選擇什麼樣的系統流程和蓄冰裝置（類型、容量）：

1 空調逐時負荷的具體情況以及特點是選擇系統流程的核心因素；

2蓄冰裝置較大程度地影響着系統流程的選擇；(蓄冰裝置的比較)

3 目前主流的系統流程是采用不完全凍結式蓄冰盤管的制冷主機上遊的串聯系統，部分建築因其負荷特點可考慮采用冰球的并聯系統；

4 受系統初投資以及機房占地的制約，目前主流的蓄冰系統為分量式蓄冰模式；

5 目前各種品牌的蓄冰裝置基本上都能根據不同建築的情況選擇适用的系統流程，但是系統一些關鍵參數有所不同，在競争過程中具體分析其優勢及劣勢，但是掌握公司目前主推的各種流程是基礎，熟練之後就可舉一反三進行其他廠家的流程優劣分析。

選擇什麼樣的制冷主機：

冰蓄冷系統用冷水機組的選擇主要取決于機組可以獲得的出水溫度、容量範圍、效率和價格。此外，制冷劑類型和自控系統也應考慮。

1、容量因素：冷水機組有往複式、螺杆式、離心式、蝸旋式以及吸收式等機組，選擇冷水機組時考慮的主要因素是容量問題。

每種機型的典型容量範圍見下表：

典型容量選用範圍：

2、效率因素：

制冷主機的制冷能力随蒸發溫度的降低而降低，随冷凝溫度的降低而提高。通常蒸發溫度每降低1 ℃，制冷能力約下降3%，故在制冰工況下的容量約為額定容量的60 ~70%。

3、出水溫度

在冰蓄冷應用中，冷水機組出水溫度變化範圍一般為（-8~7℃），要求制冷主機的蒸發溫度經常變化。

上圖表示了主機在白天補充供冷和夜間制冰時的壓縮機吸氣溫度在24小時内的變化曲線。在這個典型的冰儲冷過程中，在制冰周期開始時，壓縮機的吸氣溫度是相當高的，可運行在-2.2℃；制冰過程中，吸氣溫度逐漸下降；在制冰過程最後一個小時，有些壓縮機的最終吸氣溫度可下降至-12.2 ℃。而空調時吸氣溫度維持在約3.3 ℃。因此，壓縮機的吸氣溫度在-12.2~3.3℃之間變化，這要求用于冰儲冷的壓縮機應是可變壓頭。

壓縮機形式：

1、螺杆式壓縮機（單螺杆、雙螺杆）

螺杆式壓縮機靠汽缸中一對螺旋形陰陽轉子相互齧合旋轉，陰陽轉子的齒槽在相對齒的填塞下，使容積不斷變化，實現對制冷氣體的壓縮。

A 容積效率高，壓力比高；

B 對濕沖程不明顯，無液擊危險；

C 制冷量可通過滑閥無級調節；

D 适合制冰工況。

2、離心壓縮機

離心壓縮機是速度型壓縮機，制冷氣體經葉輪高速旋轉後獲得一定的壓力，氣體的壓力能由動能轉換。壓縮機進出口焓差與葉輪圓周速度有直接關系。制冰時由于蒸發溫度低，故壓縮機進出口的焓差大，這要求葉輪圓周速度要高，而實際上葉輪允許的最高速度受材料強度及其它因素限制，因此單級離心機所能達到的壓比有限，不适合用于制冰工況，若用于制冰工況需采用多級離心機，而且，多級離心機可避免在低負荷時的喘振現象。

