技术详细介绍
丁烷冰浆/冷水机组的组成及工作原理
耐特比克丁烷冰浆/冷水机组的设计采用了简单高效的理念，采用冷水机组、风泵、水泵等通用高效设备，流程简单，控制容易，维护方便，气态丁烷在冷水机蒸发器中通过气液相变高效换热冷凝，液态丁烷与水直接接触再蒸发为气态进行高效热交换，气囊接通循环系统，使系统既封闭又自动保持常压（大气压力）；冷水机蒸发器中丁烷温度控制在20C左右（风压约10kpa）；蓄冰槽中气态丁烷蒸发温度在-0。50C左右（气压约0kpa），蓄冰槽中冰水混合温度在00C。
制冷循环：气态丁烷通过风泵加压进入冷水机蒸发器，气态载冷剂通过冷凝为液态直接高效放热给冷水机蒸发器，液态丁烷和水一起进入水泵，在水泵出口管道中液态丁烷与水直接接触再蒸发为气态进行高效热交换，水放出相变热变为冰激凌式冰，冰浆流入蓄冰槽，气态丁烷进入风泵不断循环。
融冰循环：蓄冰槽连接循环取冷换热系统（如板换/风机盘管等）即可，取水温度可以接近10C，方便采用低温送风系统。
1。2。2动态冰蓄冷在冰蓄冷技术中的优势
1）经济
不仅由于减小制冷机组装机容量，还由于全部采用冷水机组、风泵、水泵等通用高效设备，比常规冷水机组空调投资低，为用户节省投资，而且省电费更多，即使不用节能补贴，经济性也很好，能始终给用户实在的效益，对用户有很大吸引力。
2）制冷效率高
由于全部采用冷水机组、风泵、水泵等通用高效设备，而且丁烷气液相变高效换热，系统综合能效比可达4。0，比目前常用冰蓄冷技术提高效率30%。
3）运行稳定，可靠
丁烷冰浆/冷水机组的运行特性与蓄冰槽内冰的数量无关，冰浆方便泵送，同时，对于制冷负荷峰谷差非常大的系统，采用冰浆蓄冷可实现日蓄冰、周蓄冰甚至月蓄冰的模式，蓄冰多少只受蓄冰槽体积的限制，如此，可以大大减小装机容量。
融冰时出水温度可维持在1℃左右，直至融冰接近结束，出水温度恒定，整套空调系统运行稳定。
3）释冷速度快
由于冰浆具有大的表面积，可获得很高的释冷速度；对于尖峰用冷及快速冷却，冰浆蓄冷有其超常的优越性。
4）可实现冷热同槽
由于冰激凌式冰可以泵送，蓄冰槽中储存的只是冰和水，蓄冰槽既作为夏季蓄冰槽，也可作为冬季的蓄热槽。冬季空调系统中，利用夜间低价电力蓄热也是较为经济的运行方式。
二、系统方案设计
2。1设计要点
1）收集设计所需的基本资料
收集设计所需的基本资料，有助于完成制冷、电力负荷计算及经济效益分析。这些资料包括：
a。工程的使用功能
不同使用功能的制冷工程冷负荷分布不同。对于负荷比较集中，且负荷发生在用电高峰的建筑物，采用蓄冷系统可以充分利用低谷电价，因此很适合采用蓄冷空调系统。
b。可利用空间
建筑物结构、制冷机的位置、放置蓄冰槽的空间大小及位置均影响蓄冷设备的选择，不同的蓄冷设备对放置空间有不同的要求。
c。具体设计参数
制冷负荷详细准确的计算需要具体的设计参数，包括当地气象参数，如为空调，则需收集建筑物围护结构、空调面积、空调机房、水源、电源及内部负荷等详细资料，另外，还应了解建筑物将来的使用状况、设备的运行情况等。如为制冷加工，则需收集制冷加工工艺的具体资料。
d。电价
