重庆市某科研教学楼冰蓄冷空调系统设计与分析

・186・ 制冷与空调 2014年文章编号：1671-6612（2014）02-186-05重庆市某科研教学楼冰蓄冷空调系统设计与分析刘盼盼 卢 军（重庆大学 重庆 400045）），并使【【cost; payback作者简介：刘盼盼（1988.11-），女，在读硕士研究生，E-mail ：523910741@通讯作者：卢 军（1966.10-），男，博士，教授，E-mail ：lujun66@ 收稿日期：2013-07-250 引言科研教育类建筑通常涵盖教室、会议厅、展厅、办公室、实验室等多种用途形式。

由于其使用功能和条件的特殊性，科研教育类建筑和单一的办公建筑相比，其能耗特征往往存在较大差异。

由于寒暑假的存在导致教育建筑年运行时间相对较短，同时建筑内部用能设备单一，使大型教育建筑总能耗相对较低。

和其他类型的公共建筑相比，大型教育建筑的单位面积空调能耗适中。

其中，空调能耗约占大型教育建筑总能耗的50%。

冰蓄冷空调系统具有移峰填谷、均衡电网负荷、提高电力建设投资效益及为用户节省空调运行第28卷第2期2014年4月 制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning V ol.28 No.2 Apr. 2014.186～190第28卷第2期刘盼盼，等：重庆市某科研教学楼冰蓄冷空调系统设计与分析・187・费用等优点，在每年空调用电量以20%～30%速度猛增长的情况下[1]，这对均衡城市电网负荷，改善日益尖锐的电量供需矛盾是一项有利的措施。

但冰蓄冷空调与常规空调系统相比，存在初投资大、系统较为复杂的缺点。

本文对重庆市某科研教学楼进行冰蓄冷空调系统的设计与分析。

1 工程概况该科研教学楼是一座集办公、教学、科研、会蓄冰槽蓄冷量23000kWh 台 1 板式换热器换热量2900kW；冷侧：冰水混合物，1.5℃/8.5℃；热侧：水，12℃/7℃台 2 冷却塔水量400m3/h，功率11kW，进/出水温度37℃/32℃，湿球温度28℃台 2 冷却塔水量300m3/h，功率7.5kW，进/出水温度37℃/32℃，湿球温度28℃台 1 冰水循环泵流量400m3/h，扬程22m，功率45kW（2用1备）台 3 双工况机组冷水泵流量320m3/h，扬程32m，功率45kW（2用1备）台 3 基载机冷冻水泵流量262m3/h，扬程31.5m，功率37kW（1用1备）台 2 冷却水泵流量400m3/h，扬程28m，功率55kW（2用1备）台 3 冷却水泵流量300m3/h，扬程28m，功率45kW（1用1备）台 2・188・制冷与空调 2014年2.3 冰蓄冷系统流程冰蓄冷系统流程如图2所示。

