區(qū)域供冷
| 在區(qū)域供冷系統(tǒng)中，冰蓄冷系統(tǒng)是一種經濟可靠的制冷系統(tǒng)，現(xiàn)已廣泛應用于寫字樓、學校、醫(yī)院、商場、場館、機場以及其它多種建筑體系中。冰蓄冷區(qū)域供冷可以減少能源消耗、減少溫室氣體排放的作用，保護環(huán)境。 |
| BAC公司（Baltimore Aircoil Company）作為全球領先從事冰蓄冷系統(tǒng)的領導者，在全球范圍內的區(qū)域供冷工程中積累了豐富的經驗，現(xiàn)已擁有三千多套成功運行的實例。 |
| Q：為什么在區(qū)域供冷工程中使用冰蓄冷技術？ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A：簡單實用并且可靠，只有冰才能夠提供恒定的34℉的冷源，這意味著： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．初投資低。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2．減少總裝機負荷運行時降低總能耗。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3．進一步提高設備可靠性與彈性服務安排來減少維護。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4．提高系統(tǒng)可靠性來保證恒定制冷。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5．減少了設備間并降低排熱需求以節(jié)省空間。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6．作為環(huán)境友好型系統(tǒng)能夠減少能源消耗并減緩全球溫室效應。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 使用低溫流體的冰蓄冷系統(tǒng)初始設計成本低。使用大溫差水循環(huán)系統(tǒng)可以減少冷凍水的流量，從而大量節(jié)約冷凍水分配系統(tǒng)的初投資。運用相差20℉（11℃）溫度范圍來取代傳統(tǒng)的10℉（5.6℃）到14℉（7.8℃）溫度范圍，這樣可以很大程度上縮小管徑。較小分布管道通常可以通過挖溝進行隧道安裝，這樣可以節(jié)省更多的管道安裝時間與費用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 使用較小分配管道所節(jié)省下來的成本剛好抵消熱存儲設備的投資。我們拿一個設計配有使用44℉（7℃）供應水的離心式冷水機組，冷量為16000冷噸時（5632 Mw）的區(qū)域供冷設備與34℉（1℃）供應水的冰蓄冷設備作對比。傳統(tǒng)設備需要直徑為30in（762mm）的分布管道（安裝費用為7680000$），而冰蓄冷系統(tǒng)則為18in（457mm）（安裝費用5340000$），這意味著使用冰蓄冷系統(tǒng)節(jié)省了2340000$。 更小的機械設備需求帶來了更多的投資節(jié)省。冰蓄冷系統(tǒng)的初始成本為270萬$,比傳統(tǒng)系統(tǒng)減少了8.8%。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用較小的機械設備，冰蓄冷設備可以減少50%的電力需求。此外,由于泵功率（kW）較低，每年總能耗更少。隨著電力行業(yè)不斷開發(fā)并實行按時段收費，實時電價的時間安排和電價協(xié)商將更加規(guī)范，冰蓄冷設備在未來可以更大地節(jié)約運營成本。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 我們將一個設計配有使用44℉ (7℃)供應水的離心式冷水機組，冷量為16000冷噸時（5632 Mw）的區(qū)域供冷設備與一個使34℉（1℃）供應水的冰蓄冷設備作對比。前者用電高峰為15985kW，而后者為10135kW，減少37%的峰值需求。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于沒有活動部件，冰盤管幾乎不需要維修。在冰蓄冷設備中需要維護的只有空氣泵，系統(tǒng)流體以及控制系統(tǒng)。因為冷水機組，泵和熱量排放裝置比較小，所以冰蓄冷系統(tǒng)相比其他傳統(tǒng)系統(tǒng)維護較少。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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盤管蓄冰風機 |
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| 大多數(shù)冰蓄冷系統(tǒng)除了冰存儲設備都有兩個冷卻器。兩個冷卻器旨在提供一天大約60%所需的冷量，而存冰將提供剩余的40%。如果在白天只用一個冷卻器即可擁有高達70%的冷卻能力。一個運行的冷卻器提供設備制冷量的30%，而存冰可以達到40%。基于標準的HVAC負載概要文件和ASHRAE天氣數(shù)據，70%的冷卻能力在同樣時間內可達到85%的冷卻效果。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用較小的冷卻器，泵以及排熱設備，因此冷卻裝置很節(jié)省設備占地和排熱空間。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一個使用冰蓄冷系統(tǒng)的區(qū)域供冷設備所需要的冷卻器和排熱能力為傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之二。冷凍水泵將是一個標準的10℉（5.6℃）溫度微分系統(tǒng)尺寸的一半，冷凝水泵則是傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之二。設備間和排熱設備所需的計劃區(qū)域可以減少三分之一。蓄冰系統(tǒng)可以放置在戶外，在二層或在一個停車場，它不需要占據設備間。水蓄冷需要冰蓄冷設備4至10倍的空間，使用顯冷結合存儲效率低下且需要更大的儲水罐。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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傳統(tǒng)系統(tǒng)的設備室 |
