冰蓄冷范文10篇

摘要：随着我国国民经济和人民生活水平不断提高，城镇用电不但在总量上出现了供不应求的现象，而且用电“昼夜峰谷”不断加大，为缓解这一现象，本文提出了一个结构简单，运行可靠，体积较小的家用冰蓄冷水系统中央空调的试验模型，并通过试验证明该系统满足设计要求，能够起到电力“移峰填谷”的作用。

关键词：家用中央空调冰蓄冷试验研究

0前言

自改革开放以来，我国国民经济以惊人的速度发展，人民的生活水平也随之不断提高。为保持国民经济高速而可持续地发展和满足人民日益增长的物质和精神要求，我国的能源部门遇到了前所未有的困难和压力。城镇用电量在不断攀升的同时，“昼夜用电峰谷”也在加大。如通过建设大量的低能效调峰电站解决“昼夜用电峰谷”是不经济的，也是对能源的一种浪费。近几年，空调用电量在城镇用电总量中所占比例不断增加，冰蓄冷空调是一种有效缓解“昼夜用电峰谷差”的技术。

1小型冰蓄冷空调系统的试验研究方案

对于普通家用空调和用冷量不大的空调用户而言，空调的可靠性、结构简单和便于安装是至关重要的，在能够满足用户需求的前提下，空调器的体积越小越好。在参考了国内外的一些大、中型冰蓄冷空调系统和对小型冰蓄冷家用空调器的文章[1]；结合小型家用中央空调的特点，提出了小型家用中央空调系统的试验研究方案（如图1）。图中A为压缩机，B为冷凝器，C为电子膨胀阀，D为蓄冰罐，E为冷冻水循环水泵，F、G、H为风机盘管，M1、M2、M3为转子流量计。

提要分析了冰蓄冷系统的冷机优先、蓄冰罐优先和优化控制三种控制策略，提出了优化控制的目标和约束，并以某建筑为例对比分析冰蓄冷系统在优化控制策略和冷机优先控制策略下的运行费，阐明优化控制可以发挥现有系统潜力，更有效地削减电负荷高峰。

关键词控制策略优化控制冰蓄冷系统

AbstractInvestigatesthethreecontrolstrategies-chiller-priority,storage-priorityandoptimalcontroloficestoragesystems.Givesandalgrithomtoreducetheelectricchargewithcost-effectiveallocationofcoolingbetweenthechillerandstorageandanexampletocomparethechargeswithchillerpriorityandthatwithoptimalcontrol,whichshowsthelatterstrategycanbetterrealizethepotentialofthestoragesystemandtheratestructure.

keywordscontrolstrategyoptimalcontrolicestoragesystem

1前言

冰蓄冷系统可以削减电负荷高峰，缓解电力紧张，减少电力建设投资。因此自80年代初至今美国、日本等地得到广泛应

摘要：准确的预测是冰蓄冷系统优化和控制的基础和前提。本文介绍了冰蓄冷系统预测的内容和方法，主要包括室外逐时气象参数的预测和建筑物逐时冷负荷的预测。其中，温度预测通常采用形状系数法；而人工神经网络在太阳辐射预测和建筑物冷负荷预测中优势显著。

关键词：冰蓄冷气象参数形状系数人工神经网络

1前言

对北京市冬夏季典型日电力负荷构成情况的调查表明：民用建筑用电是构成电力峰荷的主要因素［1］。目前，我国城市建筑夏季的空调用电量占其总用电量的40％以上。解决电力不足的途径有很多种，根据有关资料，在采用电能储存解决电力峰谷差的成熟技术中，冰蓄冷的转换效率最高［2］。在建筑物空调中应用冰蓄冷技术是改善电力供需矛盾最有效措施之一。

冰蓄冷空调系统的设计前提是设计日的负荷分布，系统主要设备的容量都是按设计日进行的。然而，100％的设计冷负荷出现时间仅占总运行时间的o％［3］。同时，由于分时电价或实时电价（RTP）的引入，建筑物中各种设备的运行控制更为复杂，运行决策必须以天、甚至小时为基础[4].1993年，ASHRAE研究项目RP776对美国蓄冷（水蓄冷、优态盐。冰蓄冷）系统的调查显承；冰蓄冷系统约占近对m个蓄冰系统总数的86.7％。从设计到运行、维护，控制及控制相关问题是蓄冷系统的首要问题。在蓄冷系统满意程度的调查中，冰蓄冷系统满意率最低，仅有50％的冰蓄冷用户认为达到了预期的设计目的人正确地运用优化和控制技术至关重要[5]

