冰蓄冷范文10篇

提要分析了冰蓄冷系統的冷機優先、蓄冰罐優先和優化控制三種控制策略，提出了優化控制的目標和約束，并以某建筑為例對比分析冰蓄冷系統在優化控制策略和冷機優先控制策略下的運行費，闡明優化控制可以發揮現有系統潛力，更有效地削減電負荷高峰。

關鍵詞控制策略優化控制冰蓄冷系統

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

keywordscontrolstrategyoptimalcontrolicestoragesystem

1前言

冰蓄冷系統可以削減電負荷高峰，緩解電力緊張，減少電力建設投資。因此自80年代初至今美國、日本等地得到廣泛應

摘要：準確的預測是冰蓄冷系統優化和控制的基礎和前提。本文介紹了冰蓄冷系統預測的內容和方法，主要包括室外逐時氣象參數的預測和建筑物逐時冷負荷的預測。其中，溫度預測通常采用形狀系數法；而人工神經網絡在太陽輻射預測和建筑物冷負荷預測中優勢顯著。

關鍵詞：冰蓄冷氣象參數形狀系數人工神經網絡

1前言

對北京市冬夏季典型日電力負荷構成情況的調查表明：民用建筑用電是構成電力峰荷的主要因素［1］。目前，我國城市建筑夏季的空調用電量占其總用電量的40％以上。解決電力不足的途徑有很多種，根據有關資料，在采用電能儲存解決電力峰谷差的成熟技術中，冰蓄冷的轉換效率最高［2］。在建筑物空調中應用冰蓄冷技術是改善電力供需矛盾最有效措施之一。

冰蓄冷空調系統的設計前提是設計日的負荷分布，系統主要設備的容量都是按設計日進行的。然而，100％的設計冷負荷出現時間僅占總運行時間的o％［3］。同時，由于分時電價或實時電價（RTP）的引入，建筑物中各種設備的運行控制更為復雜，運行決策必須以天、甚至小時為基礎[4].1993年，ASHRAE研究項目RP776對美國蓄冷（水蓄冷、優態鹽。冰蓄冷）系統的調查顯承；冰蓄冷系統約占近對m個蓄冰系統總數的86.7％。從設計到運行、維護，控制及控制相關問題是蓄冷系統的首要問題。在蓄冷系統滿意程度的調查中，冰蓄冷系統滿意率最低，僅有50％的冰蓄冷用戶認為達到了預期的設計目的人正確地運用優化和控制技術至關重要[5]

一些研究報告指出，某些蓄冷系統在降低電力峰值需求的同時，顯著地增加了總的年電力消耗。因此，將最終導致發電量增加，自然資源浪費和環境污空失這些批評導致了對蓄冷系統及相關研究項目資助的減少[6].1994年，Brady根據實測數據證明，上述消極影響可以通過充分的利用蓄冰系統的優點來消除。蓄冰系統可以降低年能量消耗、峰值電力需求、年運行費用[7][8]和系統對環境的影響[6]［9］。1993年，Fiorino對Dallas某（水）蓄冷進行了改造，使蓄冷系統不但減少了運行費用，而且節約了用電量［10］［11］。冰蓄冷空調也是如此［12］［13］。

摘要：隨著我國國民經濟和人民生活水平不斷提高，城鎮用電不但在總量上出現了供不應求的現象，而且用電“晝夜峰谷”不斷加大，為緩解這一現象，本文提出了一個結構簡單，運行可靠，體積較小的家用冰蓄冷水系統中央空調的試驗模型，并通過試驗證明該系統滿足設計要求，能夠起到電力“移峰填谷”的作用。

關鍵詞：家用中央空調冰蓄冷試驗研究

0前言

自改革開放以來，我國國民經濟以驚人的速度發展，人民的生活水平也隨之不斷提高。為保持國民經濟高速而可持續地發展和滿足人民日益增長的物質和精神要求，我國的能源部門遇到了前所未有的困難和壓力。城鎮用電量在不斷攀升的同時，“晝夜用電峰谷”也在加大。如通過建設大量的低能效調峰電站解決“晝夜用電峰谷”是不經濟的，也是對能源的一種浪費。近幾年，空調用電量在城鎮用電總量中所占比例不斷增加，冰蓄冷空調是一種有效緩解“晝夜用電峰谷差”的技術。

1小型冰蓄冷空調系統的試驗研究方案

對于普通家用空調和用冷量不大的空調用戶而言，空調的可靠性、結構簡單和便于安裝是至關重要的，在能夠滿足用戶需求的前提下，空調器的體積越小越好。在參考了國內外的一些大、中型冰蓄冷空調系統和對小型冰蓄冷家用空調器的文章[1]；結合小型家用中央空調的特點，提出了小型家用中央空調系統的試驗研究方案（如圖1）。圖中A為壓縮機，B為冷凝器，C為電子膨脹閥，D為蓄冰罐，E為冷凍水循環水泵，F、G、H為風機盤管，M1、M2、M3為轉子流量計。