当地电价政策是决定是否采用冰蓄冷系统的重要因素，同时是经济效益分析的重要数据。峰谷电价差越大，采用冰蓄冷系统越有利。当峰谷电价比为2：1时就可以考虑采用冰蓄冷系统；峰谷电价比为3：1时，可以大胆采用冰蓄冷系统。
e。对于改扩建项目，应收集的资料
尽量收集上述基本资料的同时，还应了解原系统的基本情况，包括：对原有机房的场地空间进行实地观测，初步确定蓄冷槽的安装位置；原有制冷主机的品牌及型号；核察原有制冷机的容量、水泵的流量及扬程是否适合改建后的系统，了解原有管路及电力控制系统等，考虑如何与新系统衔接；夏季的最大冷负荷、峰谷负荷的差距、制冷系统使用时间及功能等；了解原有系统的用电情况及电力系统在这方面的优惠政策，以便进行经济性评估。如能收集到原有全套工程设计图纸则更好。
2）可行性分析
在进行某项冰蓄冷工程设计之前，需要预先进行可行性分析，其主要内容包括技术可行性分性和经济可行性分析，以便对多种选择方案做出最优决策。在可行性分析中，要考虑的因素包括：制冷工程使用特点、使用单位意见、设备性能要求、经济效益、可利用空间以及操作维护等问题。
3）确定典型设计日的制冷负荷
在常规制冷系统设计中，以每年高峰负荷发生时间的最大负荷量作为设计值，设备容量的选择均满足此标准，因此选取的都是最大值。冰蓄冷系统的设计除了需要知道最大负荷外，还要详细计算每天每小时的负荷量——逐时冷负荷，以及全天逐时负荷总和，以此为计算依据。
4）根据实际制冷要求和企业投资情况，选择适当的蓄冰模式
原则上，全量蓄冰时初投资大，但可以实现只在低价电力时段开制冷主机，平价或高价电力时段不开制冷主机的模式，长期运行经济效益高；分量蓄冰初投资小，但在系统总体制冷负荷较高时，还需开启制冷主机与融冰相配合以满足系统冷负荷需求，可能会使用部分平价或高价电力进行制冷，如此，长期运行经济效益相对要低一些。
如果在整个制冷运行周期（如一年在整个生产周期）内，计算日逐时制冷总负荷变化不大，或每日各时段制冷负荷波动较小时，可考虑全量蓄冰；相反，可考虑分量蓄冰。
5）准确计算实际制冷负荷，适当选择蓄冷设备，不致过大或过小
需要详细了解所收集到的具体资料，了解制冷工艺具体情况，进行详细的选型计算。
6）综合考虑各方因素，保证系统的灵活性、可靠性和经济性
应充分分析各时段制冷负荷情况，结合当地电价结构和优惠政策，以满足制冷需求为前提，综合考虑，在尽量不增加初投资的情况下，尽可能使用电价优惠时段电力进行蓄冰，蓄冰时间越长，制冷机组装机容量越小，效益越显著，投资回收期越短。
7）优化设计
应根据实际情况，对系统的流程、运行模式、操作模式和控制模式综合考虑，最终做到对整个系统的优化设计和配置，以达到经济效益最大化。
8）配合大温差系统
由于冰蓄冷释冷温度较低，可配合大温差系统（低温送风），使整个系统设备尺寸减小，减小初投资，提高长期运行经济效益。
2。2设计步骤
2。2。1计算制冷负荷
冰蓄冷蓄冰需要根据日逐时制冷负荷进行计算和选择。根据实际制冷的类型、功能和峰值负荷，计算设计日逐时负荷曲线；根据当地夏季气象参数，分析四季制冷负荷变化情况，计算设计逐月负荷曲线；计算出最大日逐时总负荷。
2。2。2选择蓄冰模式
蓄冰系统一般分为两种：全量蓄冰模式和分量蓄冰模式，各有优点，适用于不同的场合。
1）全量蓄冰模式----初投资高，大幅节省电费（峰谷电价比3：1以上应优先考虑）
