封装式蓄冰装置是将大量封装有蓄冷介质(水一冰或其他相变材料)的相对较小的容器(球形或板形)浸泡在箱体或容器(称为蓄冰槽)中构成的一种蓄冷装置。蓄冷时,冷水机组制出的低于蓄冷介质相变温度的载冷剂乙二醇溶液在球或板之间流动,使球或板内蓄冷介质结成冰,储存冷量。释冷时,温度较高的载冷剂乙二醇溶液进入蓄冰槽,球或板内的冰融化,释放出冷量,直接或间接(通过热交换设备)向空调用户供冷。封装式蓄冷装置目前有三种形式:圆形冰球、蕊心冰球、冰板。
①圆形冰球:圆形蓄冰球有法国的Cristopia圆形冰球,也有以美国的Cryogel为代表的凹坑冰球,美国Cryogel凹坑冰球的外壳由高性能的复合聚乙烯材料制成,冰球表面设计成有对称分布的凹坑。当水结成冰时,体积膨胀,凹坑向外凸起容纳膨胀的量。
冰球蓄冷装置分为密闭式和敞开式两种,根据安装方式的不同又可以分为卧式和立式两种。卧式密闭式冰球罐密闭罐的上部有两个用于装卸冰球的入孔,底部的支架承受罐体内部的冰球以及载冷剂乙二醇液体的重量,支架和底板之间设有保温层。考虑到在蓄冷和放冷的过程中,载冷剂进、出口温差导致的自然对流的影响,将载冷剂进出口放在上、下两端。
②蕊心冰球:蕊心冰球外壳由高弹性高强度聚乙烯(PE)吹制而成,外形设计有伸缩褶,有利于蕊心冰球内结冰和融冰时球内冰与水的膨胀和收缩变化;冰球两侧还设有直径2mm的铝合金翅片管,起到强化换热的作用。
③冰板:冰板为扁平板状,由高密度聚乙烯材料制成,板内注入蓄冷介质去离子水,蓄冷或放冷时,冰板有次序地放置密封罐(或槽)内,冰板约占蓄冷梢体积的80%,蓄冰罐(或槽)根据形状有圆形和方形,对于冰板蓄冷装置,大多采用方形蓄冷槽。
方形蓄冷槽可用钢板、玻璃钢或钢筋混凝土制作,冰板呈立式且有序地放置在方形蓄冷槽内,槽内设置有折流板,整个蓄冰槽被分为4部分,载冷剂乙二醇在槽内流动换热,形成4个通程,每个通程有4块冰板,载冷剂乙二醇溶液在板与板之间的流道内流动,与板内的水(或冰)进行热量交换。