动态冰浆蓄冷系统能效测试方法

高 新 技 术18科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N随着社会用电量不断增加,用电高峰期电力资源短缺,低谷期电力资源相对过剩,导致电力负荷峰谷差过大,造成大量的能源损失和浪费。

冰蓄冷空调就是为了实现电网用户侧移峰填谷而发展起来的一项有效技术,蓄冷系统通过利用富余的低谷电力蓄冰,用电高峰时段融冰供冷,从而减少甚至避免高峰时段空调系统的用电,对电网移峰填谷具有重大意义。

1 蓄冷系统效率评价标准蓄冷空调系统的宏观节能效益如何定量评价,到目前为止国内外均没有统一明确的标准和规范。

目前企业所能提出并具有可实时性的评价标准仅局限于蓄冷过程中系统和设备本身的能效。

本文所述的动态冰浆蓄冷系统能效测量也是基于以上狭义评价体系。

上述狭义评价标准的基本计算公式为:电量昼夜间蓄冷系统设备耗昼夜间可利用蓄冷量蓄冷系统综合效率。

2 蓄冷系统狭义能效计算方法(1)双工况主机蓄冷单机能效:ε=Q/E’。

Q 为单位时间或一定蓄冷周期内的蓄冷量,k W或kJ;E’为单位时间或一定蓄冷周期内的双工况主机耗电量,kW或kJ 。

(2)系统单独蓄冷能效:η0=Q 0/E 0Q 0为昼夜间总蓄冷量（含蓄冷槽漏热损失）,kJ;E 0:蓄冷期间蓄冷主机及相关辅助泵能耗,kJ。

(3)包括放冷能耗在内的蓄冷系统综合能效:η=（Q 0-L）/（E 0+E 1）。

L为昼夜间蓄冷槽累计漏热损失,kJ;E 1为蓄冷量全部释放过程中相关一次泵能耗（不含二次泵）,kJ。

显然,上述3种能效定义还依赖于冷却塔所处的环境,即室外环境温、湿度,因此在测量上述能效时必须指明环境温、湿度条件。

3 动态冰浆蓄冷系统原理及蓄冷量的测量方法(1)动态冰浆蓄冷系统原理。

动态冰浆蓄冷的制冰过程是利用水具有一定过冷度的原理,首先在换热器中制取低于0℃的过冷水,过冷状态的水排出换热器之后进入冰浆生成器解除过冷状态,变成冰水混合物输送到蓄冰槽保存。

科技成果——过冷水式动态制冰（动态冰蓄冷）技术所属行业空调、热工应用设备行业适用范围蓄冷中央空调系统、蓄冷区域集中供冷系统、各种工艺冷却系统、食品渔业等冷藏保鲜、混凝土冷却等成果简介1、技术原理在过冷水动态制冰过程中，冰层不在换热表面生长，因而水与冷媒之间热阻并不随制冰的过程进行而改变，过冷水动态制冰制出的“泥状冰”是一种冰水混合物，其中的冰晶呈微小的针状或鳞片状，与块状冰相比，泥状冰与取冷冷媒之间的换热系数较大，能够在短时间内释放出大量的冷量。

2、关键技术采用板式换热器通过高效对流换热方式制取-2℃的过冷水，再促晶生成冰浆，该动态制冰方式把传热和结冰两个环节在时间和空间上分离，从而实现低温差高效率传热并结冰，大大降低制冰能耗。

过冷却器是过冷水动态制冰的关键器件，过冷水处于一种亚稳定状态，水在进入过冷器前就要采取防止结冰的措施，当在过冷器出口获得较大过冷度的水时，可迅速消除过冷状态使得冰晶出现。

一般过冷水与挡板、器壁或两部分过冷水之间发生激烈冲击，会破坏过冷水的过冷状态。

过冷水动态制冰过程中水与冷媒之间始终保持较大的换热系数，因而过冷水连续制冰能够提高冰蓄冷空调的用能效率，泥状冰可以随水在管道中直接输送，从而提高冷量的输送效率，与传统的冷冻输送方式相比，输送冰浆可以降低泵耗，减小管道直径和末端换热面积，有着广阔的应用前景。

