工业冰蓄冷是指所需要冷量的部分或全部在低谷电时间利用蓄冰介质的显热及其相变过程的潜热迁移等特性，将能量以冰的形式蓄存起来，然后根据负荷要求释放这些冷量，这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。当供冷使用时间与非供冷时间和电网高峰和低谷同步时，就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用，达到节约电费的目的。

工业冰蓄冷的原理

工业冰蓄冷的意义

工业冰蓄冷的适用范围

工业冰蓄冷的设计原则

Taco（塔克）冰球式冰蓄冷系统

工业冰蓄冷的原理

冰蓄冷从系统构成上来说只是在常规制冷系统的基础上增加了一套蓄冷装置，其它各部分在结构上与常规制冷系统并无不同，它在使用范围方面也与常规制冷系统基本一致。

工业冰蓄冷则是冰蓄冷在工业上的应用。在中国, 商用中央空调的冰蓄冷已得到广泛的认可和应用, 作为更具节能潜力的工艺（低温）冰蓄冷, 也正被越来越多的工业用户所认可。相对于空调的应用, 工艺冷却普遍存在制冷机冷量富余, 负荷波动大等特点, 更适合采用冰蓄冷系统 。

工业冰蓄冷的意义

冰蓄冷之所以得到各国政府和工程技术界的重视，正因为它对电网有卓越的移峰填谷功能，是电力需求侧最有效的电能蓄存方法，全中国如果有300家3万平米商场采用空调，则相当于建设了一座30万千瓦的调峰电厂。

冰蓄冷对于用户还有以下的一些突出优点：

1、制冷的出水温度低、制冷效果好，降温速度快。

2、制冷系统智能化程度高，可根据工艺需求的变化自动调整冷量输出，冷量的利用率高，节能效果明显。

3、利用峰谷荷电价差，平衡电网负荷。由于电力部门实行峰、谷分时电价政策，所以冰蓄冷系统合理利用谷段低价电力，与常规系统相比，运行费用大大降低，经济效益显著。且分时电价差值愈大，得益愈多。

4、减少冷水机组容量，降低一次性投资。

5、在主机出现故障或系统断电的情况下，冰蓄冷相当于应急冷源，增强了系统的可靠性。使用灵活，在冷负荷不是很大或部分时无需开主机，融冰供冷即可。

6、当因为公司扩产或工艺改造增加引起冷负荷增加时，只要增加冰槽内的冰球，即可满足新增冷量需要。

7、冰蓄冷系统制冷设备满负荷运行的比例增大，从而提高了制冷设备 COP 值和制冷机组的经常运行效率，制冷机组工作状态稳定，提高了设备利用率并延长机组的使用寿命。

8、夜间冷水机组制冰工况运行时，由于气温下降带来的得益可以补偿由蒸发温度下降所带来的效率的损失。

工业冰蓄冷的适用范围

制药工业、石油化工企业；食品饮料企业；

精密电子仪器业；

啤酒工业、奶制品工业；

冷藏工业，冷链等；

（现有供冷系统系统通过运行制冷主机直供，用冷量不稳定的场合，在不增加制冷主机的情况下，进行冰蓄冷系统改造，既可增加系统稳定行，又可降低制冷系统电耗。）

工业冰蓄冷的设计原则

1、经济

蓄冰系统设计须依据影响初期投资及运行成本的各种因素综合考虑而确定，蓄冰空调系统中的蓄冰容量越大，初期投资越高，但可节约更多的运行成本，因而在方案设计时，须详尽研究系统的电力增容投资、峰谷电价结构及设备初投资等资料，以期达到最佳的经济效益，在降低初期投资的同时节约更多的运行成本，转移更多的高峰用电量。

2、完整可靠

评价蓄冰系统品质的最重要的依据是系统的整体效能及运行稳定性。进行系统设计时，须结合蓄冰系统的运行特点，优选各种设备，以使系统配合完美，符合整体运行要求。同时各种配套设备也要求能经受长期稳定工作的考验，减少对系统的维护，满足寿命要求。

3、有效地利用空间

与常规系统相比，蓄冰装置需占用较大的空间，由于美国TACO用于开式与闭式系统，故可以放置于冰槽、冰罐或地坑、阀基等其它各种可能的空间里，而冰槽、冰罐可放置于地面、屋顶或汽车道绿化带下面，从而不占用有效空间。

Taco（塔克）冰球式冰蓄冷系统

1、 由于蓄冰球内部几乎不含空气，单位堆放蓄冰量最大，占用空间较小。

独有专利设计，采用特殊高密度聚乙烯材料制成，破损率极小。

TACO(塔克)冰球独有凹坑设计，在融冰和制冰过程中有更大的换热表面积，20多年不断改进的高密度材料，使TACO冰球具有极高传热速率，结冰融冰速度快，从而可以使用较少的名义蓄冰量达到需要的额定蓄冰量要求。