摘要：文章分析了冰蓄冷空調在我國發展緩慢的原因，從采用大溫差冷水系統、低溫送風設計、系統布置、使用國產設備、電力部門激勵政策等方面探討了降低初投資的途徑。另外，論述了提供系統產品、改進控制水平以尋求簡化復雜設計、安裝的過程，提高冰蓄冷系統的質量及方便操作維護的方法。

關鍵詞：冰蓄冷空調初投資系統產品

0前言

我國的電力工業發展很快，96年發電裝機容量已達到世界第2位，到97年底全國發電裝機容量達2.5億千瓦，2004年裝機容量達到4.4億千瓦，預計2005年要突破5億千瓦，僅比美國裝機容量少3億千瓦左右。但是，盡管如此，我國的電力供應仍日益緊缺，尤其是高峰不足與低谷過剩的矛盾日益突出，如果全靠新建電廠來滿足尖峰需求，則勢必造成電廠及輸配電設備投資的浪費，使國家經濟遭受損失，如1997年每千瓦裝機容量所產生的國民經濟總產值為28800元，而到2004年則降為27300元，隨著未來幾年新建電廠的陸續投產，此現象將更加突出。這樣不能充分利用廉價環保能源，與建設節約型社會的要求不相符合。如果采用需求側調控的方法，如空調的冰蓄冷等可以將用電時間移至非高峰期，起到“移峰填谷”的作用。以上海市為例，歷史最高用電負荷為1668.2萬千瓦，而同日的最低用電負荷為1050萬千瓦，其中空調用電約占45%，同使用常規空調相比，冰蓄冷空調有25%左右的移峰能力，理論上可轉移11%的高峰負荷到低谷。可見大力發展冰蓄冷空調前景廣闊。

但是冰蓄冷空調在我國的發展速度非常緩慢，如上海市已建成的蓄冷工程僅十余家，廣東省也只有十多家，如此并沒有發揮出應有的“移峰填谷”作用。為何既節能又環保的冰蓄冷空調會受到如此冷遇？

據研究，在我國已建的冰蓄冷工程中，存在以下問題：

摘要：本文給出一種家用冰蓄冷空調系統的原理、結構和設計方法，并結合清華同方人環設備公司生產的戶式空調，進行了相應的實驗研究；考查了機組在各種工況下的運行情況，并對家用冰蓄冷空調和常規空調在制冷量、制冷效率COP以及過冷度等方面作以比較，提出設計家用冰蓄冷空調的幾點建議。

關鍵詞：家用冰蓄冷空調；蓄冷；取冷；過冷度

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

Keywordsresidential,ice-storageairconditioning,sub-coolingdegree

1前言

冰蓄冷作為一項成熟技術，在大型中央空調系統中的應用越來越廣泛，它不僅使電力負荷"削峰填谷"，提高發電設備的年利用率，也保證制冷機組滿負荷高效率運行，降低空調系統的運行費用，帶來了顯著的社會效益和經濟效益。

摘要：動態冰漿由于具有較好的熱物理和傳熱特性，現已被應用于蓄冷空調系統和工業處理過程中。本文介紹了冰漿的各種發生方法和裝置，分析了動態冰漿蓄冷空調系統工作過程，闡述了冰漿的動態特性和潛在應用。

關鍵詞：冰漿動態特性蓄冷空調

1前言

冰漿是由微小的冰晶和溶液組成，而溶液通常是由水和冰點調節劑（如乙二醇、乙醇或氯化鈉等）構成。由于冰晶的融解潛熱大，使得冰漿具有較高的蓄冷密度；同時由于冰晶具有較大的傳熱面積，使其具有較快的供冷速率和較好的溫度調解特性。它不象傳統的盤管式（內融冰、外融冰）和封裝式（冰球、冰板）蓄冷系統的冰凝結在換熱器的壁面上，增加了冰層的傳熱熱阻，使其傳熱效率較低。

冰漿蓄冷系統現已被用于空調系統中，夜間低谷時蓄冷，白天高峰時供冷，冰漿蓄冷空調系統的容量一般只有高峰冷負荷的20%—50%，使其整個系統小巧、緊湊。由于冰漿蓄冷空調系統具有低溫送風特性，使得整個空調系統的風管、水管尺寸減小，冷量輸送的功耗也大為降低，運行成本減小。

2冰漿發生裝置

摘要：準確的預測是冰蓄冷系統優化和控制的基礎和前提。本文介紹了冰蓄冷系統預測的內容和方法，主要包括室外逐時氣象參數的預測和建筑物逐時冷負荷的預測。其中，溫度預測通常采用形狀系數法；而人工神經網絡在太陽輻射預測和建筑物冷負荷預測中優勢顯著。