3、其它壓縮機

渦旋式壓縮機同螺杆式一樣，具有保養方面的優點，因為它們對吸氣管道内帶液體制冷劑有較大的允許度，但容量較小；往複式壓縮機則有液擊危險；

溴化锂吸收式冷水機組的出水溫度隻能達到約4.4℃，不能制冰；氨吸收式冷水機組的出水溫度可低達-14.6℃，雖有制冰應用，但不易得到組裝型設備。

控制要求：

1 機組需同時滿足制冰和空調兩種工況要求；

2 在制冰工況下，能随外界負荷變化實現能量自動調節；

3 空調工況和制冰工況的切換，可以通過簡單的面闆操作或外部遙控操作實現；

4 機組微電腦控制系統的信息顯示、載冷劑的溫度控制、系統控制、系統保護、爬坡控制及遠距離監視等功能必須同時滿足空調和制冰工況的要求；

5 載冷劑出口溫度範圍為-7.5~7℃，且機組能自動跟蹤載冷劑出口溫度，根據該溫度調整蒸發溫度，以實現溫度跟随，保證系統效率；

6 無論在何種模式、何種工況下，主機均能卸載運行。

冰蓄冷系統制冷主機容量計算方法：

1 如果夜間低谷電期間存在相當數量的負荷，則基載主機的總容量為夜間負荷中的最大值，為了在過渡季節獲得更好的運行效率，可考慮通過選定基載主機的數量将冷量進行拆分。如果夜間有負荷，但是負荷相對較小，也可考慮不設基載主機，但是冰蓄冷系統流程必須具備制冰兼供冷功能。如果無負荷則系統一般情況下不設基載主機。在業主較為重視系統初投資的情況下，可以通過設置基載主機來減小雙工況主機的總容量以及系統總蓄冰量，一般情況下，通常确定的基載主機和雙工況制冷主機的制冷容量相同，有助于減小冷卻水系統的投資。

2 低谷電時段有N小時運行制冰，其他時段内由雙工況主機及融冰來承擔的系統總冷負荷為Σ（如果系統已設基載主機，則應将基載主機全天承擔的總冷量扣除），其餘需要供冷的時段有X小時，則雙工況制冷主機的總容量C計算公式為：

C=∑/（065N X）。

特殊說明：

A 基本原則是主機提供的總冷量加上總融冰量等于全天冷負荷總量，即負荷平衡。

B 對于為減小投資而設基載主機的情況，應在EXCEL表内做負荷平衡的時候經過幾次試算來得出合适的主機容量。

C 對于夜間存在很小的負荷并且由邊制冰邊供冷工況滿足的情況，在按照以上公式計算的時候，應将夜間低谷電期間的總冷負荷加入以上公式的分子中。

D 如果逐時負荷中出現部分時段内空調負荷相對較低，即可能存在不需要全部的雙工況制冷主機都投入或全部投入但可能卸載的情況，這樣按照上述公式計算出的雙工況制冷主機的總容量需要修正，可以先忽略，然後在EXCEL表内做負荷平衡的時候酌情調整。

E 從上述公式中可以簡單分析出各地不同的低谷電時段對雙工況制冷主機制冷容量的影響。對于江西，N=6；對于江蘇、福建、深圳等區域，N=8；對于安徽，N=9；對于浙江， N=12（但有2小時在中午，通常運行主機單獨供冷工況，不記入制冰時間）。相對于标準的8，N值越大則系統雙工況主機的總容量會減小，反之則主機總容量會增加。

系統其他設備如何計算性能參數：

1 乙二醇泵：

A 并聯系統（冰球）：

初級乙二醇泵：制冷主機制冷容量（千大卡/小時）/5℃×1.1(m3/h)，揚程約18米；

次級乙二醇泵：闆換制冷容量（千大卡/小時）/5℃×1.1(m3/h)，揚程約20米。

B 串聯單循環系統（盤管）：

乙二醇泵：流量＝MIN{制冷主機對應流量，闆換對應流量}，需簡單校核；

揚程：主機蒸發器＋闆換一次側＋蓄冰盤管＋管道。

C 串聯雙循環系統（盤管）：

初級乙二醇泵：流量＝制冷主機制冷容量（千大卡/小時）/5℃×1.1(m3/h)；

揚程＝主機蒸發器＋蓄冰盤管＋相應管道。

次級乙二醇泵：流量＝闆換制冷容量（千大卡/小時）/5℃×1.1(m3/h)；

揚程＝闆換一次側＋相應管道。

2 冷凍水泵：

基載冷凍水泵：基載主機制冷容量（千大卡/小時）/5℃(m3/h)

