。

除了空调供冷外，全天的其余时间全部用于蓄冷，这样可使主机的容量减少至最小值。

蓄冷比例的确定是非常重要的一个环节，在方案设计中一般先初步选择较典型的几个值（如30%等），经设备初选型，根据当地有关的电力政策并计算初投资、运行费、并考虑其它因素最后选定较佳的比例值。 蓄冰槽容量

Q′=n2*q*T2

板式换热器选型

F=Q/(K×Δtm)

公式中Q为总换热量；K为换热系数；Δtm 为对数平均温差； 冰蓄冷系统中，由于乙二醇价格较高，对水泵的密封性能要求较高。一般建议采用带机械密封的水泵，可以减少漏液或几乎不漏液。

水泵选型：根据流程，确定满足各种工况下的最大阻力和流量；为达到节能的目的，尽量选用多台泵。

该工程采用并联流程，初级泵流量=Q/C×Δt

扬程P(估算)=P主机+P蓄冷罐+P管道+P阀门

扬程P=P换热器+P蓄冷罐+P管道+P阀门

水泵选型后，还需与自控专业配合，校核各工况下的流量和阻力分配，以及三通阀的调节能力能否满足工况要求等。 a〕采用主机上游的串联系统，主机上游回水先流经主机，使主机在较高的温度下运行，提高了压缩机的效率，使能耗降低。

b〕蓄冰装置发科（FAFCO）标准蓄冰槽。发科（FAFCO）标准蓄冰槽有以下优点∶在保证导热性能的同时，彻底杜绝腐蚀隐患，重量轻；采用不完全冻结式，可提供稳定的低温载冷剂，减小循环水泵的流量及相应管道的管径，降低初投资；外结冰，无内应力，使用寿命长；传热面积大，结冰融冰速率稳定；结冰厚度薄，制冷主机运行效率高。

c〕设计日联合供冷时，采用主机优先模式，主机一直满负荷运行，机组利用率高，主机和蓄冷盘管容量最小，投资最节省。

d〕所有水泵采用原装进口优质产品，变频运行。整个供冷期，大部分时间都为部分负荷，水泵通过无级调速.变频，节能效果明显。

工作原理

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，以减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量。

流程

1、串联系统有机组位于蓄冰装置的上游和机组位于蓄冰装置的下游两种形式。   串联系统的制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置，以一套循环泵维持系统内的流量与压力，供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控，也可实现各种工况的切换。

2、并联系统有单（板式）换热器系统和双（板式）换热器系统。 并联系统的制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置，当最大负荷时，可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。

扩展资料：

冰蓄冷的特点

（1）转移制冷机组用电时间，起到转移电力高峰期用电负荷的作用。

（2）蓄冷空调系统的制冷设备容量和装设功率小于常规空调系统，一般可减少30%~50%。

（3）蓄冷空调系统的一次投资比常规空调系统要高。如果计入供电增容费及用电集资费等，有可能投资相对或增加不多。

（4）蓄冷空调系统的运行费用由于电力部门实行峰谷电价政策，比常规空调系统要低，分时电价差值愈大，得益愈多。

（5）蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行比例增大，状态稳定，提高设备利用率。

（6）蓄冷空调不一定节电，而是合理使用峰谷段的电能。

参考资料来源：百度百科-冰蓄冷

液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热、冷凝时的放热效应来实现制冷的。液体汽化形成蒸汽。当液体（制冷工质）处在密闭的容器中时，此容器中除了液体及液体本身所产生的蒸汽外，不存在其他任何气体，液体和蒸汽将在某一压力下达到平衡，此时的汽体称为饱和蒸汽，压力称为饱和压力，温度称为饱和温度。平衡时液体不再汽化，这时如果将一部分蒸汽从容器中抽走，液体必然要继续汽化产生一部分蒸汽来维持这一平衡。 液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却对象，使被冷却对象变冷。为了使这一过程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，并使其凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成液体，则所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低，我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行，因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。

制冷工质将在低温、低压下蒸发，产生冷效应；并在常温、高压下冷凝，向周围环境或冷却介质放出热量。蒸汽在常温、高压下冷凝后变为高压液体，还需要将其压力降低到蒸发压力后才能进入容器。

液体汽化制冷循环是由工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽冷凝、高压液体降压四个过程组成。 水系统工作原理