一些研究报告指出，某些蓄冷系统在降低电力峰值需求的同时，显著地增加了总的年电力消耗。因此，将最终导致发电量增加，自然资源浪费和环境污空失这些批评导致了对蓄冷系统及相关研究项目资助的减少[6].1994年，Brady根据实测数据证明，上述消极影响可以通过充分的利用蓄冰系统的优点来消除。蓄冰系统可以降低年能量消耗、峰值电力需求、年运行费用[7][8]和系统对环境的影响[6]［9］。1993年，Fiorino对Dallas某（水）蓄冷进行了改造，使蓄冷系统不但减少了运行费用，而且节约了用电量［10］［11］。冰蓄冷空调也是如此［12］［13］。

摘要：文章分析了冰蓄冷空调在我国发展缓慢的原因，从采用大温差冷水系统、低温送风设计、系统布置、使用国产设备、电力部门激励政策等方面探讨了降低初投资的途径。另外，论述了提供系统产品、改进控制水平以寻求简化复杂设计、安装的过程，提高冰蓄冷系统的质量及方便操作维护的方法。

关键词：冰蓄冷空调初投资系统产品

0前言

我国的电力工业发展很快，96年发电装机容量已达到世界第2位，到97年底全国发电装机容量达2.5亿千瓦，2004年装机容量达到4.4亿千瓦，预计2005年要突破5亿千瓦，仅比美国装机容量少3亿千瓦左右。但是，尽管如此，我国的电力供应仍日益紧缺，尤其是高峰不足与低谷过剩的矛盾日益突出，如果全靠新建电厂来满足尖峰需求，则势必造成电厂及输配电设备投资的浪费，使国家经济遭受损失，如1997年每千瓦装机容量所产生的国民经济总产值为28800元，而到2004年则降为27300元，随着未来几年新建电厂的陆续投产，此现象将更加突出。这样不能充分利用廉价环保能源，与建设节约型社会的要求不相符合。如果采用需求侧调控的方法，如空调的冰蓄冷等可以将用电时间移至非高峰期，起到“移峰填谷”的作用。以上海市为例，历史最高用电负荷为1668.2万千瓦，而同日的最低用电负荷为1050万千瓦，其中空调用电约占45%，同使用常规空调相比，冰蓄冷空调有25%左右的移峰能力，理论上可转移11%的高峰负荷到低谷。可见大力发展冰蓄冷空调前景广阔。

但是冰蓄冷空调在我国的发展速度非常缓慢，如上海市已建成的蓄冷工程仅十余家，广东省也只有十多家，如此并没有发挥出应有的“移峰填谷”作用。为何既节能又环保的冰蓄冷空调会受到如此冷遇？

据研究，在我国已建的冰蓄冷工程中，存在以下问题：

摘要：本文给出一种家用冰蓄冷空调系统的原理、结构和设计方法，并结合清华同方人环设备公司生产的户式空调，进行了相应的实验研究；考查了机组在各种工况下的运行情况，并对家用冰蓄冷空调和常规空调在制冷量、制冷效率COP以及过冷度等方面作以比较，提出设计家用冰蓄冷空调的几点建议。

关键词：家用冰蓄冷空调；蓄冷；取冷；过冷度

AbstractResidentialice-storageairconditioningsystemisintroducedwithrespecttoitsprinciple,structure,designandexperimentalmethods.Itisalsocomparedwiththeordinaryresidentialairconditioningsysteminrefrigerating,volume,energyefficiencyandsub-coolingdegreeetc.Someimportantsuggestionsaregiventothisice-storagesystem.

Keywordsresidential,ice-storageairconditioning,sub-coolingdegree

1前言

冰蓄冷作为一项成熟技术，在大型中央空调系统中的应用越来越广泛，它不仅使电力负荷"削峰填谷"，提高发电设备的年利用率，也保证制冷机组满负荷高效率运行，降低空调系统的运行费用，带来了显著的社会效益和经济效益。

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

摘要：准确的预测是冰蓄冷系统优化和控制的基础和前提。本文介绍了冰蓄冷系统预测的内容和方法，主要包括室外逐时气象参数的预测和建筑物逐时冷负荷的预测。其中，温度预测通常采用形状系数法；而人工神经网络在太阳辐射预测和建筑物冷负荷预测中优势显著。

关键词：冰蓄冷气象参数形状系数人工神经网络

1前言

对北京市冬夏季典型日电力负荷构成情况的调查表明：民用建筑用电是构成电力峰荷的主要因素［1］。目前，我国城市建筑夏季的空调用电量占其总用电量的40％以上。解决电力不足的途径有很多种，根据有关资料，在采用电能储存解决电力峰谷差的成熟技术中，冰蓄冷的转换效率最高［2］。在建筑物空调中应用冰蓄冷技术是改善电力供需矛盾最有效措施之一。

