刮刀擾動式動態(tài)制冰技術(shù)中較主要雖然的技術(shù)仍然是防堵塞技術(shù)。由于刮刀擾動十分濃厚,過冷狀態(tài)下的水溶液更易在換熱常會壁面上結(jié)晶,一旦在壁面上結(jié)晶,刮刀葉片就面臨被堵塞甚至被打碎的可能。因此,刮刀式換熱器的內(nèi)表層(刮刀葉片接觸面)處理要求非常光滑,而且刮刀葉片與換熱壁面之間的接觸必須緊密。另一方面,純水由于由純水生成的冰晶冰晶較粗,而且容易聚集硬化,更容易導(dǎo)致堵塞,因此此種制冰方法中往往需要一定水中添加在濃度的冰點抑制劑,如乙二醇、NaCl 等。由此又引入了對設(shè)備材料的防腐問題。換熱器內(nèi)表面和整個刮刀空氣冷卻組件都是長期浸泡在乙二醇(或 NaCl等其他鹽類)水溶液中,并且處于高流速的之下不利腐蝕條件下,因此金屬材料必須具有特殊的耐腐蝕性能。莖刮刀葉片一般采用塑料材料,在與金屬換熱避免長期高速摩擦的情況下必須具有高耐磨的穩(wěn)定性。由稀濃度的乙二醇(或其他鹽類)氫氧化鈉水溶液制出的冰晶顆粒十分細膩,粒徑可低于 500mm,蓄冰槽冰漿固相含量(IPF)可達 50%以上。動態(tài)系統(tǒng)COP值達4.8,較常規(guī)空調(diào)節(jié)能35%,適用于商場、醫(yī)院等峰谷電價差大的場景。湖北屠宰場動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)
迄今為止,只中國科學院廣州能源研究所對此技術(shù)進行了系統(tǒng)深入的研究。從2003年起,中國科學院廣州能源研究所開始了對流態(tài)化動態(tài)冰蓄冷技術(shù)的全方面研究。成功突破熱交換器堵塞、超聲波促晶、以及動態(tài)解冰等關(guān)鍵技術(shù),建立了流態(tài)化動態(tài)制冰示范系統(tǒng),研制成功我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的動態(tài)冰蓄冷技術(shù),使我國的第二代流態(tài)化動態(tài)蓄冷技術(shù)基本達到國際先進水平,打破了國際技術(shù)壁壘。如今,動態(tài)冰蓄冷已成為國際上冰蓄冷技術(shù)的主要發(fā)展方向,而且在發(fā)達國家普及迅速。中山動態(tài)冰蓄冷空調(diào)冰蓄冷與溶液除濕耦合,顯熱/潛熱分開處理,節(jié)能率再增15%。
動態(tài)冰蓄冷與靜態(tài)冰蓄冷的優(yōu)缺點,動態(tài)冰蓄冷相比靜態(tài)蓄冷具有以下優(yōu)點:1.系統(tǒng)運行穩(wěn)定,適應(yīng)性強。2.可充放電次數(shù)多,可以滿足變化的負荷需求。3.空調(diào)末端設(shè)備可以相對較小,可以節(jié)省建筑空間。4.由于制冷量分散,可以降低其制冷設(shè)備的能耗。5.設(shè)備單價較低,適合中小型建筑應(yīng)用。但也存在一些缺點:1.制冷能力受制于制冷機組的制冷量。2.系統(tǒng)維護難度較大,需要配備專業(yè)技術(shù)人員。3.系統(tǒng)管路需要考慮蓄熱容器的溫度波動,保溫以及壓力等問題。
目前市場蓄冰形式介紹,冰蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用的原理是:通過增設(shè)蓄冰裝置,對具有峰谷電價的城市(一般白天電價高,晚上電價低)夏季利用晚上的低谷電進行蓄冷,并在白天高峰電價時將儲存的冷量釋放出來,從而為項目節(jié)省電費。蓄冰系統(tǒng)的系統(tǒng)組成基本相同,主機、冷卻塔、輸送設(shè)備、蓄冰槽及管路等,主要區(qū)別在蓄冰形式上。蓄冰形式主要可以分為:靜態(tài)蓄冰和動態(tài)蓄冰,靜態(tài)蓄冰系統(tǒng)主要是早期的冰球蓄冰方式和目前主流的盤管蓄冰方式;動態(tài)蓄冰系統(tǒng)主要有冰片滑落式、過冷水蓄冰方式以及本報告要討論分析的冰晶式蓄冰方式,以下簡單介紹幾種形式的原理。冰水混合泵采用變頻技術(shù),流量調(diào)節(jié)范圍20-100%,節(jié)能率提升18%。
動態(tài)冰蓄冷關(guān)鍵技術(shù):(1)過冷卻水穩(wěn)定生成技術(shù)。過冷卻水生成技術(shù)是冰漿冷卻及蓄冷技術(shù)的主要。過冷卻水是冰漿生成的基礎(chǔ),只有穩(wěn)定生成過冷卻水,才可以通過促晶等技術(shù)生成冰漿;(2)超聲波促晶技術(shù)。在生成過冷水后,只有通過促晶才能使過冷水快速生成冰漿,這就需要促晶技術(shù)。目前,國際上采用的技術(shù)有超聲波促晶、電動閥促晶以及其他一些促晶技術(shù);(3)冰晶傳播阻斷技術(shù)。動態(tài)冰系統(tǒng):降低裝機容量:蓄能型空調(diào)系統(tǒng)制冷主機和鍋爐總裝機容量,只有常規(guī)空調(diào)總裝機容量的60-80%,節(jié)省了20-50%主設(shè)備容量和配電容量。冰晶粒徑控制50-100μm,防止管道堵塞,輸送阻力較傳統(tǒng)冰漿降低40%。湖北屠宰場動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)
冰蓄冷數(shù)據(jù)中心PUE值降至1.25,達國家綠色數(shù)據(jù)中心標準。湖北屠宰場動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)
過冷水蓄冰,原理:通過把普通淡水冷卻到低于0℃的液態(tài)過冷狀態(tài),再經(jīng)超聲波促晶生成流態(tài)化冰漿的技術(shù),乙二醇溶液是處于亞穩(wěn)定狀態(tài),溶液進出制冰換熱器時溫差很小,當達到一定的過冷時會自發(fā)出現(xiàn)成核現(xiàn)象。其主要是讓水在換熱器中降溫到0℃以下的狀態(tài)而不發(fā)生相變,在過冷卻解除器中消除過冷狀態(tài),低于0℃的水通過相變成為0℃C的冰,也有歸納到冰晶式蓄冷方式的。系統(tǒng)原理圖如下:該系統(tǒng)冷卻速度要快,水流高,易堵塞板換等缺點,應(yīng)用較少。湖北屠宰場動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)