建筑节能——冰蓄冷系统的设计与施工建筑节能——冰蓄冷系统的设计与施工建筑节能是当前社会面临的重要问题之一。

传统空调系统用电量大，耗能高，不仅对环境造成污染，也给用户带来了较大的经济负担。

随着科技的不断进步和创新，建筑行业逐渐采用高效的冰蓄冷系统，用冷媒液蓄冷，从而在炎热的夏季节约节能。

下面从冰蓄冷系统的设计和施工两个方面进行阐述。

一、冰蓄冷系统的设计1. 系统配置冰蓄冷系统的基本构造包括冷媒系统、储冰系统、换热器系统。

冷媒系统作为系统的核心部分，是指冷却剂在冷热介质之间循环运行，通过制冷剂蒸发和冷凝而实现制冷目的。

而储冰系统则是为了在夜间低谷时段进行储存，冰锥、冰塞等可以储存冷能的设备为储冰系统的核心部分。

同时，换热器系统是为了通过冷冻水与室内需要冷却的空气、水进行换热，为整个冷却系统提供热交换。

2. 系统管线的设计对于冰蓄冷系统管线布置的设计，不仅需要满足整个系统的高效稳定运行，还要考虑系统的安全性和可靠性。

故而，在设计过程中需要考虑管道的直径、材质、安全装置的配置，同时对于高耗能部分要进行特别设计，以提高系统的可靠性和安全性。

二、冰蓄冷系统的施工1. 施工前期准备在施工前期，需要根据设计方案，购买施工材料和设备。

在材料和设备的购买时要格外注意其质量，购买替代品和保修期较短的材料和设备肯定是不可取的。

和其他施工项目一样，冰蓄冷系统的施工前期准备也同样重要。

2. 施工细节在施工过程中要注意以下几个点：(1)在进行储冰坑施工时，要严密注意立体交叉面的协调大大提升建筑蓄冰块的密度。

(2)在冷水机组的制作、交插时必须使用电焊进行连接，绝不能使用螺栓连杆。

(3)在冰蓄冷系统的管道施工和焊接时，电焊的零部件和电缆都要检查一遍，避免出现各种各样的问题。

在焊接时也需注意防火，以免引起安全事故。

(4)在验收过程中，要检查每一个节点，以保证系统的可靠性和安全性。

综上所述，冰蓄冷系统的设计和施工需要详细的专业知识和工程技巧。

冰蓄冷课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解冰蓄冷技术的基本原理和其在建筑节能中的应用。

2. 学生能够描述冰蓄冷系统的组成及其工作过程。

3. 学生能够掌握冰蓄冷系统的主要性能参数及其影响因素。

技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析冰蓄冷系统在不同工况下的运行特性。

2. 学生能够设计简单的冰蓄冷系统，并进行初步的性能评估。

3. 学生能够运用图表、数据等工具，对冰蓄冷系统的节能效果进行定量分析。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对冰蓄冷技术及其在节能减排中重要性的认识，激发学生对环保节能技术的兴趣。

2. 培养学生团队协作、积极主动参与探究的学习态度，增强学生的实践和创新能力。

3. 引导学生关注新能源和可再生能源的发展，树立绿色、可持续发展观念。

课程性质：本课程为高二年级物理学科选修课程，结合新能源技术在建筑节能领域的应用，提高学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点：高二年级学生对物理知识有一定的掌握，具备基本的图表分析能力和实验操作能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作、小组讨论等形式，使学生掌握冰蓄冷技术的基本知识和应用能力。

同时，关注学生的情感态度价值观培养，提高学生的环保意识和创新能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 冰蓄冷技术原理：介绍冰蓄冷的基本概念、工作原理及在建筑节能中的应用。

教材章节：第二章第三节《新能源技术在建筑节能中的应用》2. 冰蓄冷系统组成：分析冰蓄冷系统的各个组成部分及其功能。

教材章节：第二章第四节《冰蓄冷系统的组成与分类》3. 冰蓄冷系统工作过程：讲解冰蓄冷系统在不同工况下的运行过程及其特性。

教材章节：第二章第五节《冰蓄冷系统的工作过程与运行特性》4. 冰蓄冷系统性能参数：介绍冰蓄冷系统的主要性能参数，包括蓄冷量、制冷量、COP等，并分析影响这些参数的因素。

教材章节：第二章第六节《冰蓄冷系统性能参数及其影响因素》5. 冰蓄冷系统设计：讲解冰蓄冷系统的设计方法，包括负荷计算、设备选型等。

冰蓄冷空调系统的应用与经济分析1. 引言1.1 冰蓄冷空调系统介绍冰蓄冷空调系统是一种利用冰的蓄冷效应来降低空调系统运行能耗的节能技术。

通常在夜间电力供应较为充裕时，利用低峰电力时段制冷，将水制成冰块并存储起来。

白天高峰电力时段，通过冰蓄冷系统释放存储的冰块来提供冷却效果，从而降低空调系统的电能消耗。

冰蓄冷空调系统不仅可以减少耗电量，还可以优化电力利用效率，降低用电峰值，减少供电紧张情况发生的可能性。

冰蓄冷空调系统适用于各类建筑物，包括商业建筑、办公楼、酒店、医院等。

它不仅可以为建筑物提供舒适的室内环境，还可以降低空调系统的运行成本，节约能源资源。

由于冰蓄冷空调系统具有节能环保的特点，受到了越来越多企业和政府机构的重视和推广。

通过合理规划和设计，冰蓄冷空调系统可以有效地提高建筑物的能源利用效率，同时降低运行成本，为企业和社会带来可观的经济效益和环境效益。

1.2 冰蓄冷空调系统的优势1. 节能环保：冰蓄冷空调系统采用冷冻水进行储存和循环利用，相比传统空调系统，具有更高的能效比和节能效果。

在峰电时段利用低成本的电力制冷水，然后在用冷却的过程中，据需求释放制冷水中的冷量，降低建筑物的负荷需求，从而有效降低了建筑物的全年度电力需求。

2. 调峰平谷：冰蓄冷空调系统可以根据电网的峰谷电价差异，合理利用低谷时段的电力进行制冷水的储存，从而在高峰时段减少电力需求，降低用电成本。

3. 稳定性强：冰蓄冷空调系统储存的冷水可以提供长时间的稳定制冷效果，避免了传统空调系统频繁启停带来的温度波动，提高了室内舒适度。

4. 声音低：由于制冷机组设在噪音较大的低谷时段运行，采用隔音的冰箱组，可以有效降低室内外的噪音污染。

2. 正文2.1 冰蓄冷空调系统的原理冰蓄冷空调系统的原理是利用冰的蓄冷储能特性，在夜间低峰期通过制冷机组将水冷却至冰点以下并冻结成冰块，然后将这些冰块储存在特殊设计的冰块储存装置中。