水冷中央空调包含四大部件，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，制冷剂依次在上述四大部件循环，压缩机出来的冷媒（制冷剂）高温高压的气体，流经冷凝器，降温降压，冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出，冷媒继续流动经过节流装置，成低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此次吸的热量将冷冻水温度降低，使低温的水流到用户端，再经过风机盘管进行热交换，将冷风吹出。

风系统工作原理

新风的传输方式采用置换式，而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法，户外的新颖空气经过负压方式会自动吸入室内，经过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时，会自动除尘和过滤。同时，再由对应的室内管路与数个功用房间内的排风口相连，构成的循环系统将带走室内废气，集中在排风口“呼出”，而排出的废气不再做循环运用，新旧风形良好的循环。

盘管系统工作原理

风机盘管空调系统的工作原理，就是借助风机盘管机组不断地循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度。盘管使用的冷水或热水，由集中冷源和热源供应。与此同时，由新风空调机房集中处理后的新风，通过专门的新风管道分别送入各空调房间，以满足空调房间的卫生要求。

风机盘管空调系统与集中式系统相比，没有大风道，只有水管和较小的新风管，具有布置和安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等优点，广泛用于温、湿度精度要求不高、房间数多、房间较小、需要单独控制的舒适性空调中。 美国、日本、加拿大和欧洲等经济发达国家纷纷将冰蓄冷技术引入到建筑空调系统。国内各主要传统空调厂家也已开始进行冰蓄冷等“非电”制冷技术方面的研发和储备。冰蓄冷作为一种新型的节能环保技术，在中央空调领域有着广阔的发展前景，新建工程，可以在设计施工阶段将常规空调系统修改为冰蓄冷空调系统。全国现有几百家单位在使用。2010年，我国自主研发的首台板式制冰蓄冷空调在实际应用中，经过权威部门认定，比传统空调节能40%以上，达到国际领先水平。这也为降低费用，全面推开冰蓄冷空调打下良好的基础。冰蓄冷的优势主要体现在利用电价差来实现节省资金、达到供冷要求。实际上国家的电力是处于供应紧张的状况，有些省市不得不拉闸限电。我国任何一个电力紧张的城市，夜间的电力都是过剩的。而电能的发、供、用是同时同步的，发出来的电是不能储存的。晚上没有用户用电，发出来的电就白白浪费了。为此国家和各地区就采取了峰谷电价政策，即削峰添谷；核心就是白天用电价格高，晚上用电价格低。

《2012-2017年冰蓄冷中央空调行业投资决策调研与趋势咨询报告》内容显示，在发达国家，60%以上的建筑物都已使用冰蓄冷技术。美国芝加哥一个城市区域供冷系统，600多万平方米的建筑共有4个冷站，城市集中供冷。其中芝加哥城市供冷三号冷站蓄冰量是12.5万冷吨时，电力负荷438兆瓦，每日制冰4700吨。从美、日、韩等国家应用的情况看，冰蓄冷技术在空调负荷集中、峰谷差大、建筑物相对聚集的地区或区域都可推广使用。目前我国每年新建建筑面积约20亿平方米，其中，城市新增住宅建筑和公共建筑约8亿～9亿平方米，为冰蓄冷技术的推广应用提供了巨大市场。我国每年公共建筑新增面积约3亿平方米，如30%的新建公共建筑采用冰蓄冷空调系统，全国每年可节电15亿千瓦时。从芝加哥的案例我们看到了冰蓄冷技术的应用前景，建议立即在国内推广使用这一技术。从技术成熟度、设备制造和施工能力、政策环境等方面看，冰蓄冷技术在我国全面推广应用已经具备了一定的基础条件，加大推广冰蓄冷技术势在必行。国家将进一步落实节能目标评价考核，形成技术推广的倒逼机制，完善激励政策，发挥市场机制作用，逐步形成市场为主导、企业为主体、政府引导、多方紧密协作的推广格局，因地制宜加快推广冰蓄冷技术。

冰蓄冷湿空气冷却新技术的特点：

（1）流经农产品的空气是湿空气，农产品不会干缩、变形和变色。

（2）冰蓄冷器中的冰水能保持恒定的冰点零摄氏度，采用冰蓄冷的湿空气，使入库农产品初冷速度快，在较短时间内即可达到冷藏所需温度。

（3）有用该项新技术后，农产品水分损失可比传统冷库保鲜减少50%左右。

（4）采用该项技术后，利用夜间电费低廉时将冷量储蓄，白天用电高峰，电费昂贵时，制冷机停机，用极小的能量将储蓄的冷量放出，可减小装机容量，节省运行费用。