冰蓄冷空调系统的设计前提是设计日的负荷分布，系统主要设备的容量都是按设计日进行的。然而，100％的设计冷负荷出现时间仅占总运行时间的o％［3］。同时，由于分时电价或实时电价（RTP）的引入，建筑物中各种设备的运行控制更为复杂，运行决策必须以天、甚至小时为基础[4].1993年，ASHRAE研究项目RP776对美国蓄冷（水蓄冷、优态盐。冰蓄冷）系统的调查显承；冰蓄冷系统约占近对m个蓄冰系统总数的86.7％。从设计到运行、维护，控制及控制相关问题是蓄冷系统的首要问题。在蓄冷系统满意程度的调查中，冰蓄冷系统满意率最低，仅有50％的冰蓄冷用户认为达到了预期的设计目的人正确地运用优化和控制技术至关重要[5]

一些研究报告指出，某些蓄冷系统在降低电力峰值需求的同时，显著地增加了总的年电力消耗。因此，将最终导致发电量增加，自然资源浪费和环境污空失这些批评导致了对蓄冷系统及相关研究项目资助的减少[6].1994年，Brady根据实测数据证明，上述消极影响可以通过充分的利用蓄冰系统的优点来消除。蓄冰系统可以降低年能量消耗、峰值电力需求、年运行费用[7][8]和系统对环境的影响[6]［9］。1993年，Fiorino对Dallas某（水）蓄冷进行了改造，使蓄冷系统不但减少了运行费用，而且节约了用电量［10］［11］。冰蓄冷空调也是如此［12］［13］。

1引言

冰蓄冷中央空调是将电网夜间谷荷多余电力以冰的冷量形式储存起来，在白天用电高峰时将冰融化提供空调服务。由于我国大部分地区夜间电价比白天低得多，所以采用冰储冷中央空调能大大减少用户的运行费用。

冰蓄冷中央空调系统配置的设备比常规空调系统要增加一些，自动化程度要求较高，但它能自动实现在满足建筑物全天空调要求的条件下将每天所蓄的能量全部用完，最大限度地节省运行费用。

2控制系统结构

控制系统由下位机（现场控制工作站）与上位机（中央管理工作站）组成，下位机采用可编程序控制器（PLC）与触摸屏，上位机采用工业级计算机与打印机，系统配置必要的附件如通信设备接口、网卡、调制解调器等，实现蓄冷系统的参数化与全自动智能化运行。

下位机和触摸屏在现场可以进行系统控制、参数设置和数据显示。上位机进行远程管理和打印，它包含下位机和触摸屏的所有功能。整个系统以下位机的工业级可编程序控制器为核心，实现自动化控制。控制设备与器件包括：传感检测元件、电动阀、变频器等。

一、空调冰蓄冷系统的发展

空调是现代建筑结构的主要组成部分，随着建筑业的快速发展，空调的使用也越来越多，电能消耗逐渐增加。然而空调系统属于高耗能设施，一些发达国家的能耗占国家经济总能耗的30%以上，而空调冷热源能耗占空调总能耗的50%以上，因此不仅造成能源逐渐消耗，而且电力的稳定性也受到很大影响。例如白天人们用电较多，导致电力输送形成用电高峰，而夜晚人们的用电相对较少，则电力输送形成低谷，一些地区电网的峰谷差与这不仅给电力工业带来很大压力，而且造成了其效率的降低，为了提高电力载荷，满足需求负荷量，一些国家主要是采用扩增发电厂基础设施的数量应对用电高峰，然而不能有效解决谷底问题，而且增加了能源的消耗，随着国家能源危机的日益严峻，以及电力峰谷现象的形成，如何解决用电高峰且有效降低能源消耗成为了国家日益关注的问题。配置冰蓄冷系统的空调既是应对这个问题而产生的，它可以有效控制电力的峰谷现象，而且能有效在填补谷底的电能，迄今为止，冰蓄冷空调的应用是有效协调用电峰谷值与维持电力稳定的主要措施，根据资料统计，蓄冷空调技术可以转移空调尖峰用电负荷36.4%-45%，对平衡电网负荷有着显著的作用。在二十世纪30年代，美国为了解决制冷设备造价高问题而研发了工业制冷机，它属于最早的蓄冷空调，随着科技与工业的快速发展，制冷机的造价迅速下滑，导致制冷机市场逐渐变淡，其技术进展缓慢。然而进入20世纪50年代，日本逐渐对制冷机增加了关注，并不断对蓄冷空调进行研发与生产，促使水蓄冷空调在世界上的广泛应用。到20世纪80年代，在美国、日本、加拿大等国家先后有多达50家冰蓄冷系统开发企业，且冰蓄冷系统空调在整个北美的投资额占整个暖通系统总投资的30%左右，并在其他国家得到进一步的研发与应用。如今，冰蓄冷空调在所有空调中逐渐显示其强大的节能优势，并广泛且大量地分布于世界各地，目前美国有五千以上的蓄冷空调系统用于不同建筑物，其蓄冷技术在全美空调上的应用占据了95%以上。我国主要是从21世纪70年代开始应用蓄冷系统空调，最初较多在体育馆建筑中采用水蓄冷空调系统，随后冰蓄冷系统空调的优势而逐渐被广泛应用于各种建筑中。

