近年來，用電荒和能源緊缺儼然成為阻礙經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。隨著全球對能源危機意識的增強，我國明確提出將節(jié)能增效放在能源工作的首位。
目前大城市電力供應緊張表現(xiàn)為兩個方面：一方面是電網(wǎng)負荷率低，系統(tǒng)峰谷差加大，另一方面是隨著用電結構的變化，工業(yè)用電比重相對減少，城市生活、商業(yè)用電相對快速增長
空調(diào)的用電量約占建筑物用電的30-50%，所以節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的高峰用電將是緩解缺電矛盾的重要一環(huán)。城市生活、商業(yè)用電的快速增長，部分城市（如深圳、佛山）已設有商業(yè)峰谷電價，冰蓄冷空調(diào)方案可考慮應用到商業(yè)建筑節(jié)能當中，特別是對于大業(yè)主的自持項目，效果更明顯。
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（關于廣東省一般工商業(yè)電價降價政策的公告）
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（深圳市工商業(yè)電價價目表）
壹冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)原理
冰蓄冷空調(diào)是指利用制冰主機，在夜間電力低谷段制冰，冷量以冰的形式貯存起來，然后在電力高峰段優(yōu)先釋放出來，從而達到節(jié)省電費目的。
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（冰蓄冷削峰填谷示意圖）
貳冰蓄冷空調(diào)發(fā)展歷程
冰蓄冷空調(diào)起源于20世紀30年代美國，經(jīng)歷過降低初投資、減緩電網(wǎng)高峰用電壓力，現(xiàn)步入削峰填谷和提高空調(diào)系統(tǒng)使用靈活性、可靠性的目標發(fā)展過程中。冰蓄冷技術緊隨科技不繼發(fā)展，至今已經(jīng)過三代技術歷程了。
參考北美、歐洲、日本等發(fā)達國家蓄冷空調(diào)市場占有率分別達到70%、30%、75%，隨著全球對能源危機意識的增強，我國明確提出將節(jié)能增效放在能源工作的首位。目前冰蓄冷國內(nèi)項目正逐年增長，已成為一種節(jié)能增效有力的技術解決方案。
?第一代明星：以冰球為主。興起于1970-1990年代，主要代表廠家法國西亞特等。
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（冰球式蓄冰罐）
原理及方法
將冰球放入裝有不凍液載冷劑（一般為乙二醇）的大蓄冰罐中，冰球通過與乙二醇進行熱交換，使球內(nèi)的水結冰/融冰，實現(xiàn)蓄冷/放冷功能。
1.冰球的制冰過程
-6左右的乙二醇水溶液在冰球外面流動，通過冰球殼體傳熱，使球內(nèi)的水溫度下降，接著在殼體內(nèi)壁結冰，冰層逐漸加厚，完成制冰過程。
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2.冰球的融冰過程
在融冰過程中，由于冰的密度比水小，冰浮在水的上部。12左右的乙二醇水溶液首先通過冰球殼體向冰層傳熱，在殼體內(nèi)側的冰先融化成水，冰塊逐漸變小，水逐漸增加，完成融冰過程。
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冰球內(nèi)的水在結冰膨脹時，通過球表面凹處凸起緩解應力，凹面反復動作，容易開裂，而且結冰膨脹效應不一定全部發(fā)生在凹處。
冰球直徑通常在100mm左右，由于冰的熱阻大，外部的冷量至少要通過30mm左右厚的冰層才能抵達中心點，如此，冰球中的冷水越是靠近中心處則越發(fā)難以結成冰，造成后期蓄冰緩慢。
由于冰球表層一般使用聚乙烯材質，材質自身傳熱性能不及金屬材質。
冰球式蓄冷能耗偏大，但其發(fā)展歷史最久，技術也較為成熟，項目積累較多，有一定的市場份額。
?第二代明星：以盤管式為主。興起于1980-2000年代，主要代表廠家BAC、益美高、華電華源等。
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（盤管式蓄冰槽）
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（盤管式蓄冰原理圖）
原理及方法
在盤管蓄冷技術中，將金屬或者塑料盤管置于冰槽中，在盤管里面充滿載冷劑乙二醇不凍液，盤管外面充滿水。蓄冷運行時，通過制冷主機制取0以下的乙二醇載冷劑在盤管內(nèi)流動，通過管壁傳熱導熱將外面的水結成冰，實現(xiàn)蓄冰運行。放冷時，分為內(nèi)融冰和外融冰兩種方式，內(nèi)融冰就是通過盤管內(nèi)部較高溫度的乙二醇載冷劑，將盤管外表面的冰融化，使載冷劑降溫后將熱量通過換熱器傳遞給末端用戶。外融冰放冷時通過水泵抽取蓄冰槽中的冰水，經(jīng)換熱后回來的熱水直接進入蓄冰槽循環(huán)，水和冰直接接觸式換熱，實現(xiàn)放冷循環(huán)。
1.冰盤管制冰過程
冷水機組出來的低溫乙二醇水溶液送入蓄冰槽中的塑料管或金屬管內(nèi)，乙二醇水溶液吸收蓄冰槽中水的熱量，水的溫度下降，最后在盤管外表面上結冰。