關鍵詞：冰蓄冷氣象參數形狀系數人工神經網絡

1前言

對北京市冬夏季典型日電力負荷構成情況的調查表明：民用建筑用電是構成電力峰荷的主要因素［1］。目前，我國城市建筑夏季的空調用電量占其總用電量的40％以上。解決電力不足的途徑有很多種，根據有關資料，在采用電能儲存解決電力峰谷差的成熟技術中，冰蓄冷的轉換效率最高［2］。在建筑物空調中應用冰蓄冷技術是改善電力供需矛盾最有效措施之一。

冰蓄冷空調系統的設計前提是設計日的負荷分布，系統主要設備的容量都是按設計日進行的。然而，100％的設計冷負荷出現時間僅占總運行時間的o％［3］。同時，由于分時電價或實時電價（RTP）的引入，建筑物中各種設備的運行控制更為復雜，運行決策必須以天、甚至小時為基礎[4].1993年，ASHRAE研究項目RP776對美國蓄冷（水蓄冷、優態鹽。冰蓄冷）系統的調查顯承；冰蓄冷系統約占近對m個蓄冰系統總數的86.7％。從設計到運行、維護，控制及控制相關問題是蓄冷系統的首要問題。在蓄冷系統滿意程度的調查中，冰蓄冷系統滿意率最低，僅有50％的冰蓄冷用戶認為達到了預期的設計目的人正確地運用優化和控制技術至關重要[5]

一些研究報告指出，某些蓄冷系統在降低電力峰值需求的同時，顯著地增加了總的年電力消耗。因此，將最終導致發電量增加，自然資源浪費和環境污空失這些批評導致了對蓄冷系統及相關研究項目資助的減少[6].1994年，Brady根據實測數據證明，上述消極影響可以通過充分的利用蓄冰系統的優點來消除。蓄冰系統可以降低年能量消耗、峰值電力需求、年運行費用[7][8]和系統對環境的影響[6]［9］。1993年，Fiorino對Dallas某（水）蓄冷進行了改造，使蓄冷系統不但減少了運行費用，而且節約了用電量［10］［11］。冰蓄冷空調也是如此［12］［13］。

1引言

冰蓄冷中央空調是將電網夜間谷荷多余電力以冰的冷量形式儲存起來，在白天用電高峰時將冰融化提供空調服務。由于我國大部分地區夜間電價比白天低得多，所以采用冰儲冷中央空調能大大減少用戶的運行費用。

冰蓄冷中央空調系統配置的設備比常規空調系統要增加一些，自動化程度要求較高，但它能自動實現在滿足建筑物全天空調要求的條件下將每天所蓄的能量全部用完，最大限度地節省運行費用。

2控制系統結構

控制系統由下位機（現場控制工作站）與上位機（中央管理工作站）組成，下位機采用可編程序控制器（PLC）與觸摸屏，上位機采用工業級計算機與打印機，系統配置必要的附件如通信設備接口、網卡、調制解調器等，實現蓄冷系統的參數化與全自動智能化運行。

下位機和觸摸屏在現場可以進行系統控制、參數設置和數據顯示。上位機進行遠程管理和打印，它包含下位機和觸摸屏的所有功能。整個系統以下位機的工業級可編程序控制器為核心，實現自動化控制。控制設備與器件包括：傳感檢測元件、電動閥、變頻器等。

一、空調冰蓄冷系統的發展

空調是現代建筑結構的主要組成部分，隨著建筑業的快速發展，空調的使用也越來越多，電能消耗逐漸增加。然而空調系統屬于高耗能設施，一些發達國家的能耗占國家經濟總能耗的30%以上，而空調冷熱源能耗占空調總能耗的50%以上，因此不僅造成能源逐漸消耗，而且電力的穩定性也受到很大影響。例如白天人們用電較多，導致電力輸送形成用電高峰，而夜晚人們的用電相對較少，則電力輸送形成低谷，一些地區電網的峰谷差與這不僅給電力工業帶來很大壓力，而且造成了其效率的降低，為了提高電力載荷，滿足需求負荷量，一些國家主要是采用擴增發電廠基礎設施的數量應對用電高峰，然而不能有效解決谷底問題，而且增加了能源的消耗，隨著國家能源危機的日益嚴峻，以及電力峰谷現象的形成，如何解決用電高峰且有效降低能源消耗成為了國家日益關注的問題。配置冰蓄冷系統的空調既是應對這個問題而產生的，它可以有效控制電力的峰谷現象，而且能有效在填補谷底的電能，迄今為止，冰蓄冷空調的應用是有效協調用電峰谷值與維持電力穩定的主要措施，根據資料統計，蓄冷空調技術可以轉移空調尖峰用電負荷36.4%-45%，對平衡電網負荷有著顯著的作用。在二十世紀30年代，美國為了解決制冷設備造價高問題而研發了工業制冷機，它屬于最早的蓄冷空調，隨著科技與工業的快速發展，制冷機的造價迅速下滑，導致制冷機市場逐漸變淡，其技術進展緩慢。然而進入20世紀50年代，日本逐漸對制冷機增加了關注，并不斷對蓄冷空調進行研發與生產，促使水蓄冷空調在世界上的廣泛應用。到20世紀80年代，在美國、日本、加拿大等國家先后有多達50家冰蓄冷系統開發企業，且冰蓄冷系統空調在整個北美的投資額占整個暖通系統總投資的30%左右，并在其他國家得到進一步的研發與應用。如今，冰蓄冷空調在所有空調中逐漸顯示其強大的節能優勢，并廣泛且大量地分布于世界各地，目前美國有五千以上的蓄冷空調系統用于不同建筑物，其蓄冷技術在全美空調上的應用占據了95%以上。我國主要是從21世紀70年代開始應用蓄冷系統空調，最初較多在體育館建筑中采用水蓄冷空調系統，隨后冰蓄冷系統空調的優勢而逐漸被廣泛應用于各種建筑中。