二、冰蓄冷空调的建筑节能

对于冰蓄冷系统空调的建筑节能而言，可以从冰蓄冷空调对建筑能耗的经济性角度以及电力的稳定性角度进行分析。基于建筑能耗的经济性，冰蓄冷空调的应用对象可以从宏观层面划分为社会对象与用户对象，首先针对社会层面而言，冰蓄冷空调具有重要的研究价值，同时对社会经济建设与建筑工业等发展都具有很好的促进作用，这一点不言而喻；然而对于用户层面而言，冰蓄冷空调不仅具有实际的应用价值，且具有很好的投资价值，与常规空调相比，虽然冰蓄冷空调在其系统设备本身没有成本优势，但具有较强的工作效率优势，其通过系统优势可降低40%左右功率。然而，冰蓄冷空调并不是在热交换工作中体现其节能优势，因为在冰蓄冷空调系统中，制冷主机一般具有三种类型，即活塞式、螺杆式和离心式，且具有空调和制冰两种工况，其制冷能力一般随着蒸发温度降低而减少，随着冷凝温度降低而提高，通常制冷机组在制冰工况下的容量仅为标定容量的70%左右。统计数据可知，制冷剂出液温度每降低1℃，各制冷机容量大约减少3个百分点，且其制冷工况比空调底，因此冰蓄冷空调在热交换中并不节能。实际上，冰蓄冷空调的主要节能优势体现在电力低谷时刻。用电高峰与低谷形成的峰谷现象是现代电网的特点，随着科技与工业的发展，这种现象也逐渐加剧。据统计，我国大部分城市的用电高峰阶段电量占总电量的30%以上，此时如若根据高峰时段扩建发电厂以匹配电量，则在用电低谷阶段，多数发电厂不能得到有效利用。如根据平局用电负荷扩建发电厂以匹配电网，则在夏季用电高峰时刻即会产生用电负荷超过发电与电力配送设备的供电能力，导致电力频率下滑，当频率减至50Hz以下，就不能有效供电和安全用电。为了满足尖峰用电负荷需要，就必须根据尖峰用电负荷的大小来兴建更多的新电厂。在空调的社会普及率相当高后，如果采用与推广蓄冷空调技术，就可有效地把空调用电的约40％左右的负荷转移到低谷时段，利用其冰蓄冷系统优势通过蓄冰吸收热量，实现建筑节能的效果，从而提高了现有发电设备与输配电网的利用率与效率，改善电力建设的投资效益。

此外，冰蓄能系统除了在建筑节能上给国家带来巨大的经济价值时，也具有良好的社会效益与环境效益。例如推迟或减少发电装机容量，减少环境污染治理费用，减少电网调峰次数、降低发电成本等。本文对其所做的探讨，只是基于现行环境之下，随着未来的发展，还需要广大业界人士的一致努力。

作者:张萍萍单位:沈阳华电制冷工程有限公司

提要给出了冰球式蓄冰罐蓄冷和取冷过程的数学模型。该模型考虑了载冷剂与冰球间的相互作用、冰球的相变换热特性以及蓄冰罐的热损失。编制了求解程序STAIT，利用该程序计算了8个不同的蓄冷和取冷工况。对比结果表

明，利用STAIT模拟的结果与实测结果非常接近。

关键词冰球冰蓄冷数学模型模拟

AbstractPresentsamathematicalmodeldescribingthefreezingandmeltingprocessesoftheice-storagecontainerwithencapsulatediceinsphericalcapsulesandconsideringtheinteractionbetweenglycolandthecapsules,theheatexchangeperformanceofthecapsulesandtheheatlossoftheice-storagecontainer.WithacomputerprogrammecalledSTAITdevelopedtosolvethemodel,simulatesseveralcasesincludingfreezingandmeltingprocesses,andcomparespredictedresultsandexperimentalonesandshowsagoodfitofthem.

Keywordsencapsulatedicestoragesphericalcapsulemathematicalmodelsimulation

1引言