揚程＝基載主機蒸發器＋末端最不利壓差＋管道壓降，通常約32米；

闆換冷凍水泵：基載主機制冷容量（千大卡/小時）/5℃(m3/h)

揚程＝闆換二次側壓降＋末端最不利壓差＋管道壓降，通常約32米；

3 冷卻塔：

1）冷卻塔的選擇與當地濕球溫度關系很大，标準選塔參數為28℃。一般情況下，應根據當地的濕球溫度結合冷卻塔樣本進行選擇；

2）在南方地區，冷卻塔的流量（m3/h）略小于制冷主機的冷量（RT），在北方地區，冷卻塔可以更小一些。

4 冷卻水泵

1）冷卻水泵可以按照主機冷凝器設計流量的1.1倍選擇；

2）冷卻水的揚程與樓高無關，揚程＝塔體揚程＋主機冷凝器壓降＋管道壓降，一般揚程為24米。對于無風機冷卻塔或閉式冷卻塔，塔體揚程較高，應注意。

5 闆式換熱器

傳熱面積：F=Q/β•K •△tm

F：傳熱面積，m2；

Q：總傳熱量，W；

β：傳熱面積污垢修正系數，一般0.7~1.0；鋼闆換取0.7，銅闆換取0.75~0.8。

K：傳熱系數，W/（m2 •℃）；（4000～5500）；

△tm：傳熱介質和被傳熱介質的對數平均溫差，℃。

闆換的成本由擋闆、闆片和墊片組成。傳熱面積直接對應闆片數量，影響成本的權重較大！

對數平均溫差：

△tm= (△ta- △tb)/(ln △ta/ △tb)

△ta：熱交換器傳熱介質和被傳熱介質間最大溫差；

△tb：熱交換器傳熱介質和被傳熱介質間最小溫差。

對于給定闆換，對數溫差越大，熱交換量越大。對于已知換熱量闆換，對數溫差越大，換熱面積越小，越便宜。

對并聯系統闆式換熱器選型參數一般為為一次側（冷劑側）為5℃/10℃，二次側（冷凍水側）為7℃/12℃。

對于串聯大溫差系統而言選擇合适的一次側供回液溫度是很重要的。

例如：對于二次側供回水溫度為3.3℃/12℃的低溫送風系統一次側供回溫度如何定？首先确定一次側溶液泵流量，即主機額定流量（按主機空調工況容量和5℃溫差而得）；然後根據闆式換熱器換熱量和乙二醇泵流量确定闆換一次側供回溫差，比如為8.5℃；則可根據蓄冰盤管的特性選擇盤管出口溫度即闆換一次進口溫度。對于不完全凍結式内融冰盤管一般可取2.2℃，則一次出口溫度為10.7℃。當然降低進口溫度可降低闆式換熱器投資，但提高了對蓄冰裝置的要求，或者增加冰量才能滿足。如果适當加大乙二醇流量，比如主機溫差為4℃，闆換溫差為6.8℃，則可降低闆換及蓄冰裝置要求，但系統管路系統及水泵投資又相應增加，因此對于較大型的冰蓄冷系統應該經過綜合經濟比較得出最優的選型參數。

對于末端為常規系統的闆換冷劑恻進口溫度一般定為3.5℃，較經濟。

6 蓄冰槽

冰球式系統的蓄冰裝置可采用閉式或開式蓄冰槽。

圓形冰球（無配重）一般較适用于閉式立罐系統，若用于開式冰槽則需考慮配以防止冰球上浮的裝置，如在冰槽上部裝鋼制格栅。内部水流方向宜設計為上下流。左右流易形成短流，導緻融結冰率較低。