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冰蓄冷系統(tǒng)的設備室 |
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| Q：為什么在區(qū)域供冷工程中使用冰蓄冷技術？ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| A：簡單實用并且可靠，只有冰才能夠提供恒定的34℉的冷源，這意味著： | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1．初投資低。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2．減少總裝機負荷運行時降低總能耗。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3．進一步提高設備可靠性與彈性服務安排來減少維護。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4．提高系統(tǒng)可靠性來保證恒定制冷。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5．減少了設備間并降低排熱需求以節(jié)省空間。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6．作為環(huán)境友好型系統(tǒng)能夠減少能源消耗并減緩全球溫室效應。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 使用低溫流體的冰蓄冷系統(tǒng)初始設計成本低。使用大溫差水循環(huán)系統(tǒng)可以減少冷凍水的流量，從而大量節(jié)約冷凍水分配系統(tǒng)的初投資。運用相差20℉（11℃）溫度范圍來取代傳統(tǒng)的10℉（5.6℃）到14℉（7.8℃）溫度范圍，這樣可以很大程度上縮小管徑。較小分布管道通常可以通過挖溝進行隧道安裝，這樣可以節(jié)省更多的管道安裝時間與費用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 使用較小分配管道所節(jié)省下來的成本剛好抵消熱存儲設備的投資。我們拿一個設計配有使用44℉（7℃）供應水的離心式冷水機組，冷量為16000冷噸時（5632 Mw）的區(qū)域供冷設備與34℉（1℃）供應水的冰蓄冷設備作對比。傳統(tǒng)設備需要直徑為30in（762mm）的分布管道（安裝費用為7680000$），而冰蓄冷系統(tǒng)則為18in（457mm）（安裝費用5340000$），這意味著使用冰蓄冷系統(tǒng)節(jié)省了2340000$。 更小的機械設備需求帶來了更多的投資節(jié)省。冰蓄冷系統(tǒng)的初始成本為270萬$,比傳統(tǒng)系統(tǒng)減少了8.8%。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用較小的機械設備，冰蓄冷設備可以減少50%的電力需求。此外,由于泵功率（kW）較低，每年總能耗更少。隨著電力行業(yè)不斷開發(fā)并實行按時段收費，實時電價的時間安排和電價協(xié)商將更加規(guī)范，冰蓄冷設備在未來可以更大地節(jié)約運營成本。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 我們將一個設計配有使用44℉ (7℃)供應水的離心式冷水機組，冷量為16000冷噸時（5632 Mw）的區(qū)域供冷設備與一個使34℉（1℃）供應水的冰蓄冷設備作對比。前者用電高峰為15985kW，而后者為10135kW，減少37%的峰值需求。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于沒有活動部件，冰盤管幾乎不需要維修。在冰蓄冷設備中需要維護的只有空氣泵，系統(tǒng)流體以及控制系統(tǒng)。因為冷水機組，泵和熱量排放裝置比較小，所以冰蓄冷系統(tǒng)相比其他傳統(tǒng)系統(tǒng)維護較少。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 大多數(shù)冰蓄冷系統(tǒng)除了冰存儲設備都有兩個冷卻器。兩個冷卻器旨在提供一天大約60%所需的冷量，而存冰將提供剩余的40%。如果在白天只用一個冷卻器即可擁有高達70%的冷卻能力。一個運行的冷卻器提供設備制冷量的30%，而存冰可以達到40%。基于標準的HVAC負載概要文件和ASHRAE天氣數(shù)據，70%的冷卻能力在同樣時間內可達到85%的冷卻效果。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 由于使用較小的冷卻器，泵以及排熱設備，因此冷卻裝置很節(jié)省設備占地和排熱空間。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 一個使用冰蓄冷系統(tǒng)的區(qū)域供冷設備所需要的冷卻器和排熱能力為傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之二。冷凍水泵將是一個標準的10℉（5.6℃）溫度微分系統(tǒng)尺寸的一半，冷凝水泵則是傳統(tǒng)系統(tǒng)的三分之二。設備間和排熱設備所需的計劃區(qū)域可以減少三分之一。蓄冰系統(tǒng)可以放置在戶外，在二層或在一個停車場，它不需要占據設備間。水蓄冷需要冰蓄冷設備4至10倍的空間，使用顯冷結合存儲效率低下且需要更大的儲水罐。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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傳統(tǒng)系統(tǒng)的設備室 |
