冰蓄冷空調設計選型與安裝

冰蓄冷空調設計選型與安裝

一、前言

隨著現代工業的發展和人民生活水平的提高。中央空調的應用越來越廣泛，其耗電量也越來越大，一些大中城市中央空調用電量已占其高峰用電量的20%以上，使得電力系統峰谷負荷差加大，電網負荷率下降，電網不得不實行拉閘限電，嚴重制約著工農業生產，對人們正常的生活帶來不少影響。解決該問題的有效辦法之一是應用于蓄冷技術，將空調用電從白天高峰期轉移到夜間低谷期，均衡城市電網負荷，達到多峰填谷的目的。

蓄冷技術的原理，簡而言之，是利用夜間電網多余的谷荷電力繼續運轉制冷機制冷，并以冰（水）的形式儲存起來，在白天用電高峰時將冰融化提供空調服務，從而避免中央空調爭用高峰電力，最常用的蓄冷方式主要有兩大類：冰蓄冷和水蓄冷。

二、適合蓄冷空調系統的條件

制冷以電為驅動能源的空調工程，符合下列條件之一，經技術經濟比較合理時，宜采用蓄冷空調系統。

• 執行峰谷電價，且差價較大的地區

• 非全日制空調工程或間歇使用且時間較短的空調工程

• 空調負荷峰谷懸殊且在電力低谷時段負荷較小的連續空調工程

• 無電力增容條件或限制增容的空調工程

• 某一時段限制空調制冷用電的空調工程

• 要求部分時段備用(應急）冷源的的空調工程

• 要求供應低溫冷水或采用低溫送風的空調工程

• 區域性集中供呤的空調工程

三、蓄冷方式（介質）的選用

1．水蓄冷：利用水溫變化儲存的顯熱量[4.184kJ/（kg.℃）]，為顯熱式蓄冷，一般蓄冷溫度為4~6℃，蓄冷溫差為5~10℃；單位蓄冷能力低[5.8~11.6（kW.h)/m3]。蓄冷體積大，制冷機蓄冷時效率衰減小；適宜現有工程的改造、規模較小或有其可利用水池的工程。

2．冰蓄冷：利用冰的相變潛熱儲存冷量（335kJ/kg），為潛熱式蓄冷。單位蓄冷能力高[40~80（kW·h)/m3].蓄冷體積小，可提供較低的空調供水溫度，制冷機蓄冷時效率衰減大；適宜規模大及區域供冷的工程。

2.3共晶鹽蓄冷：無機鹽與水的混合物，單位蓄冷能力約為20.8（kW.h)/m3。制冷機可按空調運行工況運行，效率高；運行費用低，初投資高。

四、蓄冷負荷范圍的選用

1. 全蓄冷：在電網高峰時段內，蓄冷設備提供全部的空調負荷。運行費用低，設備投資高，適宜短時段空調或限制制冷用電負荷的空調工程。

2. 部分蓄冷：在電網高峰時段內，蓄冷設備提供部分的空調負荷。設備投資低，能充分發揮所有設備能力，宜優先采用。

五、蓄冰裝置的選用

1. 盤管式蓄冰裝置

（1）鋼制蛇形盤管，連續卷焊（或無縫鋼管焊接）而成的立置蛇形盤管，外表面熱鍍鋅，管外徑26.67mm，冰層厚度為25~30mm.可內融冰也可外融冰：取冷均勻，溫度穩定。

（2）鋼制橢圓截面蛇形盤管，連續卷焊而成的立置橢圓截面蛇形盤管外表面熱鍍鋅，冰層厚度為25mm.可內融冰也可外融冰；取冷均勻，溫度穩定。

（3）聚乙烯管圓形盤管一盤管為，外徑分別為16mm和19mm，冰層厚度為12.7mm。為內融冰方式，并做成整體式蓄冰筒。

（4）耐高溫的石蠟脂噴射成型U形盤管，每片盤管由200根外徑為6.35mm的中空管組成。管兩端與直徑50mm的集管相聯。冰層厚度為10mm，管徑很細，載冷劑系統應加強過濾措施。

2. 封裝式蓄冰裝置

（1）將蓄冷介質封裝在球形或板形小容器內，并將許多蓄冷小容器密集地放置在密封罐或開式槽體內。載冷劑在小容器外流動，將其中蓄冷介質凍結或融化。運行可拿，單位取冷率高，流動阻力小，載冷劑充注量大。

（2）冰球一硬質塑料制成空心球，壁厚1.5mm，直徑98mm.封裝球內充水（91%），水在其中凍結蓄冷.單位蓄冷量56（kW·h）/m3，閉式系統膨脹量3%。

（3）凹面冰球一硬質塑料制成空心球，球體外徑103mm，在表面壓制16個凹坑，凹坑直徑25mm.封裝球內充水率高，水在其中凍結蓄冷，凹坑可變形，減少內壓、增加換熱。單位蓄冷量52~58（kW·h）/m3。