制冷机组只在电力谷荷段运行，制冷蓄冰。在电力平荷段和峰荷段，制冷机组不运行。全天所需冷负荷全部由融冰释冷来满足。
全量蓄冰模式下，制冷主机在电力平荷段和峰荷段不运行，最大限度地转移峰荷时段用电量，运行费用达到最低限度，但系统的贮冰容量、主机及配套设备均较大，系统的初投资较高。
2）分量蓄冰模式-----初投资低，节省电费（峰谷电价比3：1以下应优先考虑）
制冷机组在电力谷荷段运行，制冷蓄冰。全天冷负荷由制冷主机和融冰释冷共同提供，制冷主机尽量选在在电力平荷段运行。
分量蓄冰模式时蓄冰系统的贮冰容量、制冷机组及配套设备均较小，系统的初期投资低，但相对于全量蓄冰模式转移的峰荷时段电量不多，节约的运行费用有限。
根据控制目标的不同，分量蓄冰的运行模式分为两种：制冷主机优先和融冰优先。制冷主机优先指制冷负荷优先由制冷主机提供，不足部分由融冰释冷提供。制冷主机优先控制系统简单，但缺点是不能充分利用夜间所蓄冷量，运行费用较高。
融冰优先指制冷负荷优先由融冰释冷提供，不足部分由制冷主机提供。融冰优先能最大限度地利用夜间所蓄冷量，充分利用夜间低廉的电力，运行费用较低。缺点是控制系统复杂，需要进行冷负荷预测和冷负荷计算。
2。2。3配套设备的设计选型计算
1）确定蓄冰时间
一般情况，电力谷荷时段全部用来进行蓄冰比较好，这样，即减小了装机容量，又最大限度的利用了谷荷时段廉价的电力。、
2）蓄冰容量计算，选择丁烷冰浆机组
丁烷冰浆机组直接制冷工况标定容量
式中，R—机组在直接制冷工况下的标定容量，kW；
Hs—机组制冰蓄冷运行时间，h；
Hc—机组直接供冷运行时间，h；
η=1—机组在蓄冰工况下的制冷量与直接制冷工况下的制冷量相同。
选择一台或多台丁烷冰浆/冷水机组，使其制冷工况制冷量总和与计算丁烷冰浆/冷水机组直接制冷工况下的标定容量值R相匹配。
3）蓄冰槽设计计算
丁烷冰浆/冷水机组蓄冰量
E=R·η×Hs
丁烷冰浆的密度为900kg/m3，水的密度为1000 kg/m3，蓄冰槽中蓄冰率（所蓄冰量占蓄冰槽总容积的百分比）一般取90%。
蓄冰槽体积
V=E×0。013 m3
式中，0。013—单位蓄冰量的体积，m3·kW-1·h-1。
4）其它配套设备设计计算
主要为附属设备的设计计算，如风泵、泵、冷却塔及热交换器的计算选择。
2。2。4经济效益分析
冰蓄冷系统经济分析评价范围包括整个冰蓄冷系统与整个常规空调系统的比较，有多种评价方法和评价指标。评价方法主要分为动态经济评价和静态经济评价；评价指标为投资回收期。静态经济评价方法主要考虑设备的成本和运行费用，一般认为，投资回收期少于 5 年为经济可行。这种方法使用最为简单和直观，因而得到了广泛的应用。影响冰蓄冷经济效益的因素主要是：不同地区的电价政策，系统的初投资和年运行费用。
静态经济评价方法如下：
1） 冰蓄冷空调系统增加的初投资费用
ΔI = IS ?? IC
式中，IS 为冰蓄冷空调系统的初投资，元；IC 为常规空调系统的初投资，元。
2） 冰蓄冷空调系统全年节省的运行费用
ΔP = PC ?? PS
式中，PS 为冰蓄冷空调系统全年运行总电费，元；PC 为常规空调系统全年运行总电费，元。
3） 投资回收期
