中机能源动态冰蓄冷空调工程板冰冷水机组.doc

中机西南能源科技有限公司·远见卓识，雄心壮志　　 中机能源板冰/冷水机组选型手册 目录前 言 4一、动态冰蓄冷综述 51.1冰蓄冷概述 51.1.1冰蓄冷原理 51.1.2冰蓄冷的作用 51.1.3冰蓄冷的应用发展史 61.1.4冰蓄冷的应用领域 61.1.5冰蓄冷的形式分类 61.2板冰/冷水机组 71.2.1板冰/冷水机组的组成及工作原理 71.2.2动态冰蓄冷在冰蓄冷技术中的优势 8二、系统方案设计 92.1设计要点 92.2设计步骤 112.2.1计算制冷负荷 112.2.2选择蓄冰模式 112.2.3配套设备的设计选型计算 112.2.4经济效益分析 16三、蓄冰系统运行模式说明 173.1制冷主机蓄冰 173.2制冷主机与蓄冰槽融冰联合供冷 173.3蓄冰槽单独供冷 173.4制冷主机单独供冷 18四、设计实例 184.1板冰/冷水机组应用于冰蓄冷空调系统 184.2板冰/冷水机组应用于供应冷水系统 234.3板冰/冷水机组应用于海水淡化 244.4板冰/冷水机组应用于滑雪场 244.5板冰/冷水机组应用于高温深进冷却 25五、板冰/冷水机组安装及接管尺寸 26六、安装及维护 296.1设备安装 296.2设备维护 29七、售后服务 30前 言致中机能源用户：尊敬的客户，您好！感谢您使用中机能源板冰/冷水机组！为使本设备发挥更好的性能，经久耐用，使用前请详阅本手册，遵循各项注意事项。

中机西南能源科技有限公司是中国农业机械化科学研究院和重庆远雄实业（集团）公司共同出资成立的股份制企业，是专业设计、制造、销售商用制冰和工业用制冰成套设备的企业，是中国农业机械化科学研究院蓄能装备及换热设备的生产制造基地公司下设专业设计、制造商用制冰机和工业用制冰机成套设备的基地，以及冰蓄冷空调工程中心，具有设计、制造、施工及安装国家甲级资质公司享有自营进出口权，具有ISO9001国际质量管理体系认证公司建有技术研发中心、产品展示中心、网络信息中心、博士后工作站、专家公寓等，成立了能源投资公司，占地面积近1000亩公司研发的制冰系统有几十种机型，日产冰量从几十公斤到几百吨，可满足各类商业用冰和工业用冰需求产品广泛应用于渔业、食品保鲜和加工、发酵降温、乳制品生产、化工染料、生物制药、科学实验、矿井降温、混凝土降温、水电站、核电站、冰蓄冷工程及人造滑雪场等领域公司具有强大的非标定制能力，可根据客户的需求，设计制造特定的制冰、储冰、输冰、精确计量系统等各种特殊产品，为客户提供全方位的系统工程解决方案主要研究方向为制冰设备的高效节能换热器研究，动态冰蓄冷蓄热技术的研究，制冷系统节能优化研究，新型换热领域的研究，取得了多项技术专利。

本公司秉承诚信、专业、创新的精神，以军工品质为根本，以市场需求为导向，以为客户创造价值为己任凭借一流的产品质量，合理的市场定位，完善的售后服务，良好的公司信誉赢得了国内外客户一致好评为了使板冰/冷水机组达到最好的使用效果，工程设计人员及操作管理人员应充分理解其工作原理，设计选型原则、方法等板冰/冷水机组即可输出冷水也可直接输出冰，因此，在多数能够应用冷水及冰的地方均可使用板冰/冷水机组板冰/冷水机组在冰蓄冷空调行业应用非常成熟，属于动态冰蓄冷形式，本手册也着重说明其在冰蓄冷空调行业中的应用本手册从动态冰蓄冷的综述开始，主要描述了板冰/冷水机组的工作原理，系统运行特性及工程设计、设备选型方法，并以板冰/冷水机组在冰蓄冷空调及家禽屠宰冷水供应的实际工程设计计算为例，对其实际应用选型设计计算做了详细演示，便于用户参考　　仔细阅读完本手册后，相信您能从中得到满意的答复一、动态冰蓄冷综述1.1冰蓄冷概述1.1.1冰蓄冷原理冰蓄冷是指在制冷负荷较低或用电低谷、廉价电费时段制冰蓄冷，在制冷负荷较高或用电高峰与平价时段融冰释冷，满足制冷负荷需求冰蓄冷在蓄冷分类中属于潜热蓄冷，相对于水蓄冷等显热蓄冷方式，单位体积的蓄冷容量大，蓄冷设备体积小，占地面积小，保温面积小，整体能量损失小。