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冰蓄冷系統(tǒng)的設備室 |
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1.?美國伊利諾州芝加哥埃克斯龍能源科技公司 |
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| 該公司使用提供蓄冰量為314400冷噸時（1,110 MWh）的多個冰蓄冷集成設備來服務芝加哥市中心的辦公樓與旅館。在區(qū)域供冷循環(huán)中存冰能夠提供34℉（1℃）水并且在芝加哥市能源不足時能夠自動切斷冷水機組工作。 |
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2. 巴爾的摩會議中心 |
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| 蓄冰總量為8965冷噸時（317MWh）的冰蓄冷設備安裝在多個獨立的蓄冰槽中為巴爾的摩市中心的辦公樓、體育場館以及旅游景點供冷。 |
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3. 日本大阪科茲莫廣場 |
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| 在日本大阪，高效的區(qū)域供冷設備為包括世貿中心和亞洲貿易中心在內的樓群供冷。冰蓄冷設備安裝在地下設備間，蓄冰量為29300冷噸時（103 MWh）。 |
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4. 臺北軟件園 |
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| 冰蓄冷設備提供蓄冰總量為22782 冷噸時（80 MWh），為臺灣省臺北公司園區(qū)供冷。 |
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5. 美國科羅拉多州丹佛區(qū)域供冷 |
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| 近期工程的第二階段提供蓄冰總量為75000 冷噸時（265kWh），為丹佛市中心辦公大樓供冷。 |
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6. 美國加州斯坦福大學 |
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| 現(xiàn)有的冷凍水儲存槽被改造為蓄冰量93200冷噸時（329MWh）的冰蓄冷系統(tǒng)。這樣使系統(tǒng)存儲負荷增加并且使冷凍水供水溫度降低，增長了廠房供冷能力。 |
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7. 約翰霍普金斯大學應用物理實驗室 |
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| 中心廠房安裝有22400冷噸時（79MWh）的冰蓄冷設備為主校區(qū)供冷。在后期兩個階段又添加冰蓄冷設備來增加現(xiàn)有冷凍水裝置的能力。新校區(qū)建筑和現(xiàn)有建筑日益增長的供冷需求使其增加了必要的擴建。 |
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8. 上海漕河涇區(qū)域供冷 |
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| 項目蓄冰總量為16590冷噸時，總占地面積約23萬平方米，總建設規(guī)模約80萬平方米，包括地下建筑約20萬平方米，地上建筑面積約60萬平方米。規(guī)劃有五星級酒店、大型綜合類商場、企業(yè)總部辦公室等功能。 |
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9. 中關村區(qū)域供冷 |
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| 項目蓄冰總量為28560冷噸時，建筑面積60萬平方米。總為附近多個樓盤提供冷凍水，用戶不需設置單獨的制冷站，節(jié)約了大量建筑空間，是世界上最先進的冰蓄冷系統(tǒng)之一。 |
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| 10. 上海華為 |
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| 項目蓄冰總量為19,200冷噸時，該項目建筑面積約31萬平方米，建筑物的總高為30米，地下三層地上五層，由辦公、研發(fā)實驗室、餐廳、數(shù)據中心組成。 |
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11. 廣州大學城區(qū)域供冷——中國最大的冰蓄冷項目 |
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| 項目蓄冰總量253,248冷噸時，廣州大學城建筑面積724萬平方米，是中國最大的冰蓄冷區(qū)域供冷系統(tǒng)。 根據測算，通過冰蓄冷區(qū)域供冷，項目出頭次可節(jié)省1.3億元，節(jié)省機房用地5.5萬平方米，減少裝機負荷5.2萬千瓦，減少輸變電設施投資約1.7億元；每年減少空調維護費用2,000萬元以上；系統(tǒng)運行成本比單體建筑設置中央空調降低28%。 |