n = ΔI / ΔP
耐特比克丁烷冰浆/冷水机组的设计采用了简单高效的理念，采用冷水机组、风泵、水泵等通用高效设备，流程简单，控制容易，维护方便，气态丁烷在冷水机蒸发器中通过气液相变高效换热冷凝，液态丁烷与水直接接触再蒸发为气态进行高效热交换，气囊接通循环系统，使系统既封闭又自动保持常压（大气压力）；冷水机蒸发器中丁烷温度控制在20C左右（风压约10kpa）；蓄冰槽中气态丁烷蒸发温度在-0。50C左右（气压约0kpa），蓄冰槽中冰水混合温度在00C。
制冷循环：气态丁烷通过风泵加压进入冷水机蒸发器，气态载冷剂通过冷凝为液态直接高效放热给冷水机蒸发器，液态丁烷和水一起进入水泵，在水泵出口管道中液态丁烷与水直接接触再蒸发为气态进行高效热交换，水放出相变热变为冰激凌式冰，冰浆流入蓄冰槽，气态丁烷进入风泵不断循环。
融冰循环：蓄冰槽连接循环取冷换热系统（如板换/风机盘管等）即可，取水温度可以接近10C，方便采用低温送风系统。
1。2。2动态冰蓄冷在冰蓄冷技术中的优势
1）经济
不仅由于减小制冷机组装机容量，还由于全部采用冷水机组、风泵、水泵等通用高效设备，比常规冷水机组空调投资低，为用户节省投资，而且省电费更多，即使不用节能补贴，经济性也很好，能始终给用户实在的效益，对用户有很大吸引力。
2）制冷效率高
由于全部采用冷水机组、风泵、水泵等通用高效设备，而且丁烷气液相变高效换热，系统综合能效比可达4。0，比目前常用冰蓄冷技术提高效率30%。
3）运行稳定，可靠
丁烷冰浆/冷水机组的运行特性与蓄冰槽内冰的数量无关，冰浆方便泵送，同时，对于制冷负荷峰谷差非常大的系统，采用冰浆蓄冷可实现日蓄冰、周蓄冰甚至月蓄冰的模式，蓄冰多少只受蓄冰槽体积的限制，如此，可以大大减小装机容量。
融冰时出水温度可维持在1℃左右，直至融冰接近结束，出水温度恒定，整套空调系统运行稳定。
3）释冷速度快
由于冰浆具有大的表面积，可获得很高的释冷速度；对于尖峰用冷及快速冷却，冰浆蓄冷有其超常的优越性。
4）可实现冷热同槽
由于冰激凌式冰可以泵送，蓄冰槽中储存的只是冰和水，蓄冰槽既作为夏季蓄冰槽，也可作为冬季的蓄热槽。冬季空调系统中，利用夜间低价电力蓄热也是较为经济的运行方式。
二、系统方案设计
2。1设计要点
1）收集设计所需的基本资料
收集设计所需的基本资料，有助于完成制冷、电力负荷计算及经济效益分析。这些资料包括：
a。工程的使用功能
不同使用功能的制冷工程冷负荷分布不同。对于负荷比较集中，且负荷发生在用电高峰的建筑物，采用蓄冷系统可以充分利用低谷电价，因此很适合采用蓄冷空调系统。
b。可利用空间
建筑物结构、制冷机的位置、放置蓄冰槽的空间大小及位置均影响蓄冷设备的选择，不同的蓄冷设备对放置空间有不同的要求。
c。具体设计参数
制冷负荷详细准确的计算需要具体的设计参数，包括当地气象参数，如为空调，则需收集建筑物围护结构、空调面积、空调机房、水源、电源及内部负荷等详细资料，另外，还应了解建筑物将来的使用状况、设备的运行情况等。如为制冷加工，则需收集制冷加工工艺的具体资料。
d。电价
当地电价政策是决定是否采用冰蓄冷系统的重要因素，同时是经济效益分析的重要数据。峰谷电价差越大，采用冰蓄冷系统越有利。当峰谷电价比为2：1时就可以考虑采用冰蓄冷系统；峰谷电价比为3：1时，可以大胆采用冰蓄冷系统。
