| 在区域供冷系统中，冰蓄冷系统是一种经济可靠的制冷系统，现已广泛应用于写字楼、学校、医院、商场、场馆、机场以及其它多种建筑体系中。冰蓄冷区域供冷可以减少能源消耗、减少温室气体排放的作用，保护环境。 |
| BAC公司（Baltimore Aircoil Company）作为全球领先从事冰蓄冷系统的领导者，在全球范围内的区域供冷工程中积累了丰富的经验，现已拥有三千多套成功运行的实例。 |
| Q：为什么在区域供冷工程中使用冰蓄冷技术？ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A：简单实用并且可靠，只有冰才能够提供恒定的34℉的冷源，这意味着： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．初投资低。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2．减少总装机负荷运行时降低总能耗。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3．进一步提高设备可靠性与弹性服务安排来减少维护。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4．提高系统可靠性来保证恒定制冷。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5．减少了设备间并降低排热需求以节省空间。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6．作为环境友好型系统能够减少能源消耗并减缓全球温室效应。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 使用低温流体的冰蓄冷系统初始设计成本低。使用大温差水循环系统可以减少冷冻水的流量，从而大量节约冷冻水分配系统的初投资。运用相差20℉（11℃）温度范围来取代传统的10℉（5.6℃）到14℉（7.8℃）温度范围，这样可以很大程度上缩小管径。较小分布管道通常可以通过挖沟进行隧道安装，这样可以节省更多的管道安装时间与费用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 使用较小分配管道所节省下来的成本刚好抵消热存储设备的投资。我们拿一个设计配有使用44℉（7℃）供应水的离心式冷水机组，冷量为16000冷吨时（5632 Mw）的区域供冷设备与34℉（1℃）供应水的冰蓄冷设备作对比。传统设备需要直径为30in（762mm）的分布管道（安装费用为7680000$），而冰蓄冷系统则为18in（457mm）（安装费用5340000$），这意味着使用冰蓄冷系统节省了2340000$。 更小的机械设备需求带来了更多的投资节省。冰蓄冷系统的初始成本为270万$,比传统系统减少了8.8%。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用较小的机械设备，冰蓄冷设备可以减少50%的电力需求。此外,由于泵功率（kW）较低，每年总能耗更少。随着电力行业不断开发并实行按时段收费，实时电价的时间安排和电价协商将更加规范，冰蓄冷设备在未来可以更大地节约运营成本。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 我们将一个设计配有使用44℉ (7℃)供应水的离心式冷水机组，冷量为16000冷吨时（5632 Mw）的区域供冷设备与一个使34℉（1℃）供应水的冰蓄冷设备作对比。前者用电高峰为15985kW，而后者为10135kW，减少37%的峰值需求。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于没有活动部件，冰盘管几乎不需要维修。在冰蓄冷设备中需要维护的只有空气泵，系统流体以及控制系统。因为冷水机组，泵和热量排放装置比较小，所以冰蓄冷系统相比其他传统系统维护较少。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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盘管蓄冰风机 |
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| 大多数冰蓄冷系统除了冰存储设备都有两个冷却器。两个冷却器旨在提供一天大约60%所需的冷量，而存冰将提供剩余的40%。如果在白天只用一个冷却器即可拥有高达70%的冷却能力。一个运行的冷却器提供设备制冷量的30%，而存冰可以达到40%。基于标准的HVAC负载概要文件和ASHRAE天气数据，70%的冷却能力在同样时间内可达到85%的冷却效果。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用较小的冷却器，泵以及排热设备，因此冷却装置很节省设备占地和排热空间。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一个使用冰蓄冷系统的区域供冷设备所需要的冷却器和排热能力为传统系统的三分之二。冷冻水泵将是一个标准的10℉（5.6℃）温度微分系统尺寸的一半，冷凝水泵则是传统系统的三分之二。设备间和排热设备所需的计划区域可以减少三分之一。蓄冰系统可以放置在户外，在二层或在一个停车场，它不需要占据设备间。水蓄冷需要冰蓄冷设备4至10倍的空间，使用显冷结合存储效率低下且需要更大的储水罐。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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传统系统的设备室 |
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冰蓄冷系统的设备室 |
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| Q：为什么在区域供冷工程中使用冰蓄冷技术？ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A：简单实用并且可靠，只有冰才能够提供恒定的34℉的冷源，这意味着： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．初投资低。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2．减少总装机负荷运行时降低总能耗。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3．进一步提高设备可靠性与弹性服务安排来减少维护。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4．提高系统可靠性来保证恒定制冷。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5．减少了设备间并降低排热需求以节省空间。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6．作为环境友好型系统能够减少能源消耗并减缓全球温室效应。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 使用低温流体的冰蓄冷系统初始设计成本低。使用大温差水循环系统可以减少冷冻水的流量，从而大量节约冷冻水分配系统的初投资。