（4）蕊芯冰球一為增強換熱和配重，在冰球兩側設置中空金屬蕊芯。

（5）冰板-由高密度聚乙烯制成815×304(或90)×44.5(mm)中空冰板，板中充注去離子水，冰板有次序地放置在臥式圓形密封罐內，制冷劑在板外流動換熱。

3. 動態蓄冰裝置
（1）冰晶式一將低濃度載冷劑經制冰機冷卻至凍結點溫度以下，產生細小（直徑100um）均勻的冰晶，與載冷劑形成泥漿狀的冰水混合物，儲存在蓄冷槽內。融冰速率高，供冷溫度低(0~1℃），制冷與供冷可同時進行。

（2）冰片滑落式一在制冷機的板式蒸發器上淋水，其表面不斷凍結薄冰片，然后滑落至蓄冰槽內儲存冷量。融冰速率高，供冷溫度低（1~1.5℃），制冷與供冷可同時進行。

六、制冰設備的選型

1. 雙工況制冷主機

（1）蓄冷系統的制冷機是在制冷工況和制冰工況下運行，應兼顧這兩種工況都能達到高能效比的制冷機。

（2）各類機型的制冰溫度

• 螺桿式制冷機可達到較低的制冰溫度，一般-5.5~-7℃

• 多級壓縮高心式制冷機兩種工況性能較好，制冰溫度一般為-4~-6.5℃

• 單級離心式制冷機不易達到較低的制冰溫度，一般在4~-3℃

• 活塞式制冷機可達到較低的制冰溫度，一般-5.5~-8℃，但容量較小。

• 制冰量：制冷機在制冰工況的產冷量小于空調工況制冷量。在其他參數不變時，一般蒸發溫度每降低1℃，產生冷量會減少2%~3%；設計時應根據設備性能參數確定。

• 冷凝溫度：每降低1℃，產冷量可提高1.5%，風冷系統按當地逐時干球溫度計算；水冷系統，白天宜按進水溫度32℃，夜間蓄冷工況可按進水溫度30℃考慮，或根據當地的晚間實際氣象統計參數計算冷卻塔出水溫度。

七、融冰方式的選用

盤管式蓄冷設備是由浸在冰槽中的盤管構成換熱表面。在蓄冷時，載冷劑在盤管內循環，吸收水的熱量，在盤管外表面形成冰層。而取冷方式有兩種。

1、外融冰：冰槽內水參與空調水循環或換熱，冰層由外向內融化。供水溫度1~3℃采用壓縮空氣加強冰水換熱。適宜大型區域供冷和低溫送風工程。

（1）示意圖                           

（2）外融冰優缺點

【優點】

• 穩定的1℃冷凍水出口溫度

• 融冰速度快

• 冷凍水循環不需要通過乙二醇

【缺點】

• 融冰不穩定需要增加控制部件

• 大項目需用電動閥控制乙二醇的流量

• 開式系統-必要時需增加板換

• 冰量檢測困難

• 體積更大，不合適整裝式蓄冰設備

（3）外融冰冰槽出口溫度曲線

（4）冰槽布置

（5）空氣管路

• 空氣分配管路應預先加工安裝完成。

• 采用PVC40管材。

• 根據不同的型號，設計布置直徑2.38mm的孔洞。

• 出廠前，PVC氣管應已安裝在外融冰盤管下面的框架上。

（6）氣動攪拌

• 提高換熱效率，使得融冰速率增加，且出水溫度更低。

• 減少溫度梯度差異，促進制冰和融冰。

• 制冰期間只在初期開啟，融冰過程全程使用。

（7）空氣泵組

• 空氣泵組包括電機、傳動裝置、進出口消音器、過濾網、出口壓力表、安全泄壓裝置等。

• 根據不同的蓄冰池和外融冰盤管來計算空氣量和出口壓力。

（8）池內冰水管設計

• 冰水管垂直出水部分應覆蓋盤管總高度的80%。

• 冰水管布置要均勻，使冰水充分沖刷冰層。

• 孔洞出水速度不宜＞1.5m/s。

• 避免融冰死角。

2、內融冰：空調水換熱的載冷劑在盤管內循環，冰層由內向外融化，冰槽內水為靜態。載冷劑送冷溫度2~5℃。適宜單體建筑的常溫及低溫送風工程。

（1）示意圖

（2）內融冰優缺點

【優點】

• 閉式循環回路，控制系統簡單可靠，易于實現

• 融冰均勻，技術可靠，應用最廣

• 檢測冰量方便，節省占地，整裝式或水泥槽

【缺點】

• 融冰速率不快，不適用特殊項目

• 出口溫度一般3℃~4℃

（3）內融冰冰槽出口溫度曲線

（4）蓄冰量傳感器工作原理

3、內外冰與外融冰的對比

八、蓄冷系統的選用

1. 應根據建筑物類型及設計日冷負荷曲線、空調系統規模及蓄冷裝置特性等因素確定。

2. 有足夠的空間設置蓄冷水池的非高層建筑，可采用開式蓄冷水池的顯熱蓄冷系統。

3. 蓄冷時段仍需供冷時，宜另設直接向空調系統供冷的基載主機，基載主機與蓄冷系統并聯設置。

4. 蓄冷時段所需冷量較少時，也可不設基載主機，由蓄冷系統同時蓄冷和供冷。

5. 空調水系統規模較小、工作壓力較低時，可直接采用乙二醇循環，否則宜采用板式熱交換器換熱的間接循環，向空調系統供冷。

6. 并聯與串聯的確定

冰蓄冷系統可采用并聯或串聯兩種形式。

6.1雙工況制冷機與蓄冰裝置并聯設置。

兩個設備均處在高溫（進口溫度8~11℃)端，能均衡發揮各自的效率。融冰泵可采用變頻控制，所有電動閥雙位開閉；但其配管、流量分配、冷媒溫度控制、運轉操作等較復雜。適宜全蓄冷系統和供水溫差小（5~6℃）的部分蓄冷系統。