e。对于改扩建项目，应收集的资料
尽量收集上述基本资料的同时，还应了解原系统的基本情况，包括：对原有机房的场地空间进行实地观测，初步确定蓄冷槽的安装位置；原有制冷主机的品牌及型号；核察原有制冷机的容量、水泵的流量及扬程是否适合改建后的系统，了解原有管路及电力控制系统等，考虑如何与新系统衔接；夏季的最大冷负荷、峰谷负荷的差距、制冷系统使用时间及功能等；了解原有系统的用电情况及电力系统在这方面的优惠政策，以便进行经济性评估。如能收集到原有全套工程设计图纸则更好。
2）可行性分析
在进行某项冰蓄冷工程设计之前，需要预先进行可行性分析，其主要内容包括技术可行性分性和经济可行性分析，以便对多种选择方案做出最优决策。在可行性分析中，要考虑的因素包括：制冷工程使用特点、使用单位意见、设备性能要求、经济效益、可利用空间以及操作维护等问题。
3）确定典型设计日的制冷负荷
在常规制冷系统设计中，以每年高峰负荷发生时间的最大负荷量作为设计值，设备容量的选择均满足此标准，因此选取的都是最大值。冰蓄冷系统的设计除了需要知道最大负荷外，还要详细计算每天每小时的负荷量——逐时冷负荷，以及全天逐时负荷总和，以此为计算依据。
4）根据实际制冷要求和企业投资情况，选择适当的蓄冰模式
原则上，全量蓄冰时初投资大，但可以实现只在低价电力时段开制冷主机，平价或高价电力时段不开制冷主机的模式，长期运行经济效益高；分量蓄冰初投资小，但在系统总体制冷负荷较高时，还需开启制冷主机与融冰相配合以满足系统冷负荷需求，可能会使用部分平价或高价电力进行制冷，如此，长期运行经济效益相对要低一些。
如果在整个制冷运行周期（如一年在整个生产周期）内，计算日逐时制冷总负荷变化不大，或每日各时段制冷负荷波动较小时，可考虑全量蓄冰；相反，可考虑分量蓄冰。
5）准确计算实际制冷负荷，适当选择蓄冷设备，不致过大或过小
需要详细了解所收集到的具体资料，了解制冷工艺具体情况，进行详细的选型计算。
6）综合考虑各方因素，保证系统的灵活性、可靠性和经济性
应充分分析各时段制冷负荷情况，结合当地电价结构和优惠政策，以满足制冷需求为前提，综合考虑，在尽量不增加初投资的情况下，尽可能使用电价优惠时段电力进行蓄冰，蓄冰时间越长，制冷机组装机容量越小，效益越显著，投资回收期越短。
7）优化设计
应根据实际情况，对系统的流程、运行模式、操作模式和控制模式综合考虑，最终做到对整个系统的优化设计和配置，以达到经济效益最大化。
8）配合大温差系统
由于冰蓄冷释冷温度较低，可配合大温差系统（低温送风），使整个系统设备尺寸减小，减小初投资，提高长期运行经济效益。
2。2设计步骤
2。2。1计算制冷负荷
冰蓄冷蓄冰需要根据日逐时制冷负荷进行计算和选择。根据实际制冷的类型、功能和峰值负荷，计算设计日逐时负荷曲线；根据当地夏季气象参数，分析四季制冷负荷变化情况，计算设计逐月负荷曲线；计算出最大日逐时总负荷。
2。2。2选择蓄冰模式
蓄冰系统一般分为两种：全量蓄冰模式和分量蓄冰模式，各有优点，适用于不同的场合。
1）全量蓄冰模式----初投资高，大幅节省电费（峰谷电价比3：1以上应优先考虑）