氯化钙水溶液在球外，单个球破损不影响整个系统运转，循环系统设计简单，系统扩建容易，蓄冰容量增加方便。

TACO（塔克）冰球设计使用寿命50年，最早完成的大型蓄冰工程已经无故障运行25年（1982年LA-801大厦项目），其中使用过21多年的蓄冰球的抗疲劳性能仍然与原设计基本相同。

① TACO（塔克）蓄冰球通过在冰球内的加入独家开发蓄冷液，满足从 -33 ℃ ～ 0℃ 的温度覆盖范围能够满足各种不同的需求。

② TACO（塔克）蓄冰球直径4英寸，约103mm。

③ TACO（塔克）蓄冰球材料采用高强度、抗疲劳的超大分子量高密度聚合乙烯（HDPE），所采用的高密度聚乙烯材料是通过在数百种材料中优选出的换热性能最佳的材料，其分子量是一般HDPE材料的3倍以上。

④ TACO采用专利技术的成核添加剂加入到去活性极佳的去离子水中，混合成储冷液，成核添加剂在储冷液中形成胶体悬浮在液体中，由于TACO（塔克）蓄冰球只含有极少量的空气（2%～3%体积比），因此蓄冰球在氯化钙溶液中在结冰开始很长一段时间内是近似悬浮在氯化钙溶液中，氯化钙溶液的流动使得蓄冰球自由运动，从而扰动蓄冰球内部的成核剂不断与蓄冰球内壁接触，形成微小冰晶后脱离内壁，其余的成核剂可以继续与蓄冰球内壁不断接触，从而在刚结冰的初始阶段结冰速率比静止在蓄冰槽内蓄冰球效率要高出20%以上。

2、采用最节省空间和成本的混合结构蓄冰槽

采用专利设计的TACO（塔克）蓄冰球，独有的16凹面蓄冰球，冰球结冰及融冰均为动态过程，换热效率高：在全球20多个国家注册发明专利：TACO冰球是由高密度HDPE材料制成，其表面设计成有16个的凹坑，直径为4英寸（103mm）的球体。在结冰过程中，冰球体积膨胀，凹处外凸成平滑圆型球；在融冰过程中，每个冰球又恢复到原来的形状。TACO蓄冰球已经在美国、欧洲的德国、法国、瑞士、瑞典、以及亚洲的中国、日本和韩国等国家成功应用了20余年。

TACO蓄冰槽特点如下：

a、在蓄冰过程中，载冷剂氯化钙溶液通过蓄冰槽底部的分配管，自下而上流过蓄冰球，由顶部的蓄冰槽分配管收集。

b、氯化钙溶液流过的距离短，流动均匀，换热效果好；

c、氯化钙溶液在蓄冰槽内流过的截面积大，流速低，压损可以减低到最小；

d、蓄冰球在制冰过程中可在氯化钙溶液流体作用下轻微运动，强化冰核结晶；

e、不会形成流体短路现象，导致部分蓄冰球无法结冰或融化。空间利用率高。

3、蓄冰槽分配器，确保氯化钙溶液流动不短路：根据20多年的施工经验，TACO公司总结出一套独有的关于在容器内保证流体均匀流动的分配器设计方法，经过这些特殊的设计，可以保证名义蓄冰量达到设计要求，最大限度地防止蓄冰槽内发生对流而导致换热死区导致蓄冰球浪费。

4、选用特殊材质的HPDE材料，抗环境应力性能极高，冰球出厂前均经抽样经过2500次的膨胀疲劳试验，抗疲劳性能佳。

由于冰球需要放置于PH不断变化而且含有各种石油精炼产生的杂质的氯化钙溶液中，普通的HDPE材料通常很快会降解，TACO蓄冰球采用美国SOLVAY公司的特制的HPPE材料（牌号Fortiflex K44-11-128 (R)），在实验室条件下放置于氯化钙溶液中，通过了ESCR性能测试，确保材料使用寿命。

ESCR材料的测试报告如下：

Fortiflex K44-11-128是一种由分子组成的、高密度的乙烯共聚物， 应用于大的部件的吹塑成型，这些成型部件要求有出众的物理性能和低的色度。这种材料融合非常好的加工性能与优秀抗环境应力开裂（ESCR）性能，以及非常均衡的最终使用性质。这种树脂符合国家食品与药品管理文件21CFR117 1520的规定，通过KOSHER认证。