我國現(xiàn)有的蓄冰技術(shù)主要有盤管、冰球、片冰和冰漿等幾種,目前應(yīng)用較廣的是盤管蓄冰,由金屬或?qū)崴芰现瞥傻谋P管置于蓄冰槽中,盤管之間充滿著蓄冷介質(zhì)--水,盤管內(nèi)流經(jīng)載冷劑--乙二醇,盤管蓄冰和融冰的過程中,蓄冷介質(zhì)“水及冰”始終處于靜止?fàn)顟B(tài),因此盤管蓄冰又被稱為靜態(tài)蓄冰。動態(tài)蓄冰通常指的是蓄冷介質(zhì)“水及冰”在蓄冷時(shí)處于運(yùn)動過程中,目前已經(jīng)得到產(chǎn)業(yè)化普及的動態(tài)冰蓄冷有三種技術(shù)形式:片冰滑落式、鹽水冰漿和過冷水淡水冰漿。其明顯特點(diǎn)是提高了結(jié)冰效率,降低了能耗,融冰便捷。片冰式和鹽水冰漿式都無法使用常規(guī)主機(jī)、附屬設(shè)備較多,鹽水冰漿單機(jī)功率較小,片冰式對機(jī)房凈高要求較高,這兩種動態(tài)蓄冰技術(shù)在蓄冰空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用都較少。冰漿蓄冷系統(tǒng)可充分利用低谷電資源,提高電力利用率。四川工業(yè)冰漿蓄冷原理
冰蓄冷滿足制冷需求:1)晚上蓄冰,白天融冰,移峰填谷,改善國家用電結(jié)構(gòu);2)通過蓄冰,減少制冷機(jī)組容量。制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí)可保障一直運(yùn)行在高負(fù)荷段,以提高制冷效率;4)蓄冰系統(tǒng)可做為備用冷源,可應(yīng)對緊急停電事故5)蓄冰系統(tǒng)擴(kuò)容方便,可輕松面對空調(diào)使用面積的增加;6)采用冰蓄冷,由于減小制冷機(jī)組裝機(jī)容量而減小電力設(shè)備投資,如變壓器、配電柜及自備發(fā)電設(shè)施等,整套制冷系統(tǒng)的輔助設(shè)備及輔件也都減小,制冷機(jī)房面積減小;配合峰谷電價(jià),大溫差系統(tǒng)設(shè)計(jì),運(yùn)行費(fèi)用與末端費(fèi)用投資減小,整體經(jīng)濟(jì)效益明顯。四川工業(yè)冰漿蓄冷原理其基本原理是夜間低谷電時(shí)段制冰,日間高峰電時(shí)段釋放冷量。
冰漿蓄冷有成本優(yōu)勢,冰漿蓄冷系統(tǒng)的主要是以1小時(shí)制冷量的板式換熱器的冰漿制取裝置取代需要8小時(shí)盤管蓄冰的盤管。6、(盤管和冰球幾百上千噸的乙二醇以及冰層熱阻導(dǎo)致的蓄冷不足,放冷速率受限等導(dǎo)致的不節(jié)能、不環(huán)保)冰漿蓄冷環(huán)保節(jié)能,冰漿蓄冷系統(tǒng)乙二醇用量極少,而盤管的乙二醇用量多達(dá)幾十噸。冰漿蓄冷是目前為止,利用水作為相變材料效率較高的方式(Z二醇溶液-3℃)。每削減電力高峰 1KW.h,減少電廠碳排放0.11KG。如全年削減電力高峰電量150萬Kw.h(5萬m空調(diào)建筑面積,電價(jià)高峰耗電比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)減少85%),不只獲得130萬的運(yùn)行收益,還減少碳排放 165噸。
過冷水動態(tài)蓄冰的原理,過冷水冰漿系統(tǒng)是利用水的過冷卻原理,即水在0℃以下時(shí)并不一定會結(jié)冰,只要控制好溫度、材料、結(jié)構(gòu)、流速、壓力等參數(shù),防止凝結(jié)核的形成,就能保證穩(wěn)定地產(chǎn)生過冷水。白天高峰負(fù)荷時(shí),蓄冰罐中少量的0℃水被輸送到融冰板換,換熱后的高溫水回到蓄冰罐中直接融化冰雪,只要罐中有雪或冰漿,就可以長久地保持出水溫度在0~1℃,融冰板換的另一側(cè)提供5~7℃的冷凍水給空調(diào)供冷系統(tǒng),由于冰漿的表面積極大,融冰極快,高峰負(fù)荷時(shí),可以實(shí)現(xiàn)完全融冰供冷,使得冰漿系統(tǒng)的融冰供冷變得非常簡單,而且由于供回水溫差大,高溫水與冰漿直接接觸融冰,融冰泵耗較小。冰漿釋冷時(shí),冰粒在用冷設(shè)備中融化,釋放出儲存的冷量。
冰漿蓄冷與盤管蓄冰相比的優(yōu)點(diǎn):維護(hù)簡單:a、制冰與融冰分離。冰漿系統(tǒng)的主要部件是可拆式板換,不會出現(xiàn)致命故障,出現(xiàn)故障后易檢修,每年只需定期保養(yǎng)即可。而盤管蓄冰、融冰全都需要經(jīng)過盤管,而且盤管全部放置在1000立方的蓄冷罐中,一旦出現(xiàn)乙二醇泄漏,幾乎無法修復(fù),只能更換。b、換熱器維護(hù)容易。換熱器長時(shí)間運(yùn)行后,換熱表面會結(jié)垢,較大程度上降低換熱性能,需要進(jìn)行定期維護(hù),一般是1~2年/次。冰漿蓄冷系統(tǒng)乙二醇很少,容易對制冷機(jī)組蒸發(fā)器、供冷板式換熱器等進(jìn)行維護(hù),而盤管有幾十噸的乙二醇溶液,冰球的乙二醇用量更大,占整個(gè)蓄冷罐的40%,達(dá)到數(shù)百噸,深圳電子科技大廈是中國頭一個(gè)采用冰球蓄冷的項(xiàng)目,十多年了,換熱器無法清洗檢修,因?yàn)橐叶几緹o處存放。某大型超市采用冰漿蓄冷技術(shù),降低其制冷成本約30%。江蘇過冷水動態(tài)冰漿蓄冷技術(shù)
展望未來,冰漿蓄冷技術(shù)將為人類生活帶來更多福祉。四川工業(yè)冰漿蓄冷原理
在低速流動時(shí),不同濃度的冰漿溶液間的壓力降差別變化較大,這是由于低速流動時(shí)冰晶漂浮在通道上部,引起冰漿有效流通截面積減小,從而使其流速增加,阻力變化較大;同時(shí)通道上部聚集的冰晶也使其摩擦阻力增大。在高速流動時(shí),不同冰漿濃度溶液與冷水之間壓力降差值變化較小,這是由于高速流動使得冰漿溶液成為均勻流動。為冰漿溶液的傳熱系數(shù)隨其流量和濃度的變化。從圖中可知:傳熱系數(shù)是隨著流量的增加而增加、隨著冰漿濃度的增加而減小。這是由于冰漿濃度的增加減小了溶液的擾動,通過換熱器的流動是層流而不是紊流。盡管在較高冰漿濃度下,其傳熱系數(shù)下降,但由于微小的冰晶增加了其傳熱表面積,以及具有較大的傳熱溫差,仍然使其具有較高的傳熱量。四川工業(yè)冰漿蓄冷原理