1.1.2冰蓄冷的作用1)移峰填谷，改善国家用电结构应用冰蓄冷技术，可以在夜间满负荷运行制冷机组，将常规用电负荷从白天的高峰期移入夜间的低谷期，缓解了日益增长的电力需求对现有电力设备的压力，将对电力供应和国民生产带来显著的效益2)可扩大系统供冷量以现有的空调系统为例，有的仅在白天供冷，如写字楼、工厂及商场等，在这种情况下，对想扩大空调区域使用面积的用户，只需设置与送冷负荷相匹配的蓄冷设备，并利用低谷时段进行蓄冷，就能达到不增加制冷机组而又能扩大空调区域使用面积的目的对于食品快速冷却行业也是同样的道理3)减少制冷机组容量，提高制冷效率由于一般制冷设备容量都是根据最高制冷负荷设计的，而制冷高负荷期相对整个制冷周期又较短，故此，多数制冷机组的负荷率都较低，效率较低采用冰蓄冷后，尤其是制冷负荷比较集中或波动较大的场合，制冷机组装机容量可大幅减小又由于蓄冰时制冷机组满负荷运行，现有运行状况可得以改善，提高制冷效率，降低能耗，整个制冷系统运行状态将更加稳定而且，夜间环境温度的降低会使制冷设备的制冷量有所提高、能耗有所降低4)可以应对紧急停电事故冰蓄冷系统在紧急停电时可做为应急备用冷源，只需自备发电设施发电启动用电量很小的水泵融冰即可继续供冷，使整个制冷系统受到停电事故的影响有限。

5)经济效益显著采用冰蓄冷，不仅由于减小制冷机组装机容量而减小电力设备投资，如变压器、配电柜及自备发电设施等，整套制冷系统的辅助设备及辅件也都减小，制冷机房面积减小综合比较后，相对于常规设备配置，冰蓄冷系统的初投资增加有限按电力公司分时计价的电价结构，设计合理的模式运行冰蓄冷系统，电费节省可观；制冷设备总体配置减小，制冷系统运行维护费用降低；紧急停电时自备发电量很少，节省了高额的自备发电费用；由于融冰时温度较低，配合大温差系统时，空调系统设备、风道投资降低可观长年运行，企业用户综合运营成本将大幅降低，经济效益十分可观6)节能减排，符合国家大政方针2009年12月7－18日在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会使全球气候恶化的问题更加突出的呈现在世人面前，中国在本次会议中做出了高调承诺由于冰蓄冷对空调电力使用的“移峰填谷”，使整个电网负荷趋于均衡化，夜间电站发电量使用率大大提高，减少了低谷电力的浪费，等效于节省了能源、减少了二氧化碳温室气体和硫化物等污染性气体的排放1.1.3冰蓄冷的应用发展史美国早在1930年就开始把冰蓄冷应用在空调系统到20世纪80年代初，冰蓄冷开始得到广泛应用20世纪90年代，日本开始大力发展冰蓄冷，并使之迅速替代了水蓄冷在蓄冷领域的领先地位。

除美国、日本之外，在英国、加拿大、德国、澳大利亚等国，冰蓄冷技术都得到了广泛应用我国对冰蓄冷的发展始于20世纪80年代中期，最早始于1984年，在台湾建成第一个冰蓄冷空调系统现在，国内对冰蓄冷系统的发展和应用越来越广泛，技术逐渐成熟并在某些方面达到了国际领先水平1.1.4冰蓄冷的应用领域1)商业、民用建筑空调如：办公室 、商店、电影院、学校、大学、宾馆、医院、博物馆、机场、制造车间等2)大型区域集中供冷如：冷站集中布置，用冷区域及用冷时间较分散的行业3)工业冷冻、食品加工，特别是加工过程冷却，短时间内制冷、冷负荷波动大的地方如：小型酿酒厂、牛奶车间、牛奶农场、奶酪车间、饮料车间、食品加工车间、低温房间、食品快速冷却、化工厂、制药厂等4)电力发电工程1.1.5冰蓄冷的形式分类从制冷系统构成上分类，可分为直接蒸发式和间接冷媒式所谓直接蒸发式，是指制冷系统的蒸发器直接用作制冰元件，如盘管外结冰、制冰滑落式等；所谓间接冷媒式，是指利用制冷系统的蒸发器冷却冷媒，再用冷媒进行制冰根据制冰方式的不同，可分为静态制冰和动态制冰两种静态冰蓄冷系统冰的制备和融化在同一位置进行，蓄冷设备和制冰部件为一体结构，具体形式有冰盘管式、完全冻结式、密封件式等多种形式；动态冰蓄冷系统冰的制备和融化不在同一位置进行，制冷机和蓄冰槽相对独立，如滑落式制冰和冰晶式系统。