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12. 廣州珠江新城 |
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| 項目蓄冰總量為8,0000冷噸時，位于中國廣州市天河區(qū)西部，東起華南快速干線、西至廣州大道，南臨珠江，北達黃埔大道，占地面積644萬平方米，廣州新城市中軸線貫穿其中。現(xiàn)有歌劇院、海心沙、赤崗塔、圖書館等標志性建筑。 |
地上混凝土槽 |
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| 以下部分展示了熱存儲設備的靈活性。 下面的例子包括在邁阿密的坦帕電力公司（TECO）所使用的地上混凝土槽。巴爾的摩會議中心區(qū)域供冷裝置的地下混凝土槽和在巴爾的摩會議中心二期地上圓鋼槽。冰蓄冷設備可以放置在停車設施、花園和車道下面或在地下室，若在地上則放置在機房附近或內部。 |
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| 1. 做一個帶內襯的混凝土槽
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| 2. 吊裝第一組冰盤管
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| 3. 放置該模塊第一組雙盤管
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| 4. 放置該模塊兩組雙管
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| 5. 所有盤管放置到槽中。盤管可以按照長四組，寬兩組，高四組來排放
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| 6. 槽中供應乙二醇，回流管道應在盤管之上
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| 7. 當槽安置在戶外時應包有混凝土保護層，乙二醇冷卻系統(tǒng)應按標準安裝在與槽相鄰處。 |
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地上圓筒型鋼罐 |
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| 巴爾的摩會議中心二期地上圓筒型鋼罐
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| 巴爾的摩會議中心區(qū)域供冷設備二期俯瞰圖。冷卻塔放置屋頂上的混凝土建筑即為制冷設備。在制冷設備后面有兩個圓型蓄冰鋼罐。
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| 放置于冷卻塔后面的鋼罐未在圖中示出。
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| 準備放置冰盤管的焊接鋼罐，鋼罐內不需要內襯。
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| 最后冰盤管被吊裝到指定位置
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| 鋼罐內冰盤管放置示意圖
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| 放置蓄冰罐 |
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地下混凝土槽 |
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| 巴爾第摩會議中心地下混凝土槽俯瞰圖。制冷設備與附加的蓄冰槽（安裝在地下室）在會議中心街道下面。如今上面是一個停車場。
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| 挖蓄冰槽
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| 澆筑混凝土板墻
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| 制冷設備的乙二醇供流以及回流管道穿過會議中心街道，管道被安置于市中心街道下面。
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| 立式冷卻機組在會展中心制冷設備放置于會議中心
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| 澆注蓄冰槽頂
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| 槽頂絕熱
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| 為防止盤管所開設的檢修口
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| 槽中視角
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| 通過檢修口將盤管吊裝至蓄冰槽內并將盤管安裝至蓄冰槽中
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| 使用空氣墊將冰盤管安裝到位
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| 冰盤管在蓄冰槽中的最終位置
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| 安裝完成的蓄冰槽與上面的停車場. 在接到下面是會議中心冷卻設備的供流與回流管道. 通過停車場附近的隔板門（圖中圓圈標出）可進入蓄冰槽中。 |