冰蓄冷空调技术在节能建筑中的应用.pdf

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新能源科学的研究-冰蓄冷空调技术在节能建筑中的应用
孙烨
摘要文章通过详尽的实验数据分析了在规模不同的建筑中，冰蓄冷中央空调系统的应用情
况,以及蓄冰罐和冷水机组布置的变化对整个冰蓄冷中央空调系统制冷性能的影响。对如何优化
冰蓄冷中央空调系统设计,提高系统性能,提高建筑节能效果提供了参考性的意见和建议.
关键词节能建筑，冰蓄冷中央空调实验蓄冰罐冷水机组布置优化。
IceStoragesystemlayoutoptimization
ABSTRACT:thisarticlediscusstheimpactoflayoutbetweenicestoragetanks&chilleron
icestoragesystemrefrigerationperformanceinconcretetestdatawhentheicestoragesystem
isusedinthecommercialbuildingswhichatdifferentscales.Providetheprofessionalideas
ontheicestoragesystemdesignoptimizationandoriginalinvestmentsaving.
Keywords:icestoragesystem;icestoragetanks;chiller;test;layout;optimization.

1．引言
大多数的冰蓄冷中央空调系统都使用在较小的建筑中,这些小规模的冰蓄冷系统设备布
局示意图如图1所示：

图1.采用风冷冷水机组的冰蓄冷系统.
系统采用一个单级水泵使载冷剂在冷水机组,蓄冰罐,制冷盘管组成的冰蓄冷中央空调系
统中循环组成一个定流量系统,制冷盘管的制冷量通过一个三通阀来调节。
设计小型冰蓄冷系统，把蓄冰罐布置在冷水机组的下游。冷水机组首先运行来满足制冷
负荷，因为冷水机组在最大工况下运行或者控制系统的限制，使得冷水机组不能满足这个负
荷的情况下，蓄冰罐来满足剩下的制冷负荷。如果冷水机组和蓄冰罐同时运行，冷水机组在
上游可以首先获得温度较高的载冷剂，冷水机组的制冷量和制冷效率也因此获得了提高。

图2大型离心机组冰蓄冷系统

而设计较大型的冰蓄冷系统通常采用三个可调节的水泵.每个变流量水泵都有各自的任
务。如图2所示的系统中,冷水机组所用的变流量水泵的压头只用来克服冷水机组的蒸发器
的压力降。还有一个变流量的水泵的压头是为了克服制冷盘管、控制阀和分流系统管道的压
力降。因为是个变流量的系统，制冷盘管的制冷量调节是通过一个两通阀来实现的。当建筑
负荷减少的时候，系统载冷剂的循环量也相应地减少，水泵的功率消耗也相应减少。为蓄冰
罐专门配置的变频水泵只为克服冰蓄冷罐的阻力。融冰的制冷量随着水泵流量的变化而发生
相应地变化。
如图2所示，这个系统是一个二次泵变流量系统，配置一个多功能旁通管道，既用来调
节从制冷盘管进入冷水机组的载冷剂流量，又可以调节从冰蓄冷罐进入冷水机组的流量。旁
通管随时平衡这几个流量，即便是在这几个流量都一样的情况下。这是个非常复杂的系统，
控制的策略和系统水泵能量优化的方案也不一样。
与小型的冰蓄冷系统不同，很多蓄冰罐被并列布置在冷水机组的下游，这种布置是为了
增加蓄冰罐的蓄冷量，减少系统安装成本。
那么在冰蓄冷中央空调系统设计中,蓄冰罐的位置到底应该放在冷水机组的上游还是下
游呢?
2．案例比较分析
一般情况下,设计一个冰蓄冷中央空调系统,冷水机组和蓄冰罐的性能优化都受益于被置
于中央空调系统中的上游位置。因为,在上游位置可以首先获得来自于制冷盘管的最热的载
冷剂。对于冷水机组而言,这种较热的载冷剂增加了制冷量和制冷效率;对于蓄冰罐而言,较热
的载冷剂导致了蓄冷能力的增强,设计系统所需的蓄冰罐的数量和尺寸都可以相应的减少。
例如,一个建筑在某天的冰蓄冷中央空调系统峰值设计制冷量是29895kwh,系统的流量
∆
是75.7l/s.制冷盘管的温差设计成T=11.1°C.然而,建筑可利用的空间非常有限-只能安
装20个蓄冰罐。
如果首先考虑把蓄冰罐置于冷水机组的下游，这种系统结构允许冷水机组最先获得由制
冷盘管出来的最热的载冷剂。同时出冷水机组的载冷剂的温度也较高。例如,冷水机组把载
冷剂从14.4°C冷却到8.7°C,机组的COP值可以达到5.66。下游的蓄冰罐再把载冷剂从
8.7°C冷却到3.3°C。在这个温度下,20个蓄冰罐能够提供9355kwh的制冷量