（1）并聯系統

（2）有夜間供冷的并聯系統

（3）有基載的并聯系統

6.2雙工況主機與蓄冰裝置串聯布置，控制點明確，運行穩定，可提供較大溫差（≥7℃）供冷。
（1）主機上游：制冷機處于高溫端，制冷效率高，而蓄冰裝置處于低溫端，融冰效率低。適合融冰特性較理想的蓄冰裝置或空調負荷平穩變化的工程。

（a）主機上游串聯系統

（b）有基載的主機上游串聯系統

（2）主機下游：制冷機處于低溫端，制冷效率低，而蓄冰裝置處于高溫端，融冰效率高。適合融冰特性欠佳的蓄冰裝置、封裝式蓄冰裝置或空調負荷變幅較大的工程。

（a）主機下游串聯系統

（b）有基載的主機下游串聯系統

（3）外融冰系統：為開式系統，蓄冰裝置內的水為動態，效率高，融冰速率大，釋冷溫度1~3℃。適于工業用冷水和區域供冷空調工程。

（4）雙蒸發器外融冰系統：為開式系統，釋冷溫度1~3℃。雙工況主機設兩個蒸發器，夜間制冰為乙二醇蒸發器，白天制冷為冷水蒸發器；冷水不需換熱直接進入冰槽融冰，白天可提高主機效率，減少一次冷水泵揚程。適于大型區域供冷空調工程。

九、空調冷負荷的確定

應根據設計日逐時氣象數據、建筑圍護結構、人員、照明、內部設備以及工作制度，采用動態計算法逐時計算，繪制全日冷負荷曲線圖，求出設計日空調總冷量。

式中：Q—設計日空調總冷量（kW.h）

qi—設計日i時冷負荷（kW）

在方案涉及或初步設計階段，可采用系數法或平均法，根據峰值負荷估算設計日逐時冷負荷。

1．系數法

利用常規制冷估算冷負荷方法計算設計日峰值負荷，乘以不同功能建筑逐時冷負荷系數求得逐時冷負荷。

q_i=k.q_max

式中：k—逐時冷負荷系數，見下表

q_max—峰值冷負荷（kW）

注：上表數據只適用于本總冷量的計算，運行時的逐時冷負荷應按實際冷負荷模型。

2．平均法

設計日總冷量應按下式計算：

Q==n.m.q_max=n.q_p

式中：qi—時刻空調冷負荷（kW）

          q_max—峰值冷負荷（kW）

           q_p—日平均冷負荷（kW）

           n—設計日空調運行小時數（h）

           m—平均負荷系數，設計日平均冷負荷與峰值冷負荷的比值，一般取0.75~0.85

十、蓄冰裝置容量的確定

1. 全蓄冰系統

根據空調運行時數和蓄冰時數確定

（1）蓄冰裝置容量

式中：Qs—蓄冰裝置容量（kW.h）

（2）制冰機容量

q_c=Qs/（n₂.C_f）

式中：q_c—空調工況制冷機制冷量（kW）

    C_f—制冷機制冰工況系數，即制冷機制冰工況與空調工況制冷能力的比值。活塞式水冷約0.6，風冷約0.65；三級離心式約0.7~0.8；螺桿式水冷冷水機約為0.65~0.7；離心機約為0.62~0.65