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2.冰盤管融冰過程
從空調(diào)負荷端流回的溫度較高的乙二醇水溶液進入蓄冰槽，在塑料或金屬管內(nèi)流動，將管外的冰融化；乙二醇水溶液溫度下降，再被抽回到空調(diào)負荷端使用。
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冰盤管設置于蓄冰槽內(nèi)，管間間隙小，需求盤管數(shù)量較多，由于盤管一般采用不銹鋼管或者特制塑料管，一般投入成本較高。
與冰球相同，盤管亦存在熱阻問題，當盤管外部成冰增厚時，傳熱效率降低，要么降低冰盤管外部的解冰厚度，但如此以來蓄冷能力便又降低了。
由于系統(tǒng)盤管數(shù)量較多，放置于蓄冰槽中結構緊湊，一旦發(fā)生泄漏，維修極為不便。
冰盤管式蓄冷技術能耗較冰球式蓄冷技術要低，較動態(tài)冰蓄冷技術能耗要高，但其技術較為成熟，市場份額較大，國內(nèi)外大的冷站應用較多。
第一代與第二代制冰技術由于制冰過程中冰體靜止，故稱作靜態(tài)制冰。
第三代明星冰蓄冷技術實現(xiàn)了制冰與儲冰空間上的分離，一般稱為動態(tài)冰。興起于2000年代初，動態(tài)冰技術種類較多，目前市場上有制冰滑落式冰蓄冷、冰晶式蓄冷、過冷水動態(tài)冰漿式蓄冷、其他冰蓄冷如鹽水冰漿技術等，制冰滑落式冰蓄冷代表有Mueller公司，動態(tài)冰漿技術國外代表廠家有日本高砂熱學、新菱冷熱、大氣社等，鹽水冰漿技術國外代表廠家有SUNWELL公司等，國內(nèi)以中科院廣州能源研究所最早研發(fā)并應用。
?制冰滑落式冰蓄冷
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（滑落式冰蓄冷系統(tǒng)原理圖
原理及方法
制冰機安裝在蓄冰槽的上方，水或水溶液噴灑在蒸發(fā)器上，在蒸發(fā)器表面結成一層薄冰，待冰達到一定厚度時，制冰設備中的四通閥切換，壓縮機的排氣直接進入蒸發(fā)器，使冰脫落。
?特點
融冰特性較好，融冰時冰與水直接接觸，片狀冰具有較大的表面積，換熱效率較高，同時冰融化后的水直接進入循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)的出水實際上取自冰水混合物的水，在融冰初期和終期均可保持恒定的出水溫度。但機房對層高有特別要求，無法使用常規(guī)雙工況制冷機組，四通閥故障率高。
?冰晶式蓄冷
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（冰晶式蓄冷系統(tǒng)原理圖）
原理及方法
冰晶式冰蓄冷是將低濃度的乙烯乙二醇或丙二醇的水溶液降到凍結點以下，使其產(chǎn)生冰晶。冰晶是極細的冰粒（直徑100μm），類似雪花，生成后成為一種淤漿狀的液冰，可以用泵輸送。
?特點
需使用專門生產(chǎn)冰晶的制冰機和特殊設計的蒸發(fā)器，冰晶融化速度較快。該系統(tǒng)生成的冰晶比較均勻，不會產(chǎn)生冰死角和冰橋。冰晶直徑小，總的換熱面積大，融冰釋冷速率快。冰晶可被泵送，蓄冰槽的位置布置方便。冰晶式蓄冷系統(tǒng)制冷能力比較小，尚不適用于大型系統(tǒng)。
?過冷水制冰（動態(tài)冰漿冰蓄冷）
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（過冷水動態(tài)冰漿裝置）
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（過冷水動態(tài)冰漿制冰原理圖）
原理及方法
以普通清水為蓄冷介質，采用板式換熱器換熱制取過冷水，再通過超聲波處理轉化為冰漿。
?特點
制冷主機不凍液出水溫度約-3.0，比傳統(tǒng)靜態(tài)冰蓄冷高3左右，能效比COP增加顯著。
2)?融冰放冷速率快。融冰放冷能力可達蓄冷主機能力的4倍以上，具備在電價高峰時段全停主機的全移峰能力。
3)?融冰出水溫度可恒定在2以內(nèi)，放冷時冰槽取水溫度接近1，具備滿足某些特殊工藝用冷的條件（如牛奶加工過程中對0~2冷凍水冷源的苛刻要求）。
4)?冰槽安裝空間靈活，冰槽里面無設備，對形狀的要求降低。
5)?目前過冷水動態(tài)冰漿蓄冷技術適用于中、小型中央空調(diào)項目。
其他冰蓄冷
這里舉例鹽水冰漿蓄冷（刮削式鹽水冰漿技術），以低濃度鹽水溶液（如3%乙二醇溶液）為蓄冷介質，采用刮削式圓柱筒夾套換熱器，直接通過刮削刀片或螺桿從換熱壁面把冰晶刮離形成冰漿。刮削式鹽水冰漿技術需要提供額外的機械力，其制冷能力比較小，尚不適用于大型空調(diào)系統(tǒng)。
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（刮削式鹽水冰漿技術裝置）
冰蓄冷技術種類繁多，市場上品牌眾多，不在此一一列舉。
冰蓄冷制冰時間通常在凌晨0點至次日8點，這個時間段通常不是用電高峰，電網(wǎng)穩(wěn)定，享受谷段電價，實現(xiàn)“移峰填谷”，與同常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)對比，運行費用大幅度降低。
蓄冷技術目前已成為許多經(jīng)濟發(fā)達國家所積極推廣的一項促進能源、經(jīng)濟和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的實用系統(tǒng)節(jié)能技術