3、工艺流程过冷水动态制冰概念图和动态冰蓄冷空调系统示意图如下：过程描述：过冷水动态制冰系统通常包括过冷却器、过冷解除装置、蓄冰槽。

水从蓄冰槽中抽出，温度为0℃或稍高于0℃，经过冷却器与冷媒换热后变成温度低于0℃的过冷水，过冷水经过过冷解除装置后过冷状态被破坏，变成冰水混合物进入蓄冰槽，在蓄冰槽中冰水分离，分离出来的水继续在系统中循环。

主要技术指标：（1）传热效率高、制冰速度快。

动态制冰过程中不但避免了因冰层聚集而引起的导热热阻，还通过强制对流大幅度提高了系统的整体换热性能，从而提高了制冰速度。

动态冰浆蓄冷系统管理论文动态冰浆蓄冷系统是一种新型的节能技术，对于现代建筑的节能改造和节能设计具有重要意义。

为了更好地管理动态冰浆蓄冷系统，提高运行效率和经济效益，本文将介绍动态冰浆蓄冷系统的原理、构成及管理方法。

首先，我们来了解一下动态冰浆蓄冷系统的原理。

动态冰浆蓄冷系统是利用低峰电力时段，将水制冷机组产生的冷量储存到冰浆储罐中，峰时段再通过水冷却机组将冰浆储罐中的冷却能量释放出来，用于制冷或空调系统。

该系统不仅可节省电能，而且能够平衡电网负荷，在提高冷却效率的同时，达到节能减排的效果。

动态冰浆蓄冷系统主要由制冷机组、冰浆储罐、水冷却机组、输电管道等组成。

系统运行的关键在于对各组件的控制和管理。

系统的管理要点包括以下几个方面：1. 温度控制动态冰浆蓄冷系统的温度控制是关键一步。

在繁忙的夏季，系统需要开启制冷机组和水冷却机组来保持室内温度。

在低峰电力时段，制冷机组运行以便制造足够的冷量储存到储罐中。

在高峰电力时段，储罐中的冷量被释放以保持室内温度，同时减少电网压力。

2. 管理电力资产动态冰浆蓄冷系统需要管理电力资产以确保其在性能方面最大化。

系统需要容量来容纳冷量，因此需要准确计算电力需求和峰谷电力比例。

如果没有赋予系统足够的资源，系统可能无法高效运行或无法满足负载需求，这样就会出现流失电能的情况。

3. 故障排除如果出现故障，系统需要立即采取措施进行修复。

这是因为故障可能影响系统的效率，甚至导致系统荒废。

因此，需要有效的快速故障排除机制。

4. 动态分析制定系统管理方案应该能够有效地分析和解读数据以优化系统的效率。

动态冰浆蓄冷系统管理需要能够分析性能数据并识别对系统性能的变化所作出的响应措施。

例如，当电力峰值开始变化时，管理团队需要系统性地实现系统的性能变化，以保持系统性能。

总之，对于动态冰浆蓄冷系统，合理的管理方案能够有效地提高系统的效率和经济效益，从而实现节能、降低电网压力的效果。

为此，我们需要了解系统的原理和构成，从各方面入手对系统进行有效的管理，以实现最佳性能。

前言在冰蓄冷空调系统中，从制冰装置到空调末端之间有众多的设备，故需要测量的对象也很多。

蓄冰槽内的蓄冰率（IPF，IcePackingFactor，定义：冰在冰槽内冰水混合物中的质量比率）标志着蓄冰槽单位体积内所贮存的冷量，故在蓄冰空调系统的运行管理与自动控制中，IPF是一个不可缺少的测量参数。