二、冰蓄冷空調的建筑節能

對于冰蓄冷系統空調的建筑節能而言，可以從冰蓄冷空調對建筑能耗的經濟性角度以及電力的穩定性角度進行分析。基于建筑能耗的經濟性，冰蓄冷空調的應用對象可以從宏觀層面劃分為社會對象與用戶對象，首先針對社會層面而言，冰蓄冷空調具有重要的研究價值，同時對社會經濟建設與建筑工業等發展都具有很好的促進作用，這一點不言而喻；然而對于用戶層面而言，冰蓄冷空調不僅具有實際的應用價值，且具有很好的投資價值，與常規空調相比，雖然冰蓄冷空調在其系統設備本身沒有成本優勢，但具有較強的工作效率優勢，其通過系統優勢可降低40%左右功率。然而，冰蓄冷空調并不是在熱交換工作中體現其節能優勢，因為在冰蓄冷空調系統中，制冷主機一般具有三種類型，即活塞式、螺桿式和離心式，且具有空調和制冰兩種工況，其制冷能力一般隨著蒸發溫度降低而減少，隨著冷凝溫度降低而提高，通常制冷機組在制冰工況下的容量僅為標定容量的70%左右。統計數據可知，制冷劑出液溫度每降低1℃，各制冷機容量大約減少3個百分點，且其制冷工況比空調底，因此冰蓄冷空調在熱交換中并不節能。實際上，冰蓄冷空調的主要節能優勢體現在電力低谷時刻。用電高峰與低谷形成的峰谷現象是現代電網的特點，隨著科技與工業的發展，這種現象也逐漸加劇。據統計，我國大部分城市的用電高峰階段電量占總電量的30%以上，此時如若根據高峰時段擴建發電廠以匹配電量，則在用電低谷階段，多數發電廠不能得到有效利用。如根據平局用電負荷擴建發電廠以匹配電網，則在夏季用電高峰時刻即會產生用電負荷超過發電與電力配送設備的供電能力，導致電力頻率下滑，當頻率減至50Hz以下，就不能有效供電和安全用電。為了滿足尖峰用電負荷需要，就必須根據尖峰用電負荷的大小來興建更多的新電廠。在空調的社會普及率相當高后，如果采用與推廣蓄冷空調技術，就可有效地把空調用電的約40％左右的負荷轉移到低谷時段，利用其冰蓄冷系統優勢通過蓄冰吸收熱量，實現建筑節能的效果，從而提高了現有發電設備與輸配電網的利用率與效率，改善電力建設的投資效益。

此外，冰蓄能系統除了在建筑節能上給國家帶來巨大的經濟價值時，也具有良好的社會效益與環境效益。例如推遲或減少發電裝機容量，減少環境污染治理費用，減少電網調峰次數、降低發電成本等。本文對其所做的探討，只是基于現行環境之下，隨著未來的發展，還需要廣大業界人士的一致努力。

作者:張萍萍單位:沈陽華電制冷工程有限公司

提要給出了冰球式蓄冰罐蓄冷和取冷過程的數學模型。該模型考慮了載冷劑與冰球間的相互作用、冰球的相變換熱特性以及蓄冰罐的熱損失。編制了求解程序STAIT，利用該程序計算了8個不同的蓄冷和取冷工況。對比結果表

明，利用STAIT模擬的結果與實測結果非常接近。

關鍵詞冰球冰蓄冷數學模型模擬

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

Keywordsencapsulatedicestoragesphericalcapsulemathematicalmodelsimulation

1引言