n₂—制冷機制冰工況下的日運行小時數（h），一般取所在城市低谷電價時數。

2. 部分蓄冰系統

設計原則是應充分發揮所有設備的作用，均衡配置系統設備，根據蓄冷總負荷、制冷和蓄冰聯合供冷時數和制冷機制冰時數確定。

（1）制冷機容量

q_c=Q/（C₁.n₁+C_f.n₂）

式中：n₁—白天雙工況主機制冷運行小時數（h）

          C₁—有換熱設備時雙工況主機制冷工況系數，一般取0.8~0.95

（2）蓄冰裝置容量

Q_s=n₂.C_f.q_c

3. 冰蓄冷系統的運行溫度

根據雙工況主機和蓄冰裝置特征及蓄冰系統形式確定。

（1）常溫供冷系統冷水供回水溫度7℃/12℃，低溫大溫差供冷系統冷水供回水溫度3℃/13℃。

（2）蓄冰裝置供冷溫度3~5℃，低溫系統供冷溫度1~3℃。

（3）雙工況主機制工況供回溫度-5~-7℃/-1~-3℃，制冷工況供回溫度3~6℃/8~12℃。以上溫度參數需經蓄冰裝置的蓄冰和融冰供冷特性曲線校核計算確定。

十一、某制冷主機容量確定分析案例

1. 工程概況

某綜合大樓，空調面積約為 4萬㎡。夏季設計日尖峰冷負荷為6644kW，設計曰總冷負荷 為63879kWh，冷凍水供回水溫度為7℃／l2℃。

大樓設計日逐時負荷分布如下圖下表所示： 

2. 主機容量初步確定

q_c=Q/（c1.n1+c2.n2）  （公式1）

=63879/（13*0.95+8*0.65）=3640kW=1035RT

3. 考慮融冰速率的分析

（1）計算方式

設蓄冰時間8小時，制冷主機蓄冰效率為65%，蓄冰裝置最大融冰速率為k，則：

Qs=0.65×8×q_c=5.2q_c、

即q_c≥Q_max/（5.2k+1）  （公式2）

當k=11.5%時，qc≥0.63Q_max；k=14%（3.5℃出水溫度）時，qc≥0.58 Q_max。

（2）各類情況分析

• 導熱塑料蓄冰盤出口溫度為2.2℃，融冰速率為10%時

q_c≥Q_max/（5.2k+1）=6644/（5.2*0.1+1）=4371kW=1243RT

• 出口溫度為3.5℃，融冰速率為14%

q_c≥Q_max/（5.2k+1）=6644/（5.2*0.14+1）=3845kW=1093RT

• 出口溫度為4.4℃，融冰速率為20%

q_c≥Q_max/（5.2k+1）=6644/（5.2*0.2+1）=3257kW=926RT

（3）可見，釋冷溫度越低，融冰速率越低，那么制冷主機和蓄冰裝置的容量將會增大，因此一般控制出水溫度不低于3℃。但是釋冷溫度又不能過高，不然將會減小對流平均溫差，加大換熱器的傳熱面積，增加設備投資。

4. 結論

因此，在進行冰蓄冷設計制冷主機和蓄冰裝置選型計算時，先根據公式（1）計算制冷主機容量，然后根據公式（2）進行校核，此時需知道蓄冰裝置出口溫度對應融冰速率，然后與公式(1)計算出來的結果進行比較，要保證制冷主機和蓄冰裝置聯合供冷時能夠滿足尖峰負荷的要求；同時考慮系統的經濟性，從而決定蓄冰裝置的出口溫度，這樣也就決定了系統制冷主機容量及蓄冰裝置容量。

對該工程來看，蓄冰裝置出水溫度取3.5℃，則制冷機組容量應為1093RT，而根據公式（1）選擇1035RT，則會出現制冷主機和蓄冰裝置聯合供冷也不能滿足尖峰負荷要求的情況。

十二、蓄冷系統的監測與控制

應配置較完善的監測及自動控制裝置進行優化控制，解決各工況的轉換操作、蓄冷系統供冷溫度和空調供水溫度的控制以及雙工況主機和蓄冷裝置供冷負荷的合理分配。

1. 應合理配置電動閥（三通或兩通）實現雙工況主機蓄冷、主機蓄冷同時供冷、主機單獨供冷、蓄冷裝置單獨供冷及主機與蓄冷裝置聯合供冷五種工況運行方式的轉換。

2. 應配置完善的監測及自動調節裝置，實現各工況運行方式的能量調節及溫度控制。

（1）主機蓄冷工況：封裝式叢冰裝置根據給定的冷機蒸發溫度測定蓄冰結束；開式蓄冷裝置可根據液位變化或冰層厚度，測定蓄冰量；水蓄冷根據蓄冷裝置出口溫度確定蓄冷結束。

（2）主機單獨供冷：根據恒定冷機出口溫度調整主機出力。

（3）蓄冷裝置單獨供冷：恒定蓄冷裝置出口溫度，調節進入蓄冷裝置內載冷劑流量，控制釋冷供冷量。

（4）聯合供冷：恒定主機與蓄冷裝置混合溫度，進行主機的能量調節；調節進入蓄冷裝置內的載冷劑流量，控制釋冷供冷量。實現系統供冷負荷的控制。

（5）優化控制：應進行每天的逐時負荷預測及建筑物逐時逐日負荷的不斷積累，決定每日主機開機供冷時段，滿載運行，盡可能地發揮蓄冷裝置的供冷能力。

（6）冷凍水溫度控制：恒定冷凍水供水溫度，調節進入板式換熱器的載冷劑流量。

3. 下面給出了幾種典型蓄冷系統最基本的控制點和控制邏輯。在設計中，應根據需要增加設備運行狀態、系統運行狀況等監測點，完善自動化控制功能。

3.1 有基載的并聯冰蓄冷系統控制原理

（1）主機蓄冰（1工況）：V1、V3全閉，V2全開，BY啟，BYR停；根據蓄冰裝置液位（或冰厚、溫度T1)測定蓄冰量，蓄到設定值時停主機。

（2）主機單獨供冷（2工況）：V1全開，V2、V3全閉，BY啟，BYR停；根據溫度T2恒定來控制主機能量調節。

（3）蓄冰裝置單獨供冷（3工況）：V1、V2全閉，V3全開，BY停；根據溫度T2恒定調節BYR頻率，改變進入蓄冰裝置和板換載冷劑流量。

（4）聯合供冷（4工況）：V1、V3全開，V2全閉，BY啟，主機滿載運行；根據溫度T2恒定調節BYR頻率，改變進入著冰裝置和板換載冷劑流量。

（5）冷水供冷控制：

• 以上2工況V4全開，V5全閉，BR停，根據溫度72恒定調節B頻率；

• 3工況V4、V5全閉，B停，根據溫度72恒定調節BR頻率；

• 4工況V4全閉，V5全開，根據溫度T2恒定調節BR頻率。根據恒定負荷側壓差△P調節BR頻率，以均衡負荷側供冷量。另外，基載主機和基載冷水泵全天開啟，恒定溫度T3控制基裁主機能量調節。根據恒定負荷側壓差△P調節BW頻率，以均衡負荷側供冷量。