一般蕊芯冰球可适用于開式或閉式系統，内部流動方向根據情況可以為水平流或上下流。

蓄冰槽工藝：無論對于何種蓄冰槽，保證零滲漏是首要問題。應考慮-8℃~30℃的溫度範圍變化。

1）若為混凝土槽需注意：

一般為内保溫，保溫内部須做防水層，保溫與槽壁之間須做防潮處理。對蓄冰盤管，槽體底部局部受壓點需特殊處理，以防止保溫材料和防水層受損。

2）若為鋼制槽

一般為外保溫，鋼槽内壁須考慮防腐處理，保溫層外側須考慮防潮及外保護層。位于室外的槽體頂部外保護盡量采用淺色系，以減輕日射得熱造成的冷量損失。

7 乙二醇

1）冰球系統應采用25％體積比的乙二醇溶液，盤管系統可采用25％重量比的乙二醇溶液。

2）對于冰球系統，乙二醇的使用量（噸）約為系統總蓄冷量（RTh）的0.9~1％。

3）對于盤管系統，乙二醇的使用量（噸）約為系統總蓄冷量（RTh）的2.5~3.5‰。

4）系統蓄冰量越大相對乙二醇使用量會下降。

8 其他輔助設備（定壓、水處理等）

對開式蓄冰系統而言，蓄冰槽本身即可作為膨脹定壓裝置，隻是在設計時需考慮液位膨脹空間以及保證乙二醇泵吸端低于槽體最低液位和盡量使乙二醇系統所有管道低于槽體最低液位。

對于閉式系統，可采用開式膨脹水箱，也可采用閉式膨脹水箱，采用閉式膨脹水箱流程管路上須設置安全閥，其洩液應排至收集箱，以便回收二次冷劑。

系統膨脹量計算：

于盤管式閉式系統，其膨脹量為系統總溶液量在不同溫度下的體積變化，而且溶液體積是随着結冰過程的進行而變小；

對蕊芯冰球來說系統膨脹量主要是冰球結冰後體積變化量，一般為總的冰球體積的10％左右

對圓形冰球由于其球内留有部分膨脹空間（約為冰球體積6%），結冰後球内的空氣被壓縮，冰基本上充滿球體内腔，然後再向外膨脹，因此，該系統膨脹量約為冰球總體積的4％左右。

對于後兩種情況溶液在結冰過程體積減小，而冰球在結冰過程體積增大，後者遠大于前者。因此前者可忽略不計，可作為設計餘量來考慮。

系統的經濟性如何：

1 運行費用計算

基本方法：

STEP1：在設備配置表明确後，在EXCEL表内根據運行策略（不同的運行策略對應的投入運行的設備的種類和數量有所不同）做出每小時的運行費用，最後進行統計即可。

STEP2：确定總供冷天數以及不同設計日負荷下的天數。對于南方地區供冷周期通常為5個月，即150天左右（5月15日至10月15日）。推薦的不同負荷的天數比例如下表：

空調負荷全年分布表如下：

STEP3：根據不同負荷狀态下全天的運行費用乘以對應天數，再将不同負荷狀态下的運行費用進行統計之後即可獲得最終的結果。

2 投資回收期計算

投資回收期分為靜态和動态兩種計算方法。靜态投資回收期的計算方法為：靜态回收期（Ys）＝初投資增加（△P）/運行費用節省（△R）動态投資回收期的計算方法為：動态回收期（Yd）＝初投資增加（△P）（1＋Li）Yd/運行費用節省（△R）