本文以测量蓄冰率为焦点，介绍其各种测量方法及其原理。

1冰蓄冷与蓄冰率冰蓄冷空调系统根据向末端设备输送和分配冷量过程中有无冰的移动可分为动态蓄冰和静态蓄冰两大类。

在静态蓄冰系统中，有管外制冰、管内制冰、冰球制冰等方法，在动态蓄冰系统中，冰微粒有微粒状、扁平状、正方体状冰。

无论上述哪种情况，冰都是在水溶液中由清水（纯水）结晶出来的。

至今为止，已经提出了多种多样的冰蓄冷系统方案。

在静态制冰系统中，制冰时的冷机运转控制与融冰时的残冰量预测都必须检测蓄冰槽内的蓄冰率IPF；在动态制冰系统中，除需要把握蓄冰槽内的贮冰量外，还需避免冰浆输送过程中的管路阻塞、把握末端设备的冷量需求，也同样需要检测蓄冰槽和输送管路内的蓄冰率IPF。

2蓄冰率的测量方法与测量原理针对上述冰的各种生成方法和性状，应用各种原理提出了相应的蓄冰率测量方法。

由于冰为固体，水为液体，冰水混合物的流动为固液两相流，在现有的测量方法中，也有直接将其它领域的固液两相流的测量方法应用于冰水混合物蓄冰率的测量方案；也有在其它领域没有采用的独特的冰水混合物蓄冰率测量方案的提出。

但各种测量方法的提案均处于实验阶段，其精度、稳定性、简便性、普适性俱佳的测量方法还难以确立，有待于进一步研究提出更为优良的测量方法。

本文介绍了到目前为止的各种蓄冰率测试方法和测量原理。

表1给出了主要的测量方法、测量对象（基本原理）和适用场合。

在各方法中，按适用于制冰槽与蓄冰槽、输送管、采样法进行分类，并在下文中顺序说明。

2.1制冰槽、蓄冰槽内IPF的测量1）水位变化量在冰盘管的外侧和内侧表面结冰的静态制冰系统中，通常采用测量水位的上升来计算槽内蓄冰率IPF，这是利用水结冰后体积膨胀原理所进行的直接水位测量方法。

动态冰浆蓄冷系统管理动态冰浆蓄冷系统是一种新型的空调制冷系统，其采用水为介质，通过冷冻水蓄冷，再通过水泵和蒸发器将冷水输送到空调设备中进行制冷。

相较于传统的空调制冷系统，动态冰浆蓄冷系统具有能耗低、效率高、环保等优点，被广泛应用于商业、办公、酒店等大型建筑物的空调系统中。

但是，动态冰浆蓄冷系统的管理也面临着一些挑战，在使用过程中需要遵循科学的管理方法，以保证系统的正常运行并减少可能出现的问题。

下面将从设备维护、水质管理、能耗监控等方面探讨动态冰浆蓄冷系统管理的相关问题。

一、设备维护动态冰浆蓄冷系统中的关键设备主要包括冰蓄冷机组、水泵、蒸发器等。

为了保证系统的正常运行，设备维护是至关重要的。

1.定期检查机组、水泵、蒸发器等设备的运行状态，及时发现设备故障并进行处理。

2. 清洗蒸发器、冷凝器等设备的内部管道，以保证水路通畅，减少水垢、泥沙等杂质的积累。

3. 注意设备的加油和加水，保持设备的润滑和温度正常，延长设备寿命。

二、水质管理动态冰浆蓄冷系统中的水循环系统具有一定的复杂性，水质管理是保证系统正常运行的重要保障，以下是一些常见的水质管理措施：1.水的PH值和硬度要符合技术规范，以确保水的稳定性和良好的腐蚀性。