3.2有基載的主機上游串聯冰蓄冷系統控制原理

3.2.1 主機優先

（1）主機蓄冰（1工況）：V1、V3全閉，V2、V4全開，BY啟；根據蓄冰裝置液位（或冰厚）測定蓄冰量，蓄到設定值時停主機。

（2）主機單獨供冷（2工況)：V1全開，V2全閉，BY啟；根據溫度T1恒定來控制主機能量調節；根據溫度T2恒定調節V3、V4開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

（3）蓄冰裝置單獨供冷（3工況)：BY啟，主機停；根據溫度T1恒定調節V1、V2開度，改變進入蓄冰裝置載冷劑流量；根據溫度T2恒定調節V3、V4開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

（4）聯合供冷（4工況）：BY啟，主機滿載運行，根據溫度T1恒定調節V1、V2開度，改變進入蓄冰裝置載冷劑流量；根據溫度T2恒定調節V3、V4開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

3.2.2 融冰優先

1~3工況同上。

（4）聯合供冷（4工況）：V1全閉，V2全開，BY啟；根據溫度T1恒定控制主機能量調節；根據溫度72恒定調節V3、Va開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

（5）冷水供冷控制：以上2~4工況，恒定負荷側壓差△P改變冷水泵B頻率，以均衡負荷側供冷量。另外，基載主機和基載冷水泵全天開啟，恒定溫度T3控制基載主機能量調節。

3.3 有基載的主機下游串聯冰蓄冷系統控制原理

（1）主機蓄冰（1工況）：V1、V3全閉，V2、V4全開，BY啟；根據蓄冰裝置液位（或冰厚）測定蓄冰量，蓄到設定值時停主機。

（2）主機單獨供冷（2工況）：V1全開，V2全閉，BY啟；根據溫度T1恒定來控制主機能量調節；恒定溫度T2，調節V3、V4開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

（3）蓄冰裝置單獨供冷（3工況）：BY啟；根據溫度71恒定調節V1、V2開度，改變進入蓄冰裝置載冷劑流量；根據溫度T2恒定調節V3、V4開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

（4）聯合供冷（4工況）：BY啟；根據溫度T1恒定調節V1、V2開度，改變進入蓄冰裝置載冷劑流量；根據溫度T2恒定調節V3、V4開度，改變進入板式換熱器的載冷劑流量。

（5）冷水供冷控制：以上2-4工況，恒定負荷側壓差△P改變冷水泵B頻率，以均衡負荷側供冷量.另外，基載主機和基載冷水泵全天開啟，恒定溫度T3控制基載主機能量調節。

十三、載冷劑

1. 下表是不同質量比乙二醇水溶液的相變溫度、在同樣載冷量和溫度條件下，所需流量和管道阻力相對于水的修正系數。

2. 應確保系統的密閉性，因內漏和外漏對兩側的相變溫度都有影響。乙二醇系統不應采用內表面鍍鋅鋼管及含鋅材質的設備。

3. 載冷劑管路為閉式系統，應設置定壓及膨脹裝置。封裝式蓄冰裝置，應考慮蓄冰單元冰水相變體積膨脹擠占載冷劑的容積，膨脹水罐(箱）應能容納這部分膨脹量。

4. 系統管路的相對最高點應設自動（或手動）排氣閥。

十四、其他

1. 雙工況主機臺數不宜少于2合，不設備用。

2. 乙二醇泵、冷卻水泵應按雙工況主機一對一匹配設置，應設備用泵。

3. 空調冷水泵根據系統規模確定，不應少于2合，不設備用泵，宜采用變頻控制。

4. 乙二醇管路宜采用同程布置，宜采用閉式膨脹水箱定壓方式。

5. 乙二醇管路應進行水力計算，各并聯環路阻力差額不應大于10%。可按空調冷水管道的計算方法進行水力計算，比摩阻宜控制在50~200Pa/m，最終計算流量和總阻力值應按上表進行修正。

十五、蓄冷系統的施工

蓄冷系統的施工安裝、調試運行，其制冷機組、板式換熱器、水泵等設備以及管道一般與常規空調系統相同，除應符合國家標準《通風與空調工程施工質量驗收規范》GB50243-2016外，蓄冷系統還應符合如下要求：

