蓄冰系统配置设计与蓄冰设备安装工艺

蓄冰空调系统基本原理在电网后夜低谷时段（低电价）开动电制冷机组，将冷量储存在蓄冰装置中；在电网用电高峰时段（高电价）停开或少开电制冷机组，将蓄冰设备中的冰融化输出冷量来满足建筑物的冷量要求。

蓄冰空调的优势：

减少制冷设备及相关电力设备的容量和一次性投资；

减少烟尘和CO 的排放量及CFC用量，具有环保效益；

提高供冷系统运行的灵活性与可靠性；

充分利用峰谷分时电价，节省运行费用；

系统运转噪音减小，提高建筑物的环境质量；

停电时利用小功率电机仍可维持空调运转；

可利用较小容量的制冷机来满足体育场、影剧院等建筑短时间的大负荷。

载冷剂：

蓄冰系统中使用质量比为25％的乙烯乙二醇水溶液（Ethylene Glycol，以下简称乙二醇溶液）作为载冷剂循环进行蓄冰与融冰。乙烯乙二醇是无色、无味的液体，挥发性低，易与水和许多有机化合物混合使用，与空气接触后易被氧化，使得溶液带弱酸性，腐蚀金属部件和管路，因此在使用时必须添加腐蚀抑制剂。

闭式系统的蓄冰系统通过水泵的作用使乙二醇溶液在管道内循环流动，利用密闭式膨胀水箱（推荐采用）或开放膨胀水箱保持压力平衡，乙二醇溶液一次注入后不需要更换保养、净化及特殊的水处理，系统洁净度高，溶液浓度稳定，运行更为可靠，而且乙二醇用量仅为开放式系统的10％～15％。

对于蓄冰空调系统应尽量避免采用开放式系统，因为乙二醇溶液长久暴露在大气中会发生氧化造成以下不利影响：

形成泡沫及沉淀，造成溶液变质或浓度降低，影响蓄冰系统蓄冷及释冷的性能；

由于溶液凝固点随浓度降低而升高，有可能造成制冷机组蒸发器的冻结事故；

将增强乙二醇溶液原本具有的酸性，对系统中制冷机组、板式换热器、水泵等重要设备及管路的腐蚀性增强，不仅会造成乙二醇溶液的大量泄漏，而且将影响整个蓄冰系统的使用寿命。

蓄冰系统配置形式：

蓄冰系统的配置合适与否直接关系到蓄冰系统的运行效果。合理可行的系统配置将会得到稳定可靠的系统工作性能，最终保障建筑物空调系统的正常供冷使用要求。

并联系统：

制冷机组与蓄冰设备并联，二者的入口溶液温度相同，能均衡发挥制冷机组和蓄冰设备的效率，适用于常规末端系统。

通常情况下，设定系统乙二醇侧进出口温度为5/10℃，水侧进出口温度为7/12℃ 。在并联方式下，制冷机组与蓄冰设备分别处于相对独立的环路中，操作控制简单灵活，系统节能效果更为显著，对所有类型冷水机组均适用。

串联系统：

制冷机组与蓄冰设备串联，系统的乙二醇温差可高达8～10℃，并提供3～4℃冷冻水，适用于大温差送水系统及低温送水系统。

制冷机组位于蓄冰设备的上游：

在乙二醇溶液循环回路中，回水溶液先经过制冷机组冷却后，再经蓄冰设备释冷冷却至空调负荷要求的供冷温度，这种形式下主机的效率相对较高，当选用螺杆式制冷机组时，由于主机的制冷效率受回液温度的影响较大，因此应优先选用此种形式。

制冷机组位于蓄冰设备的下游：

在乙二醇溶液循环回路中，回水溶液先经过蓄冰设备冷却后，再经制冷机组释冷冷却至空调负荷要求的供冷温度。这种形式下冰槽效率较高，主机效率较低。

当主机的效率几乎不受回液温度降低的影响时，采用制冷机组下游形式可以大大降低系统的初投资。

蓄冰系统初步估算设计：

例：某地建筑面积1万平方米，为办公楼，夏季空调设计日峰值负荷QI＝1500KW，全日总冷量QT＝14000KWH，制冷机组白天运行时间TD＝10小时，夜间运行时间TN=8小时，CL＝0.67.采用并联系统，运行策略为部分蓄冰形式，乙二醇侧回水温度10℃，出水温度为5℃。