运用相差20℉（11℃）温度范围来取代传统的10℉（5.6℃）到14℉（7.8℃）温度范围，这样可以很大程度上缩小管径。较小分布管道通常可以通过挖沟进行隧道安装，这样可以节省更多的管道安装时间与费用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 使用较小分配管道所节省下来的成本刚好抵消热存储设备的投资。我们拿一个设计配有使用44℉（7℃）供应水的离心式冷水机组，冷量为16000冷吨时（5632 Mw）的区域供冷设备与34℉（1℃）供应水的冰蓄冷设备作对比。传统设备需要直径为30in（762mm）的分布管道（安装费用为7680000$），而冰蓄冷系统则为18in（457mm）（安装费用5340000$），这意味着使用冰蓄冷系统节省了2340000$。 更小的机械设备需求带来了更多的投资节省。冰蓄冷系统的初始成本为270万$,比传统系统减少了8.8%。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用较小的机械设备，冰蓄冷设备可以减少50%的电力需求。此外,由于泵功率（kW）较低，每年总能耗更少。随着电力行业不断开发并实行按时段收费，实时电价的时间安排和电价协商将更加规范，冰蓄冷设备在未来可以更大地节约运营成本。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 我们将一个设计配有使用44℉ (7℃)供应水的离心式冷水机组，冷量为16000冷吨时（5632 Mw）的区域供冷设备与一个使34℉（1℃）供应水的冰蓄冷设备作对比。前者用电高峰为15985kW，而后者为10135kW，减少37%的峰值需求。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于没有活动部件，冰盘管几乎不需要维修。在冰蓄冷设备中需要维护的只有空气泵，系统流体以及控制系统。因为冷水机组，泵和热量排放装置比较小，所以冰蓄冷系统相比其他传统系统维护较少。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 大多数冰蓄冷系统除了冰存储设备都有两个冷却器。两个冷却器旨在提供一天大约60%所需的冷量，而存冰将提供剩余的40%。如果在白天只用一个冷却器即可拥有高达70%的冷却能力。一个运行的冷却器提供设备制冷量的30%，而存冰可以达到40%。基于标准的HVAC负载概要文件和ASHRAE天气数据，70%的冷却能力在同样时间内可达到85%的冷却效果。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用较小的冷却器，泵以及排热设备，因此冷却装置很节省设备占地和排热空间。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一个使用冰蓄冷系统的区域供冷设备所需要的冷却器和排热能力为传统系统的三分之二。冷冻水泵将是一个标准的10℉（5.6℃）温度微分系统尺寸的一半，冷凝水泵则是传统系统的三分之二。设备间和排热设备所需的计划区域可以减少三分之一。蓄冰系统可以放置在户外，在二层或在一个停车场，它不需要占据设备间。水蓄冷需要冰蓄冷设备4至10倍的空间，使用显冷结合存储效率低下且需要更大的储水罐。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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传统系统的设备室 |
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冰蓄冷系统的设备室 |
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1. 美国伊利诺州芝加哥埃克斯龙能源科技公司 |
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| 该公司使用提供蓄冰量为314400冷吨时（1,110 MWh）的多个冰蓄冷集成设备来服务芝加哥市中心的办公楼与旅馆。在区域供冷循环中存冰能够提供34℉（1℃）水并且在芝加哥市能源不足时能够自动切断冷水机组工作。 |
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2. 巴尔的摩会议中心 |
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| 蓄冰总量为8965冷吨时（317MWh）的冰蓄冷设备安装在多个独立的蓄冰槽中为巴尔的摩市中心的办公楼、体育场馆以及旅游景点供冷。 |
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3. 日本大阪科兹莫广场 |
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| 在日本大阪，高效的区域供冷设备为包括世贸中心和亚洲贸易中心在内的楼群供冷。冰蓄冷设备安装在地下设备间，蓄冰量为29300冷吨时（103 MWh）。 |
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4. 台北软件园 |
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| 冰蓄冷设备提供蓄冰总量为22782 冷吨时（80 MWh），为台湾省台北公司园区供冷。 |
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5. 美国科罗拉多州丹佛区域供冷 |
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| 近期工程的第二阶段提供蓄冰总量为75000 冷吨时（265kWh），为丹佛市中心办公大楼供冷。 |
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6. 美国加州斯坦福大学 |
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| 现有的冷冻水储存槽被改造为蓄冰量93200冷吨时（329MWh）的冰蓄冷系统。这样使系统存储负荷增加并且使冷冻水供水温度降低，增长了厂房供冷能力。 |
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7. 约翰霍普金斯大学应用物理实验室 |
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| 中心厂房安装有22400冷吨时（79MWh）的冰蓄冷设备为主校区供冷。在后期两个阶段又添加冰蓄冷设备来增加现有冷冻水装置的能力。新校区建筑和现有建筑日益增长的供冷需求使其增加了必要的扩建。 |
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8. 上海漕河泾区域供冷 |
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| 项目蓄冰总量为16590冷吨时，总占地面积约23万平方米，总建设规模约80万平方米，包括地下建筑约20万平方米，地上建筑面积约60万平方米。规划有五星级酒店、大型综合类商场、企业总部办公室等功能。 |
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9. 中关村区域供冷 |