1. 整裝式蓄冷裝置的安裝

（1）蓄冷裝置安裝前，在現場做臨時性存放，不得拆除裝運墊木，并且應放置在光滑、水平的地面上。

（2）如蓄冷裝置需要鋪設滾杠推至放置它的最終位置時，在運輸過程中，其行走的路面應是平整堅硬，并在每個腳下都放置滾杠。

（3）蓄冷裝置的吊裝方式，應嚴格按照安裝使用說明書中的吊裝要求進行。

（4）蓄冷裝置的定位必須確保它與鄰近的墻壁有足夠的間隙，以便人員進行檢查和維護。

（5）蓄冷裝置最終定位之前，必須拆除裝運的墊木。

（6）對于整體式蓄冷裝置，不得用焊接的方式進行盤管連接，防止破壞蓄冷裝置的絕熱和襯層。

（7）裝置安裝完畢后，宜對其進行氣密性試驗，試驗完畢并與系統隔開后，再沖洗系統管路。系統沖洗時，不應經過蓄冷裝置。

2. 封裝式蓄冷裝置的安裝

安裝過程中，冰球（冰板）裝罐時應防止冰球（冰板）與人孔、鋼鐵件、混凝土等物體和冰球（冰板）間互相撞擊，安裝時防止雜物進入罐內。

3. 現場制作開式蓄冷槽時應符合下列規定

（1）頂部應預留檢修口；蓄冷槽應安裝注水管。

（2）槽內宜做集水坑，便于進行沖洗、檢修時排水；排水泵可采用固定安裝或移動安裝方式。

（3）蓄冷槽應由土建專業設計，滿足承重、防水、保溫的功能要求。

4. 制作閉式蓄冷槽

閉式蓄冷槽的制作應符合現行國家標準《壓力容器》GB150的規定。

5. 盤管類蓄冷裝置安裝

進液口必須安裝過濾器，且過濾器的濾網應滿足盤管廠家提出的要求。

空氣泵應設置除油過濾器。

6. 開式水蓄冷罐的安裝

（1）開式水蓄冷罐體積較大，一般需現場拼裝，宜設置在室外。

（2）水蓄冷罐現場拼裝前需保證基礎及附近場地清潔平整、無雜物，周圍預留有足夠空間進行施工、擺放材料、施工機具等。

（3）施工現場應有臨水臨電，以保證施工順利進行。

（4）進場前應做好圖紙匯審、設計交底等技術準備工作。

（5）開式水蓄冷罐的設計、施工應符合以下規范：

《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》GB50341-2014

《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工規范》GB50128-2014

《供冷供熱用蓄能設備技術條件》JG/T299-2010

《塔式容器》NB/T47041-2014

《鋼制化工容器結構設計規定》HG/T20583-2011

《鋼制焊接常壓容器》NB/T47003.1-2009

7. 閉式水蓄冷罐的安裝

（1）閉式水蓄冷罐為壓力容器，可安裝于室內、室外或地下；依據現場條件，可整體運輸或現場拼裝。

（2）安裝現場應能滿足運輸及吊裝場地的要求，基礎附近具備吊車

吊裝場地條件。

（3）閉式水蓄冷罐的設計、施工應符合以下規范：

《壓力容器》GB150.1-150.4-2011

《壓力容器焊接規程》NB/T47015-2011

《承壓設備無損檢測》NB/T47013.1~13-2015

《壓力容器封頭》GB/T25198-2010

《容器支座》NB/T47065.1-5-2018

8. 冰晶式蓄冷系統

（1）設備進口應設置過濾器。

（2）蓄冰槽內進水管應均勻布置在蓄冰槽底。進水孔開在進水管下部，且均勻密布。

9. 片冰滑落式蓄冷系統

（1）出水管宜設置在槽底貼外壁。

（2）散裝機組現場組裝時，布水器的水平度誤差不應大于1/1000，蒸發板垂壁誤差不應大于1/1000。

10. 排氣設備安裝

（1）嚴格按照設計要求在系統上安裝排氣設備。

（2）開式水蓄冷罐頂部應設通氣帽或呼吸閥，閉式水蓄冷罐頂部設排氣閥。

11. 乙二醇系統閥門的選用

蓄冷系統必須通過閥門的開關實現各工況的轉換，這是系統中的關鍵部件，應遵守以下幾點：

（1）管路系統中所有的手動和電動閥門，均應保證其動作的靈活并且嚴密性好，既無外漏也無內漏。

（2）電動閥門應嚴格按照設計要求的壓力來選擇，并核實閥門的閥板所能承受的壓力。

（3）電動閥門的兩側應設置手動關斷閥，以便系統檢修。

12.蓄冷系統的絕熱

（1）蓄冷系統應采用閉孔型絕熱材料，其主要物理和化學性能應符合國家現行有關產品標準的規定，且燃燒性能等級不低于B1級。絕熱厚度應按現行國家標準《設備及管道絕熱設計導則》GB/T8175中經濟厚度和防結露厚度計算，并取最大值。

（2）在蓄冷系統中，管道內乙二醇溶液的溫度較低，施工時應杜絕冷橋的產生，除了管道的保冷外，其他的管道附件(閥門、閥桿、法蘭、軟接頭等）以及水泵、板換均應做好保冷措施。