制冷机组只在电力谷荷段运行，制冷蓄冰。在电力平荷段和峰荷段，制冷机组不运行。全天所需冷负荷全部由融冰释冷来满足。
全量蓄冰模式下，制冷主机在电力平荷段和峰荷段不运行，最大限度地转移峰荷时段用电量，运行费用达到最低限度，但系统的贮冰容量、主机及配套设备均较大，系统的初投资较高。
2）分量蓄冰模式-----初投资低，节省电费（峰谷电价比3：1以下应优先考虑）
制冷机组在电力谷荷段运行，制冷蓄冰。全天冷负荷由制冷主机和融冰释冷共同提供，制冷主机尽量选在在电力平荷段运行。
分量蓄冰模式时蓄冰系统的贮冰容量、制冷机组及配套设备均较小，系统的初期投资低，但相对于全量蓄冰模式转移的峰荷时段电量不多，节约的运行费用有限。
根据控制目标的不同，分量蓄冰的运行模式分为两种：制冷主机优先和融冰优先。制冷主机优先指制冷负荷优先由制冷主机提供，不足部分由融冰释冷提供。制冷主机优先控制系统简单，但缺点是不能充分利用夜间所蓄冷量，运行费用较高。
融冰优先指制冷负荷优先由融冰释冷提供，不足部分由制冷主机提供。融冰优先能最大限度地利用夜间所蓄冷量，充分利用夜间低廉的电力，运行费用较低。缺点是控制系统复杂，需要进行冷负荷预测和冷负荷计算。
2。2。3配套设备的设计选型计算
1）确定蓄冰时间
一般情况，电力谷荷时段全部用来进行蓄冰比较好，这样，即减小了装机容量，又最大限度的利用了谷荷时段廉价的电力。、
2）蓄冰容量计算，选择丁烷冰浆机组
丁烷冰浆机组直接制冷工况标定容量
式中，R—机组在直接制冷工况下的标定容量，kW；
Hs—机组制冰蓄冷运行时间，h；
Hc—机组直接供冷运行时间，h；
η=1—机组在蓄冰工况下的制冷量与直接制冷工况下的制冷量相同。
选择一台或多台丁烷冰浆/冷水机组，使其制冷工况制冷量总和与计算丁烷冰浆/冷水机组直接制冷工况下的标定容量值R相匹配。
3）蓄冰槽设计计算
丁烷冰浆/冷水机组蓄冰量
E=R·η×Hs
丁烷冰浆的密度为900kg/m3，水的密度为1000 kg/m3，蓄冰槽中蓄冰率（所蓄冰量占蓄冰槽总容积的百分比）一般取90%。
蓄冰槽体积
V=E×0。013 m3
式中，0。013—单位蓄冰量的体积，m3·kW-1·h-1。
4）其它配套设备设计计算
主要为附属设备的设计计算，如风泵、泵、冷却塔及热交换器的计算选择。
2。2。4经济效益分析
冰蓄冷系统经济分析评价范围包括整个冰蓄冷系统与整个常规空调系统的比较，有多种评价方法和评价指标。评价方法主要分为动态经济评价和静态经济评价；评价指标为投资回收期。静态经济评价方法主要考虑设备的成本和运行费用，一般认为，投资回收期少于 5 年为经济可行。这种方法使用最为简单和直观，因而得到了广泛的应用。影响冰蓄冷经济效益的因素主要是：不同地区的电价政策，系统的初投资和年运行费用。
静态经济评价方法如下：
1） 冰蓄冷空调系统增加的初投资费用
ΔI = IS ?? IC
式中，IS 为冰蓄冷空调系统的初投资，元；IC 为常规空调系统的初投资，元。
2） 冰蓄冷空调系统全年节省的运行费用
ΔP = PC ?? PS
式中，PS 为冰蓄冷空调系统全年运行总电费，元；PC 为常规空调系统全年运行总电费，元。
3） 投资回收期
n = ΔI / ΔP