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| 项目蓄冰总量为28560冷吨时，建筑面积60万平方米。总为附近多个楼盘提供冷冻水，用户不需设置单独的制冷站，节约了大量建筑空间，是世界上最先进的冰蓄冷系统之一。 |
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| 10. 上海华为 |
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| 项目蓄冰总量为19,200冷吨时，该项目建筑面积约31万平方米，建筑物的总高为30米，地下三层地上五层，由办公、研发实验室、餐厅、数据中心组成。 |
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11. 广州大学城区域供冷——中国最大的冰蓄冷项目 |
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| 项目蓄冰总量253,248冷吨时，广州大学城建筑面积724万平方米，是中国最大的冰蓄冷区域供冷系统。 根据测算，通过冰蓄冷区域供冷，项目出头次可节省1.3亿元，节省机房用地5.5万平方米，减少装机负荷5.2万千瓦，减少输变电设施投资约1.7亿元；每年减少空调维护费用2,000万元以上；系统运行成本比单体建筑设置中央空调降低28%。 |
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12. 广州珠江新城 |
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| 项目蓄冰总量为8,0000冷吨时，位于中国广州市天河区西部，东起华南快速干线、西至广州大道，南临珠江，北达黄埔大道，占地面积644万平方米，广州新城市中轴线贯穿其中。现有歌剧院、海心沙、赤岗塔、图书馆等标志性建筑。 |
地上混凝土槽 |
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| 以下部分展示了热存储设备的灵活性。 下面的例子包括在迈阿密的坦帕电力公司（TECO）所使用的地上混凝土槽。巴尔的摩会议中心区域供冷装置的地下混凝土槽和在巴尔的摩会议中心二期地上圆钢槽。冰蓄冷设备可以放置在停车设施、花园和车道下面或在地下室，若在地上则放置在机房附近或内部。 |
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| 1. 做一个带内衬的混凝土槽
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| 2. 吊装第一组冰盘管
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| 3. 放置该模块第一组双盘管
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| 4. 放置该模块两组双管
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| 5. 所有盘管放置到槽中。盘管可以按照长四组，宽两组，高四组来排放
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| 6. 槽中供应乙二醇，回流管道应在盘管之上
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| 7. 当槽安置在户外时应包有混凝土保护层，乙二醇冷却系统应按标准安装在与槽相邻处。 |
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地上圆筒型钢罐 |
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| 巴尔的摩会议中心二期地上圆筒型钢罐
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| 巴尔的摩会议中心区域供冷设备二期俯瞰图。冷却塔放置屋顶上的混凝土建筑即为制冷设备。在制冷设备后面有两个圆型蓄冰钢罐。
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| 放置于冷却塔后面的钢罐未在图中示出。
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| 准备放置冰盘管的焊接钢罐，钢罐内不需要内衬。
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| 最后冰盘管被吊装到指定位置
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| 钢罐内冰盘管放置示意图
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| 放置蓄冰罐 |
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地下混凝土槽 |
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| 巴尔第摩会议中心地下混凝土槽俯瞰图。制冷设备与附加的蓄冰槽（安装在地下室）在会议中心街道下面。如今上面是一个停车场。
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| 挖蓄冰槽
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| 浇筑混凝土板墙
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| 制冷设备的乙二醇供流以及回流管道穿过会议中心街道，管道被安置于市中心街道下面。
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| 立式冷却机组在会展中心制冷设备放置于会议中心
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| 浇注蓄冰槽顶
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| 槽顶绝热
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| 为防止盘管所开设的检修口
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| 槽中视角
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| 通过检修口将盘管吊装至蓄冰槽内并将盘管安装至蓄冰槽中
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| 使用空气垫将冰盘管安装到位
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| 冰盘管在蓄冰槽中的最终位置
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| 安装完成的蓄冰槽与上面的停车场. 在接到下面是会议中心冷却设备的供流与回流管道. 通过停车场附近的隔板门（图中圆圈标出）可进入蓄冰槽中。 |