（3）水蓄冷罐應按照設計要求確定是否設置保溫層及保護層。

（4）水平管道保溫結構

（5）垂直管道保溫結構

（6）閥門、法蘭可拆式保冷結構

（7）水泵保冷結構

13. 防腐

（1）鋼制蓄冰槽及鋼制盤管應防腐。

（2）開式蓄冷槽現場制作時，蓄冷槽及內部件應防腐。

（3）水蓄冷罐應按照設計要求進行防腐除銹。

14. 檢修口

水蓄冷罐應按照設計要求設置檢修口。

15.自控系統傳感器的安裝

應嚴格按照傳感器的安裝要求來安裝，做到安裝位置合理，安裝方向正確。

十六、蓄冷系統的調試和驗收

蓄冷系統的調試應在設備、管道、絕熱、配套電氣等施工全部完成，且設備單機試運轉完成后進行。

1. 一般規定

（1）系統調試及檢測宜在夏季進行，聯合調試宜在最熱月或與設計室外參數相近的條件下進行。

（2）專業施工單位應具有相應的施工資質，工程質量驗收人員應具備相應的專業技術資格。

（3）系統的調試、檢測及驗收除按本圖集執行外，還應符合現行行業標準《蓄冷設備》SB/T10343等相關標準、規范規定及設計文件的要求。

（4）檢測、調試所采用的測試儀器儀表，應經國家技術質量監督部門的標定，并提供相應測量范圍、精度的標定證明。

2. 設備調試

（1）蓄冷空調系統調試前，應進行制冷機、水泵、蓄冷裝置、換熱器、末端空調系統等單體設備的試運行和調試。

（2）制冷機、水泵的調試一般以設備供應商技術人員為主，建設單位、監理單位、設計單位及施工單位共同參與，做好調試記錄并進行最終驗收。

（3）蓄冷裝置是蓄冷系統中的主要設備，調試的重點是保證蓄冷裝置的蓄冷能力滿足設計要求。

3. 系統沖洗、充注溶液

（1）載冷劑的充灌應在系統沖洗和試壓完畢后進行，充灌前應保證管路系統的泄水閥關閉，排氣閥開啟。

• 系統的沖洗不應經過制冷機、蓄冰裝置、板式換熱器等重要設備。

• 對于管徑相對較小的盤管式蓄冰設備，在沖洗時應用過濾器內襯比較精細的過濾網，待沖洗完畢后取出。

（2）載冷劑按照設計要求的濃度兌制，宜選用蒸餾水、去離子水或冷凝水；水的總硬度應低于100mg/L，氯化物和硫酸鹽的含量宜分別小于25mg/L。

（3）載冷劑的濃度檢測及調整時，應開啟載冷劑循環泵，開啟泵循環約8h，循環4h以后從不同的泄水點取液進行比重檢測，并根據濃度進行補液調整，保證系統中載冷劑的濃度達到設計要求。

（4）盤管式蓄冰槽應保證其冰槽內要求的最低水位，每年至少應檢查一次液位量。檢查液位量時，應將冰槽中的冰完全融化，然后檢查視管中的液位，再根據需要對冰槽進行加水或放水。