2. 定期检查管道和设备内部是否有杂质及沉淀物，如发现异物要及时清理。

3. 对水进行杀菌或加入防腐剂，以减少细菌和其他有害物质的积累和滋生。

三、能耗监控动态冰浆蓄冷系统的能耗情况直接关系到系统使用成本和管理效果。

为了降低能耗，以下几点需要注意：1. 调节水流速度和水泵功率，以保持系统内水循环的顺畅。

2.合理控制温控器的设定温度，根据人员使用情况合理的调整温度，以避免出现高效制冷和制热装置同时运行的情况，造成浪费。

3. 对动态冰浆蓄冷系统进行能耗监测，发现消耗能源过大或有异常情况，应及时采取措施，减少能耗并保证系统运行效果。

结语以上是对动态冰浆蓄冷系统管理的一些简单介绍，管理好动态冰浆蓄冷系统不仅有助于保证系统的长时间稳定运行，还能够有效的降低能源消耗、提高系统使用效率、延长设备寿命等，有着重要的实用意义。

动态冰浆蓄冷系统及其特性[ 05-12-15 17:02:00 ] 作者：方贵银邢琳杨帆编辑：凌月仙仙摘要：动态冰浆由于具有较好的热物理和传热特性，现已被应用于蓄冷空调系统和工业处理过程中。

本文介绍了冰浆的各种发生方法和装置，分析了动态冰浆蓄冷空调系统工作过程，阐述了冰浆的动态特性和潜在应用。

关键词：冰浆动态特性蓄冷空调1 前言冰浆是由微小的冰晶和溶液组成，而溶液通常是由水和冰点调节剂（如乙二醇、乙醇或氯化钠等）构成。

由于冰晶的融解潜热大，使得冰浆具有较高的蓄冷密度；同时由于冰晶具有较大的传热面积，使其具有较快的供冷速率和较好的温度调解特性。

它不象传统的盘管式（内融冰、外融冰）和封装式（冰球、冰板）蓄冷系统的冰凝结在换热器的壁面上，增加了冰层的传热热阻，使其传热效率较低。

冰浆蓄冷系统现已被用于空调系统中，夜间低谷时蓄冷，白天高峰时供冷，冰浆蓄冷空调系统的容量一般只有高峰冷负荷的20%—50%，使其整个系统小巧、紧凑。

由于冰浆蓄冷空调系统具有低温送风特性，使得整个空调系统的风管、水管尺寸减小，冷量输送的功耗也大为降低，运行成本减小。

2 冰浆发生装置常用的产生冰浆的方法有如下几种：过冷法、刮削法、喷射法和真空法等。

2.1 过冷法如图1所示为过冷法冰浆发生系统。

在过冷换热器中，水被过冷到-2℃，当其离开过冷器时，大约2.5%的过冷水变成冰晶，其余大部分仍是液相，产生的冰晶落入蓄冷槽，在蓄冷槽内由于冰、水的密度差，冰晶聚集在蓄冷槽的上部，而水储存在蓄冷槽的下部，其水温仍保持约0℃。

夜间低谷时，蓄冷系统产生冰晶，使蓄冷槽内的冰晶浓度达到20%—30%；白天高峰时，蓄冷槽底部的冷水被送到空调末端换热器中向房间供冷。

图1 过冷法冰浆发生系统[1]1—制冷机组 2—载冷剂（乙二醇溶液）泵 3—冰浆发生器 4—-2℃过冷态水5—过冷态释放装置6—喷嘴 7—水层 8—冰层 9—0℃水 10—水泵 11—预热器 12、13—调节阀2.2 刮削法如图2所示为刮削法冰浆发生系统，它由压缩机、冷凝器、节流装置、壳管式蒸发器构成，制冷剂在壳侧蒸发吸热，乙二醇溶液（6%—10%）在管内被冷却，当温度降到其凝固点以下时，溶液中产生微小的冰晶（约100μm），为了防止冰晶粘附在管内壁上，安装了一个旋转刮削板，将内壁上粘附的冰晶刮下随溶液一起送出蒸发器、进入蓄冷槽，冰浆的浓度可以根据其运行条件进行调节，一般为0%—35%。

动态冰蓄冷技术一、技术名称：动态冰蓄冷技术二、适用范围：建筑行业各种中央空调系统及工艺用冷系统三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：我国大部分地区处于温带和亚热带，每年空调使用时间较长，在南方地区甚至可达8 个月。