1、制冷机组空调工况制冷量（Ql）

QL=QT/（CL×TD）+（CI×TN）=14000/（0.97×10+0.67×8）=930KW

式中：QT-建筑物夏季空调设计日全日总冷量，估算时，可以用以下方法确定：

QT=QI×TD×DF

QI-设计日峰值负荷；

DF-负荷系数（设计日平均负荷与峰值负荷之比），一般为0.65-0.90，与建筑物功能有关；

TD-制冷机组白天制冷运行时间；

TN-制冷机组夜间制冰运行时间；

CL-制冷机组在空调工况下制冷量与额定制冷量之比，一般在0.9左右；

CI-制冷机组在制冰工况下制冷量与额定制冷量之比，一般在0.64-0.70之间。

2、蓄冰设备容量（QN）

QN＝QL×CI×TN=930×0.67×8=4983KWH

注：以上方法仅供估算时采用。

标准蓄冰槽的安装蓄：

施工准备：

蓄冰槽安装前应认真熟悉冰蓄冷系统的施工图纸、设备说明书和有关的技术文件。

安装过程中所使用的各类型材、垫料、五金用品及工具应有出厂合格证或有关证明文件。

安装前检查现场，应具备足够的运输空间，且无其它管道或设备妨碍。

蓄冰槽基础制作：

设置基础时，应先校正基础的标高和水平度，各部分的尺寸应符合设计要求。

砌高100mm的水平基础，必须能承受槽体的运行重量，在槽基附近应有排水沟、上水管。

槽间距及槽与墙的距离，不得小于400mm（详见图1所示），槽顶与天花板至少保持1.0~1.5m的距离，以满足接管与安装的要求。

对于现场砌筑的混凝土式蓄冰槽，则要求槽上空间尺寸适当加大，以满足冰盘管的整体吊装。

对于整体式和现场拼装式蓄冰槽，基础制作的具体要求参考厂家说明。

蓄冰槽基础验收：

基础达到强度，基础表面应平整、水平度好、无裂缝、空洞、掉角等现象。

根据施工图检查基础的外形尺寸和定位尺寸。

蓄冰设备开箱检查：

开箱前，先核对箱号、箱数量是否与单据相符，然后对包装情况进行检查，有无损坏与受潮等。

开箱后，对设备进行常规检查，设备的型号、数量、尺寸应正确无误，设备所带备、配件应齐全，由业主、监理、施工方及供货商共同参加，随设备所带资料和产品合格证应完整，进口设备必须具有商检部门的检验合格文件。

按装箱清单和设备技术文件，检查主机附件、专用工具等是否齐全，设备表面有无缺陷、损坏、锈蚀、受潮等现象。

将检验结果做好记录，参与开箱检查责任人员签字盖章，作为交接资料和设备技术档案依据。

设备验收合格后，需集中临时存放，在设备四周采用架子管及彩条布做防护栏，设备上盖塑料布防止灰尘污染及雨淋，如需存放在建筑物附近，还需做好防砸措施。

蓄冰设备的运输：

蓄冰设备在水平运输和垂直运输时尽可能保留好底座。

蓄冰设备水平搬运时应尽量采用小拖车运输。

蓄冰设备起吊时，应在设备的起吊点着力，吊装无吊点时，起吊点应设在设备的基座主梁上。

蓄冰槽的组装：

蓄冰槽包括整体式、现场拼装式及现场砌筑的混凝土式，本部分仅对混凝土槽体进行说明。

现场砌筑的混凝土蓄冰槽槽体为钢筋混凝土，其结构尺寸按设计要求及技术规范进行施工。

蓄冰槽底面及侧壁保温、防水施工完成后，进行冰槽顶板的浇筑或进行混凝土盖板施工。

考虑到运输及检修的方便，蓄冰槽需预留0.6m×1.5m设备运输孔。

蓄冰槽的防水保温：

整体式蓄冰槽出厂前已对壳体进行保温，本部分仅针对现场砌筑的混凝土蓄冰槽进行说明。

严格按设计要求及技术规范要求进行防水保温的施工，配专人对每道工序进行认真、细致的检查、检验，发现不合格马上进行返工返修，确保施工质量。

蓄冰槽侧壁及底板设保温层，由里向外的依次是找平层、防水层、增强防水层、保温层、找平层、防水层，保温层为聚氨酯，厚度为50mm，如图2所示。

蓄冰槽防水保温施工过程如下：

在池内烘干后，将池内污物杂质清除干净，用有机硅防水砂浆找平。

水泥沙浆层干燥、干净后，再涂刷厚度为2mm的聚氨酯防水涂料。

聚氨酯防水涂料固化后，便可进行增强沥青防水卷材的铺设，铺设前先根据卷材的尺寸进行定位、弹线和铺设。

聚氨酯发泡保温层粘贴时采用802胶或厂家专用配套胶，涂抹胶时须在墙壁和保温板两面涂抹，再进行粘贴。

聚氨酯发泡保温层施工完毕后，再进行一次防水砂浆找平。

玻璃钢环氧树酯防水层施工前，须先对保温层表面进行清理、打磨及清洁处理，然后涂刷打底胶料，在打底胶料固化后，即可进行玻璃布的铺设，次日进行涂刷玻璃钢环氧树酯胶料。

配管：

在多槽系统中，须使用同程序配管。所有的连接处必须依据配管规范来做。在配管上面，则最好使用平衡阀、隔离阀和自动排气阀。所有和蓄冰槽连接的水管，一定要做好加固，以防支撑架扭曲和蓄冰槽的损坏，同时来处理好系统的热膨胀问题。在蓄冰槽的顶端不能做其他连接，但蓄冰槽的框架可作为水管的支撑架。