4.蓄冰系統調試

（1）蓄冰設備首次啟動制冰循環之前，應檢查并確保：

• 系統使用載冷劑的性質及濃度符合設計要求。

• 制冷機組已經經過制冰工況參數設定。

• 所有循環水泵試運行完畢。

• 所有操作和安全控制器的接線正確。

• 混凝土蓄冷槽在初次使用時，應經過幾天的時間使槽內水溫

• 逐漸降到設計工況，以免槽內水的溫度驟變引起槽體開裂產生滲漏。

• 蓄冰槽應完成閉水試驗，防水性能應合格。

• 蓄冰設備的水位、冰層厚度等傳感器應已調試完成且性能正常，并應完成其與自控系統的連接。

（2）多臺蓄冰設備并聯時，應在首次制冰循環完成時，檢查每個蓄冰槽中的液位是否一致，調節冰槽入口閥門使其通過每個冰槽的流量是均衡的。

5. 自控系統的調試

（1）控制系統的調試應在滿足以下條件后進行：

• 蓄冷系統的設備全部安裝完畢，線路敷設和接線均符合設計圖紙要求。

• 蓄冷系統的受控設備、子系統單體以及自身系統的調試結束，設備或子系統的測試數據應符合設計和工藝要求。

• 系統的調試環境和工業衛生要求(溫度、濕度、防靜電、電磁干擾等）應符合設備技術文件的要求。

（2）控制系統設備的單體調試應符合下列規定：

• 設備的外觀和安裝狀況符合要求。

• 校對控制系統的傳感器，保證正常工作，并且讀數準確。

• 按照控制器的要求進行了運行可靠性測試。

• 確認控制器、輸入輸出組件和監控點元件的硬件、接線的位置符合設計要求。

• 使用計算機或現場測試儀器對控制器和現場控制設備之間以手動控制方式，按照設計要求對模擬量輸入輸出、數字量輸入輸出進行模擬測試，并做記錄。

• 現場網絡通信系統應穩定可靠。

（3）蓄冷控制系統的功能應符合下列規定：

• 系統應具備與其他子系統進行通訊的能力。

• 控制系統對蓄冷系統內各類設備的控制應做到安全、可靠。

• 蓄冷監控系統應做到實時采集，記錄設備、關鍵點的有關數據，應提供指導運行所必須的數據點的歷史記錄。

• 系統應能根據外部的條件做出反應，調整相應的控制策略，盡可能地降低運行費用。

• 系統應具備故障診斷和報警功能。

• 系統應具有良好的可擴展性和上下兼容性，在系統升級或有新設備接入后，能方便集成到系統中。

6.蓄冷空調系統的調試和驗收

（1）蓄冷空調系統聯合調試前，應對設計要求的各運行模式進行試運行。試運行一個蓄冷一釋冷周期后，應做不少于兩個蓄冷一釋冷周期的工況測試。

（2）制冷機單獨供冷工況調試和驗收，應符合下列規定：

• 系統連續運行應正常、平穩，水泵壓力及電流不應出現大幅波動，系統運行噪聲應符合設計要求。

• 冷凍水及冷卻水系統壓力、溫度、流量滿足設計要求。

• 多合制冷機及冷卻塔并聯運行時，各制冷機及冷卻塔的水流量與設計流量的偏差不應大于10%.

（3）制冷機蓄冷及蓄冷裝置單獨供冷工況的調試和驗收，應符合下列規定：

• 系統載冷劑的流量、壓力、溫度應與設計參數相符。

• 系統實際蓄冷量和釋冷量達到設計要求。

• 系統的蓄冷速率和釋冷速率應滿足設計要求。

• 系統在蓄冷、釋冷過程中應運行正常、平穩，水泵壓力及電流不應出現大幅波動，系統運行噪聲應符合設計要求，

（4）蓄冷空調系統聯合調試和驗收，應符合下列規定：

• 單體設備及主要部件聯動應符合設計要求，動作協調、正確，無異常。

• 各運行模式下系統運行正常、平穩，所有運行參數滿足設計要求；各運行模式轉換時動作靈敏、正確。

• 系統運行過程中管路應無泄漏以及產生凝結水等現象。

• 系統各項保護措施應反應靈敏，動作可靠。

• 各自控計量及檢測元件及執行機構應工作正常，對系統各項參數的反饋及動作正確、及時。

（5）蓄冷-釋冷周期的工況檢測和驗收應包括以下內容：

• 系統的運行模式。

• 制冷機、蓄冷設備、水泵、閥門等各設備的運行狀態。

• 蓄冰循環的持續時間，以及乙二醇的溫度、蓄冰量。

• 載冷劑及空調供回水溫度、壓力。

• 制冷機、水泵等設備的耗電量。

十七、蓄冷系統的運行管理

1. 蓄冷系統應經過調試驗收后方可投入運行。

2. 運行人員應經培訓、考核合格，并按規定取得相應級別的操作證后方可上崗操作。運行操作應按照系統集成商和產品制造廠家提供的使用說明、操作規程以及設計文件的規定進行。

3. 使用單位應聯合設計單位，根據冷熱負荷特點、系統特性以及電價政策，與系統控制程序相比對，制定合理的全年運行策略，并制定相應的操作規程。在日常運行中應根據日冷負荷變化選擇運行模式。

4. 在有基載制冷機的蓄冷空調系統中，在用電低谷段時應充分利用基載制冷。在用電高峰時段，宜盡量少開或停止基載制冷機的直接供冷，充分發揮融冰供冷的運行模式的作用。

5. 定期檢修、保養制冷機，提高使用時的制冷性能系數（COP）。

6. 定期檢查和維修乙二醇、水、空氣等輸送系統，防止系統的泄漏。

7. 蓄冷裝置的維護應符合下列規定：

（1）定期檢查蓄冷裝置內外緊固件是否牢固，槽體構架和支撐架是否腐蝕。

（2）定期檢查蓄冷裝置內部管束是否結垢和腐蝕，是否有微生物滋生等。

（3）定期對設置的高低液位報警裝置進行檢查、維護。

（4）每供冷季對蓄冷裝置水位、冰層厚度、儲冰量傳感器進行校準。

8. 定期檢查清洗表冷器、板式換熱器、冷卻塔、過濾器等，使其保持良好的工作性能。

9. 蓄冷系統的載冷劑應在使用后的每年進行一次抽樣測試分析，并根據測試結果制定維護計劃。系統中的載冷劑溶液濃度、pH值和堿度符合設計要求。

10. 盤管式蓄冰槽無冰時的液位應符合技術文件要求。檢查液位量時，應將冰槽中的冰完全融化，檢查視管中的液位，并應根據需要對冰槽補水或放水。

11. 定期檢查和改善蓄冷裝置等其他設備以及各類輸送管道的絕熱性能，并應符合現行國家標準《設備及管道絕熱效果的測試與評價》GB/T8174的規定。

12. 應加強對空調水系統的水質管理，定期對冷凍水和冷卻水進行處理，并應符合現行國家標準《工業循環冷卻水處理設計規范》GB/T50050、《采暖空調系統水質》GB/T29044的規定。

13. 自動控制設備及監測計量儀表每個空調季應維修、校核，并導出歷史記錄數據妥善保存。

14. 建立運行管理、維修等規章制度以及運行日志和設備的技術檔案。

十八、某主機上游串聯（鋼盤管）設計示例

1. 制冷設計說明

2. 制冷系統圖

3. 制冷機房平面圖

4. 制冷機房剖面圖

5. 蓄冰槽詳圖

6. 制冷機房設備基礎平面圖