白天高峰期，空调系统需要制冷时，冰块被融化而释放出储存的冷量，冷水通过冰块储存装置输送至空调系统的蒸发器，实现空调系统的制冷作用。

冰蓄冷课程设计说明书一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握冰蓄冷技术的基本原理和应用，培养学生的科学思维和创新能力，提高学生的环保意识和实践能力。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解冰蓄冷技术的原理、设备和应用场景，掌握相关的物理和化学知识。

2.技能目标：学生能够运用冰蓄冷技术解决实际问题，如设计简单的冰蓄冷空调系统，进行能效分析和优化。

3.情感态度价值观目标：学生能够认识到冰蓄冷技术在节能减排和可持续发展方面的重要性，培养学生的社会责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括冰蓄冷技术的基本原理、设备和应用。

详细的教学大纲如下：1.冰蓄冷技术的基本原理：介绍冰蓄冷技术的概念、工作原理和优点，分析冰蓄冷过程中的热力学现象和能量转换。

2.冰蓄冷设备：讲解冰蓄冷设备的种类、结构和性能，包括冰盘管、冰球、冰砖等，以及各自的优缺点和适用场景。

3.冰蓄冷应用：介绍冰蓄冷技术在空调、制冷、储能等领域的应用，分析冰蓄冷系统的设计和运行原理。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：通过讲解冰蓄冷技术的基本原理、设备和应用，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生针对冰蓄冷技术的热点问题和实际案例进行讨论，培养学生的思考和分析能力。

3.案例分析法：分析具体的冰蓄冷项目案例，使学生了解冰蓄冷技术在实际工程中的应用和效果。

4.实验法：安排学生进行冰蓄冷实验，让学生亲手操作，培养学生的实践能力和创新能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的冰蓄冷技术教材，为学生提供系统的理论知识。

2.参考书：提供相关的科研论文和工程案例，拓展学生的知识视野。

3.多媒体资料：制作冰蓄冷技术的多媒体课件和视频，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：配置冰蓄冷实验所需的设备器材，让学生进行实践活动。

五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观地评价学生的学习成果。

冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施(全文)模板一：冰蓄冷空调的系统设计及节能优化措施一：引言冰蓄冷空调系统是一种先进的节能环保技术，广泛应用于建筑物的空调系统中。

本文将详细介绍冰蓄冷空调系统的系统设计和节能优化措施。

二：冰蓄冷空调系统的原理1. 概述冰蓄冷空调系统利用夜间电力溢价时段，通过将低温蓄冷剂储存为冰块，然后在白天高峰用电时段，利用冰块的蓄冷效果制冷，从而实现节能的目的。