试压：当在测试全系统管路的压力时，必须将蓄冰槽隔离以避免蓄冰槽的损坏。

蓄冰槽充水：

在系统管路充水时，先将蓄冰槽内的水填充至视窗上0%的刻度上，一旦充完水之后，决不可将蓄冰槽再次抬起。调试大约需进行5次蓄冰和融冰循环，才能达到正常操作模式。必要时必须再进行检查和调整水位的高度。

乙二醇溶液的填充：

在添加乙二醇溶液之前，所有的管路必须确保完全清洁干净，不可有任何杂质在里面，清洁管道时须将蓄冰槽与系统隔离。当乙二醇溶液添加完毕后，在开始蓄冰模式运转前，至少将系统运转4小时以上，使系统内的空气能够完全排出。

冰盘管的安装：

冰盘管的安装流程：施工准备→冰盘管的检查→冰盘管的连接→冰盘管的试压验收。

施工准备：

由于冰盘管单片体积小，现场组装在蓄冰槽内完成，现场不需加工车间。

施工现场仅需盘管临时存放场地，以保证设备临时存放安全。

冰盘管的检查及组装

冰盘管的散件及配件进行组装前，应该进行检查，查看是否齐全。

将冰盘管按照设计图纸要求组装在结构钢架上，调整盘管间距分布均匀，采用专用扎条将盘管固定在钢架上。

对于整体式的冰盘管，按照厂家说明进行安装。

冰盘管的连接：

将蓄冰槽内PVC管道按照设计图纸进行施工，采用专用黏着剂进行粘接。

粘接时黏着剂必须涂抹均匀，粘接后压合时间不能少于10s，并根据管路口径大小适度沿长，将冰盘管进出水支管与PVC管道连接。

冰盘管的试压验收：

蓄冰槽内管道连接安装完毕后，以压缩气体进行打压试漏，压力为0.6MPa，试压时间为1h，管内压降不能超过0.035MPa为合格。

管路系统试压时，需将蓄冰槽与系统完全隔离，用旁通管在槽前连接以保证水循环，从而避免系统压力损坏蓄冰槽。

蓄冰盘管的防堵措施：在蓄冰槽的上游，必须要有Y型过滤器，以避免盘管内有异物影响盘管的工作。

蓄冰盘管的压力平衡：在上升面，则最好使用平衡阀、隔离阀和排气阀。

蓄冰设备及盘管安装间距控制：

蓄冰槽的吊装就位：

整体式蓄冰槽配有吊装孔供短程提升和最终定位需要，而对于持续性的提升或存有危险的情况下，提升时须在装置底部使用安全吊索。

图3和图4所示出两种吊装提升方法及与此相应的延伸杆，对于各种提升操作都必须使用这种延伸杆，由此可防止装置受到损坏。

确定好起吊、旋转空间无障碍物、水平运输路线、蓄冰槽吊装点以及作好运输底排。

在蓄冰槽最终定位之前，须拆除装运垫木，如果蓄冰槽须铺设滚杠推至放置它的最终位置时，其行走的路面必须是水平和坚硬的，并在每个角下都放置滚柱。

其他施工环节

其他诸如蓄冰设备的配管安装、管路的试压和清洗、系统的保温与灌液及系统的试运转等环节，由于和常规制冷系统施工方法相同，在此就不一一赘述。

蓄冰槽施工中的注意事项：

蓄冰槽容量不宜过大，会使蓄冰槽因自重变形，必须增加槽的壁厚以及进行加固。

蓄冰槽与下面的支撑必须进行隔冷处理，蓄冰槽的本体必须进行绝热保温设计。

蓄冰槽内冰盘管及管道施工时，注意小心轻拿轻放，切勿碰撞拖行，以免损毁设备或防水层。

施工过程中注意不要将残渣、污物等滞留在管道内，防止造成设备阻塞影响系统运行。

在乙二醇溶液充注前进行水溶液的试运转，避免溶液的渗漏。

蓄冷系统的水须进行处理，乙二醇水溶液系统管路须加防腐剂，防腐剂须符合环保要求。

阀门选择应注意的问题：

由于在整个系统冻冰及融冰的过程中，乙二醇侧在一定阶段内会运行在-2.19/-5.56℃温度范围内，在板换的另一侧的冷冻水通常在7/12℃运行，所以电动调节阀、开关阀门的密闭性能应严格要求；

电动阀门的两侧应设置检修阀、旁通阀，以便系统检修、人工手动运行；

电动阀门必须有方便的手动调节装置。

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