可以根據△P/ △R以及Li，可以根據複利表查出Yd。如果手頭沒有複利表，可以将以上公式簡化為Yd＝（1＋Li*Yd）Ys，即Yd＝Ys/(1-Li*Ys)。

蓄冰通用流程說明：

1 蓄冰模式

供冷時不使用冷水主機，冷負荷完全由蓄冰系統供給。

蓄冰槽和冷水主機的容量都比較大，僅适用于負荷大，持續時間短的場合。

初投資大、運行費用省；控制簡單。

分量蓄冰：

① 主機優先：主機滿負荷運行，冷量不足融冰補充。

② 融冰優先：蓄冰裝置優先提供冷量，不足部分由主機補充。

冰蓄冷系統流程分類：串聯流程；并聯流程。

供給冷量時，依據制冷主機與蓄冰裝置的相互關系分為：串聯流程和并聯流程兩種布置結構。

串聯流程：按主機與蓄冰裝置的相對位置分：

主機上遊：主機出水溫度較高，效率較高；蓄冰裝置進口溫度較低，要求較高。

主機下遊：主機出水溫度低，效率較低；蓄冰裝置進口溫度較高，要求較低。

主機上、下遊：

串聯流程的幾種形式：

開式（冰球）系統串聯流程；閉式（盤管或冰球）系統串聯流程：單循環，雙循環。

開式（冰球）系統串聯流程：

可以實現以下四種工作模式：

主機制冰；主機單供冷；融冰單供冷；主機與融冰聯合供冷。

流程特點及适用性：

适用于蓄冰裝置為冰球開式系統，末端為常規系統。

閉式系統串聯流程（單循環）：

可以實現以下四種工作模式：

主機制冰；主機單供冷；融冰單供冷；主機與融冰聯合供冷。

流程特點及适用性：

1）閉式冰球，末端為常規系統；

2）盤管，末端為常規或大溫差系統。

閉式系統串聯流程（雙循環）：

可以實現以下五種工作模式：

主機制冰；主機制冰兼供冷；主機單供冷；融冰單供冷。

主機與融冰聯合供冷流程特點及适用性：

1）閉式冰球，末端為常規系統。

2）盤管，末端為常規或大溫差系統。

并聯流程1：

可以實現以下四種工作模式：

主機制冰；主機單供冷；融冰單供冷；主機與融冰聯合供冷。

流程特點及适用性：蓄冰裝置為閉式或開式冰球，末端為常規系統。

并聯流程2：

可以實現以下五種工作模式：

主機制冰；主機制冰兼供冷；主機單供冷；融冰單供冷；主機與融冰聯合供冷。

流程特點及适用性：蓄冰裝置為閉式或開式冰球，末端為常規系統。

冰蓄冷串聯系統控制策略：

1 主機優先

① 控制方式：

設定主機出口溫度為冰蓄冷系統供液溫度；

當系統負荷小于主機供冷量時，主機及相應的水泵，冷卻塔應進行台數調節；

台數調節的依據是回水溫度T2。

② 特點：

主機滿負荷運行，冷量不足由融冰補充；

在部分負荷時，主機出水溫度下降，效率降低；

在冷負荷較小時，融冰速率極低；

控制簡單。

2 融冰優先

特點：

根據蓄冰裝置融冰性能和負荷情況分配各個時段的融冰量；

根據各個時段分配的融冰量，核算系統流量确定水泵開啟的最少台數；

根據融冰量、流量和蓄冰裝置出口溫度，計算蓄冰裝置進口溫度；

根據蓄冰裝置進口溫度，計算主機出口設定溫度。

① 當主機和水泵開啟台數對應時，蓄冰裝置進口溫度即為主機出口設定溫度T1=T2。

② 當水泵開啟台數大于主機開啟台數時，須根據系統回水溫度T4、蓄冰裝置進口溫度T2和各支路流量計算主機出口設定溫度T1。

3 單級泵系統流程

1）主機制冰

2）主機單供冷

3）融冰單供冷（乙二醇泵變頻）

4）融冰單供冷（電動閥調節）

5）聯合供冷（主機優先、融冰優先）

4 雙級泵系統流程

1）主機制冰

2）主機制冰兼供冷

3）主機單供冷

4）融冰單供冷（電動閥門調節）

5、聯合供冷（主機優先、融冰優先）

本文來源于互聯網，暖通南社整理編劇輯。

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