夏季高温时段空调用电负荷，特别是大型中央空调、区域供冷和地铁空调等空调负荷集中，是造成城市电力负荷峰谷差的主要原因，而冰蓄冷空调是实现用户侧调峰的有效技术之一。

目前我国已有的蓄冰空调工程设备 70% 以上来自国外，且 99%都属于静态蓄冰技术，主要包括盘管制冰、冰球制冰等传统静态制冰方式，其体积大、运行成本高、制冰效率低，平均制冷量只有空调工况制冷量的50%。

四、技术内容：1.技术原理冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力时段开启制冷主机，将建筑物所需的空调冷量部分或全部制备好，并以冰的形式储存于蓄冰装置中，在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷（见图 1）。

由于充分利用了夜间低谷电力，不仅使中央空调的运行费用大幅度降低，而且对电网具有显著的移峰填谷功能，提高了电网运行的经济性。

动态冰蓄冷技术采用制冷剂直接与水进行热交换，使水结成絮状冰晶；同时，生成和溶化过程不需二次热交换，由此大大提高了空调的能效。

冰浆的孔隙远大于固态冰，且与回水直接进行热交换，负荷响应性能很好。

2．关键技术1) 过冷却水稳定生成技术。

过冷却水生成技术是冰浆冷却及蓄冷技术的核心。

过冷却水是冰浆生成的基础，只有稳定生成过冷却水，才可以通过促晶等技术生成冰浆；2) 超声波促晶技术。

在生成过冷水后，只有通过促晶才能使过冷水快速生成冰浆，这就需要促晶技术。

目前，国际上采用的技术有超声波促晶、电动阀促晶以及其他一些促晶技术；3) 冰晶传播阻断技术。

3．工艺流程动态冰蓄冷技术可应用于新建系统以及既有系统的节能改造。

新建系统需要根据冷量输送需求进行全新设计，其它过程相同，包括根据制冷机组的额定功率搭配制冰机组；根据负荷情况合理配置蓄冰槽，并根据应用场合配置不同的控制系统。

冰蓄冷系统效果模拟冰蓄冷系统效果模拟冰蓄冷系统是一种利用冰的蓄冷效果来实现空调制冷的技术。

该系统可以在低峰电力供应时段蓄积大量冰块，然后在高峰时段使用这些冰块来提供制冷效果，从而减轻电力负荷和能源消耗。

以下是一个关于冰蓄冷系统效果模拟的步骤思路：第一步：收集数据首先，需要收集一些相关的数据，比如室内外温度、湿度、电力负荷曲线、制冷需求等。

这些数据可以通过传感器、仪表或者气象站来获取。

第二步：建立模型根据收集到的数据，建立一个综合性的数学模型。

这个模型应该考虑到室内外温度差、系统循环效率、冰块蓄积速度等因素，并能够预测在不同条件下冰蓄冷系统的制冷效果。

第三步：模拟运行利用建立好的模型，进行冰蓄冷系统的效果模拟运行。

根据室内外温度、湿度以及制冷需求等参数，模拟系统在不同时间段的运行状态，包括冰块的蓄积和使用过程。

第四步：分析结果根据模拟运行的结果，进行效果分析。

比如，冰蓄冷系统在高峰时段能否满足制冷需求，是否能减轻电力负荷，以及系统的能效比等。

第五步：优化设计根据分析结果，对冰蓄冷系统进行优化设计。

可以调整系统的参数，比如冰蓄容量、循环效率等，以提升系统的制冷效果和能源利用效率。

第六步：验证实验将优化设计的参数应用到实际系统中，并进行验证实验。

通过对比实验数据和模拟结果，评估优化设计的效果和可行性。

第七步：改进和应用根据验证实验的结果，对系统进行改进，进一步提高冰蓄冷系统的性能。

对于已经投入使用的系统，可以根据模拟结果和实际运行情况进行优化调整，以获得更好的节能效果。

通过以上的步骤思路，可以对冰蓄冷系统的效果进行模拟和评估，为系统的设计、优化和改进提供科学依据。

这将有助于提高空调制冷的能源利用效率，降低对环境的影响，实现可持续发展。

冰蓄冷空调“移峰填谷”能效折算系数的研究与确定（征求意见稿）浙江清华长三角研究院建筑节能研究中心杭州华电华源环境工程有限公司2009年4月25日目录第1章课题研究背景 ----------------------------------------------- 11.1 冰蓄冷技术与节能----------------------------------------------------------------------------------------- 11.1.1 我国节能事业的战略背景----------------------------------------------------------------------- 11.1.2 冰蓄冷技术的节能原理、发展过程和现状 ------------------------------------------------- 11.1.3 明确鼓励和推广冰蓄冷技术的政策文件 ---------------------------------------------------- 5 1.2 评价冰蓄冷节能效果的难点 ---------------------------------------------------------------------------- 61.2.1 直接节能效益法的局限性----------------------------------------------------------------------- 61.2.2 全生命周期能耗效率的对比研究方法 ------------------------------------------------------- 61.2.3 本课题的解决思路 -------------------------------------------------------------------------------- 7 第2章抽水蓄能电站的全生命周期能耗效率 --------------------------- 8 2.1 抽水蓄能电站的发展概况 ------------------------------------------------------------------------------- 8 2.2 典型抽水蓄能电站的能耗效率计算 ------------------------------------------------------------------- 82.2.1 天荒坪抽水蓄能电站基本情况----------------------------------------------------------------- 82.2.2 抽水蓄能电站综合能源效率的计算方法 ---------------------------------------------------- 92.2.3 天荒坪抽水蓄能电站的重要基础数据 ------------------------------------------------------- 92.2.4 天荒坪抽水蓄能电站的生命周期综合能效 ------------------------------------------------ 11 2.3 典型抽水蓄能电站综合能效的敏感性分析--------------------------------------------------------- 11 2.4 小结----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 第3章冰蓄冷空调的生命周期能耗效率 ------------------------------ 133.1 典型冰蓄冷空调系统概况 ------------------------------------------------------------------------------ 133.1.1 典型冰蓄冷空调系统的基本参数 ------------------------------------------------------------ 133.1.2 典型设计日逐时负荷情况---------------------------------------------------------------------- 13 3.2 典型冰蓄冷空调系统的生命周期能耗效率--------------------------------------------------------- 133.2.1 浙江地区计算方法（中午有两小时低谷电）--------------------------------------------- 133.2.2 其他地区计算方法（中午没有两小时低谷电）------------------------------------------ 143.2.3 冰蓄冷空调系统的平均综合效率 ------------------------------------------------------------ 14 3.3 其他冰蓄冷项目的综合能耗效率研究--------------------------------------------------------------- 143.3.1 江苏省镇江市某项目 ---------------------------------------------------------------------------- 143.3.2 江苏省南京市某项目 ---------------------------------------------------------------------------- 153.3.3 浙江省杭州市某项目 ---------------------------------------------------------------------------- 153.3.4 其他项目的平均综合能耗效率---------------------------------------------------------------- 16 3.4 小结----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16第4章比较与结论 ------------------------------------------------ 17 参考文献 ---------------------------------------------------------- 18 附录A 冰蓄冷系统投资概算----------------------------------------- 20 附录B 典型冰蓄冷空调系统（浙江地区）能耗计算的基础数据----------- 21 附录C 典型常规空调系统能耗计算的基础数据------------------------- 26第1章课题研究背景1.1 冰蓄冷技术与节能1.1.1 我国节能事业的战略背景抓好节能减排工作、建设节约型社会是我国当前的重点工作之一，胡锦涛总书记和温家宝总理等中央领导多次做过相关的重要批示，要按照科学发展观的要求，充分认识建设资源节约型、环境友好型社会的重要性和紧迫性，下最大决心、花最大气力抓好节约能源资源工作。