中机能源发开的“板冰/冷水机组”用在冰蓄冷系统时为直接蒸发式的动态制冰，是动态冰蓄冷系统1.2板冰/冷水机组1.2.1板冰/冷水机组的组成及工作原理中机能源板冰/冷水机组蒸发器的设计采用了降膜蒸发的理念，换热表面水是降膜流动的方式将多块特制的蒸发板垂直安装，并与制冷阀件、管道等一并组装成“蓄能模块”，将制冷主机与油分离器、低压循环桶、氟利昂泵和制冷阀件、管道等一并组装成“主机模块”，将一组或多组蓄能模块与主机模块、蓄冰槽、循环水泵、板式换热器及管道等连接起来即成为一个“蓄冷、冷水供应系统”；将一组或多组蓄能模块与主机模块、冰槽、螺旋输送装置及管道等连接起来即成为一个“片冰供应系统”制冷循环：制冷剂由制冷系统进入蒸发板夹层内蒸发制冷，与蒸发板表面上的水或冰层进行热交换，吸收热量而蒸发为气态，再被制冷机组吸入、压缩、冷凝和节流，重新进入蒸发板蒸发制冷，完成制冷循环制冰循环：水在循环水泵的作用下由贮水箱进入蒸发板模块上部的布水器，通过布水器的均匀分配，沿降膜蒸发板表面呈膜状均匀流下，被蒸发板内侧的制冷剂快速冻结成板状冰未被冻结成冰的水流回贮水箱，重新被水泵抽出进入蒸发板模块上部的布水器完成制冰循环。

融冰循环：当冰层在蒸发器上逐渐冻结至一定厚度时，由主机模块引高温排气进入降膜蒸发板夹层内，蒸发模块内温度升高，与蒸发板表面接触的冰由于受热失去附着力，同时沿蒸发板表面喷淋的水在冰层与蒸发板之间形成水膜，冰层依靠重力滑落到蒸发板下部蓄冰槽内，破碎成较小的片状冰通过以上过程制取的冰，可以直接用于快速冷却降温（如用于远洋捕捞、海鲜处理、混凝土工程冷却），也可以用来融冰提供冷水（如用在空调系统、食品行业供用冷水）板冰/冷水机组的工作原理1.2.2动态冰蓄冷在冰蓄冷技术中的优势1)制冷效率高，经济可靠a、动态冰蓄冷有效的控制了冻结冰层的厚度，每次仅形成较薄的片冰，提高了制冷机的蒸发温度，比间接蓄冰蒸发温度高3℃-5℃，制冷效率高10%-15%b、由于制冷剂直接蒸发制冷，无需乙二醇中间换热，融冰释冷时也无二次换热，该过程也可提高制冷机效率10~15%；降膜换热器的流道设计改变了传统的蛇型层流流道理念，采用了蜂窝状紊流流道的设计理念，强化了流体内在的换热效率，减小了流体流动的阻力；降膜换热器的换热表面采用了降膜流动方式，流体在换热器表面呈膜态流动，过流面积大因此，系统换热效率较一般制冰系统高2)运行稳定，可靠动态蓄冷装置的运行特性与蓄冰槽内冰的数量无关，在整个蓄冷循环中保持不变，蓄冷过程稳定。

同时，对于制冷负荷峰谷差非常大的系统，采用动态冰蓄冷可实现日蓄冰、周蓄冰甚至月蓄冰的模式，蓄冰多少只受蓄冰槽体积的限制，如此，可以大大减小装机容量融冰时出水温度可维持在1℃左右，直至融冰接近结束，出水温度恒定，整套空调系统运行稳定3)释冷速度快由于片状板冰具有大的表面积，可获得较高的释冷速度；对于尖峰用冷及快速冷却，如工业快速冷却和渔业冷却，动态冰蓄冷也有其超常的优越性，4)应用范围更广由于系统制冰与蓄冰装置分离，所蓄板冰除可进行融冰提供冷水外，也可直接输出提供片冰，使制冷温度更低，速度更快除适用于冰蓄冷外，尚适用于海水淡化、滑雪场人工造雪、煤矿深井冷却、工艺冷却等行业5)可实现冷。