2. 系统组成冰蓄冷空调系统主要由以下组成部分组成：- 蓄冷装置：用于储存冰块的蓄冷装置，包括冰蓄冷槽、冷却设备等。

- 制冷蒸发器：用于吸收室内热量并进行制冷的设备。

- 冷凝器：用于将制冷剂释放出去，使其重新循环的设备。

- 制冷剂循环系统：负责将制冷剂在各个设备之间循环运行的系统。

- 控制系统：负责控制冰蓄冷空调系统的运行和节能优化的系统。

三：冰蓄冷空调系统的设计要点1. 冰蓄冷槽的设计- 冰蓄冷槽的尺寸和容量应根据建筑物的需求和制冷负荷进行合理设计。

- 冰蓄冷槽的材料应选用具有良好保温性能和强度的材料，以减少冷量的损失。

2. 制冷蒸发器的设计- 制冷蒸发器的选型应根据建筑物的使用场所和制冷需求进行选择。

- 制冷蒸发器的数量和布置应根据建筑物的结构和建筑物内部气流的要求进行合理设计。

3. 冷凝器的设计- 冷凝器的选型应考虑制冷剂的特性和建筑物的冷却需求。

- 冷凝器的热交换面积应根据制冷负荷和建筑物冷却需求进行合理计算和设计。

4. 控制系统的设计- 控制系统应具备实时监测和控制的功能，以实现冰蓄冷空调系统的智能化和自动化控制。

- 控制系统的算法应考虑建筑物的使用情况和能耗数据，优化冰蓄冷空调系统的节能效果。

四：冰蓄冷空调系统的节能优化措施1. 蓄冷装置的优化- 进一步提高蓄冷装置的保温性能，减少冷量的损失。

- 优化冷却设备的设计和运行方式，提高能效和性能。

2. 制冷蒸发器的优化- 优化制冷蒸发器的传热效果，提高制冷效率。

- 选择高效制冷剂，减少制冷剂的损失和能耗。

冰蓄冷系统的设计与施工方案9.在系统设计中还应考虑到:乙二醇溶液受球内介质相变时的影响而体积膨胀，在系统中他的相变膨胀量是2%～9%。

为此系统应设置膨胀水箱，而且还设置了溶液补给箱作为膨胀水箱外的溢流箱。

在系统亏液或浓度降低时进行补液。

设置溶液补给箱有以下作用: ①既可方便地给系统补充乙二醇溶液，又便于检查乙二醇溶液浓度。

②当蓄冰球相变时，体积膨胀使膨胀箱中的溶液容纳不下而溢流至补给箱③在系统检修或维护中的补液及乙二醇液体的回收再利用，有利于减少运营成本，以环保要求。

10.蓄冷系统的水处理:乙二醇水溶液系统管路为防止腐蚀，需加防腐剂使钢管内形成保护膜，防腐剂须符合环保要求。

11.阀门的选择上应注意的问题①电动调节阀、开关阀门的密闭性能应严格要求;在整个系统冻冰及融冰的过程中，乙二醇侧在一定阶段内会运行在-2.19℃/-5.56℃温度范围内，在板换的另一侧的冷冻水通常在7℃/12℃运行;如果板换的乙二醇侧关闭不严有泄漏，会造成板换冷冻水一侧结冰，冻裂设备。

本工程采用KEYSTONE和SIEMENS 的电动蝶阀。

②电动阀门的两侧应设置检修阀、旁通阀;以便系统检修，和人工手动运行。

③电动阀门必须有方便的手动调节装置。

12.设备投资及运行比较:(见表) 比较结果: ①冰蓄冷系统冷冻站房初投资1531万元，常规空调工况冷冻站房初投资1300万元; ②采用冰蓄冷空调系统可以节约运行费用136万元/年; ③以空调设备运行年限20年计,蓄冰系统共可节约2720万元;经济效益非常可观; ④系统的工作压力和温度较低，安全可靠。

机组采用智能控制，实行远程监控，无须专人值守，便于管理; ⑤采用蓄冰系统削峰填谷,可避免变压器夜间空载运行,减少不必要的损失; ⑥随着国家电力政策对削峰填谷的进一步倾斜,鼓励用户使用蓄冷空调技术,电力部门将采取一系列的优惠政策,用户将获得更大的投资收益; ⑦蓄冰系统作为相对独立的冷源，增加了集中空调系统的可靠性。

冰蓄冷空调系统的优化设计与实践冰蓄冷空调系统的优化设计与实践冰蓄冷空调系统是一种以蓄冷剂制冷的空调系统，它可以通过在夜间利用电力较为廉价的时段制冷并将冷量储存到冰蓄冷剂中，然后在白天高峰时段释放冷量，提供舒适的室内温度。

为了实现冰蓄冷空调系统的优化设计与实践，我们可以按照以下步骤进行：第一步：需求分析在开始设计冰蓄冷空调系统之前，我们需要对目标使用场所的需求进行全面的分析。

这包括室内温度要求、制冷负荷峰值等信息。

通过了解需求，我们可以确定系统所需的制冷量、制热量以及每天储存和释放的冷量。

第二步：设计系统根据需求分析的结果，我们可以开始设计冰蓄冷空调系统。

这需要考虑到以下几个方面：1. 冰蓄冷剂的选择：选择适合的冰蓄冷剂，可以储能效果更好。

一般而言，常见的冰蓄冷剂有水和盐水混合物等。

2. 蓄冷设备的设计：设计合适的蓄冷设备，包括蓄冷槽、蓄冷罐等，用于储存制冷量。

这些设备需要具备良好的绝热性能，以减少能量的损失。

3. 制冷机组的选型与布置：根据制冷负荷和制冷剂的需求，选择合适的制冷机组，并合理布置在使用场所。

4. 控制系统的设计：设计一个智能化的控制系统，用于监测室内温度、制冷负荷等参数，并根据需求控制制冷机组的运行，实现冷量的储存和释放。

第三步：实施与优化在系统设计完成后，我们需要进行实施和优化。

这包括以下几个方面：1. 安装调试：将设计好的冰蓄冷空调系统进行实施安装，并进行全面的调试，确保系统的各个组成部分正常工作。

2. 运行监测：在实际运行过程中，需要对冰蓄冷空调系统进行监测和评估，收集运行数据并进行分析。

根据实际情况，对系统进行优化调整，提高能源利用率和系统性能。

3. 维护管理：定期对冰蓄冷空调系统进行维护保养，清洁设备、更换零部件等，确保系统的稳定运行。

第四步：经济评估对于冰蓄冷空调系统的优化设计与实践，还需要进行经济评估。

这包括成本投入、节能效果和回报周期等方面的考虑。

通过经济评估，我们可以判断冰蓄冷空调系统是否具有可行性，并根据评估结果做出相应调整。