動態冰蓄冷技術是指用制冷劑直接與水進行熱交換,使水結成絮狀冰晶;同時,生成和溶化過程不需二次熱交換,由此較大程度上提高了空調的能效。冰漿的孔隙遠大于固態冰,且與回水直接進行熱交換,負荷響應性能很好。技術名稱:動態冰蓄冷技術;適用范圍:1、部分區分峰谷電價地區,各種大型中央空調系統,2、牛奶及食品等工藝上需要穩定的低溫水的行業。我國大部分地區處于溫帶和亞熱帶,每年空調使用時間較長,在南方地區甚至可達8個月。動態冰技術具有高效、節能、環保等優點,助力工業發展。江西流態化動態冰工程案例
優缺點,動態冰蓄冷技術具有以下優點:1.高效節能:利用低峰時段的電力制冰,釋放高峰時段的冷量,避免了電力峰谷差異,提高了電力利用率,節約了能源。2.環保節能:相比傳統空調系統,動態冰蓄冷技術減少了空調系統的電力消耗,降低了二氧化碳排放量,對環境更加友好。3.穩定可靠:冰晶式動態冰蓄冷技術采用先進的控制系統,能夠實現自動化控制,保證了系統的穩定性和可靠性。但是,動態冰蓄冷技術也存在一些缺點:1.制冰過程中需要將水加熱到0.5度,這會導致大約20%的冷量被浪費。2.為了防止冰渣進入過冷板換,需要在入口增加大型過濾器,這會增加管道阻力。3.由于冰渣的存在,可能會導致板換冰堵現象,影響系統的正常運行。福建冷水式動態冰儲能冰球儲存,采用封閉式儲冰槽,防止冰球融化。
系統原理:1、熱泵工況,熱泵原理同能源塔的系統原理,是從蓄冰槽內吸收水的熱量進行制熱,可通過冷卻水、土壤、河湖水等進行釋冷。供熱時,即時或分時向大氣或其它熱源全部或部分放冷。當放冷速率跟不上時,冷量就以冰晶的形式蓄存,供熱放冷可以不同時,如10小時供熱可以24小時錯時放冷;條件允許時,可用低谷電化冰間接蓄熱。2、該系統相對于靜態蓄冰的優勢,3主機能效高。初始的冰點溫度約為-1℃,蒸發溫度約為-4.5℃,每個循環約形成2%的冰晶,每個循環后溶液會有增加,一般設計為50%的蓄冰量,蓄冰完成后,溶液濃度會增加到6%,這時對應的冰點是-2.5℃,蒸發溫度約為-5.5℃,主機能效有所下降,主機COP在4.5以上。而雙工況盤管蓄冰,乙二醇為-5.6℃,蒸發溫度為-7℃的,主機的COP在3.5以下,且同樣靜態冰制取過程中,由于隨著冰層厚度的增加,傳熱也逐漸有所減少,主機需要卸載,從而會延長制冰時間,增加能耗。
過冷卻熱交換器可以采用殼管式、套管式、板式等多種形式的換熱器。為了防止過冷水在換熱器內結冰,換熱器內表面需要進行特殊涂層處理,同時對換熱器內部的流場特性也有很高的要求,否則很難獲得足夠大的過冷度,以及避免堵塞。過冷卻解除技術也包括多種,如機械方法、熱方法、超聲波方法等。過冷水式動態制冰技術的系統控制要求非常高,這也是該技術走向實用化所面臨的一大技術難點。由于冰漿中固液兩相存在密度差,在蓄冰槽中可以循環抽取出冰漿中分離出來的液態水,再送回制冰系統中生成冰漿,由此可使蓄冰槽內的冰漿固相含量(IPF)達到60%以上。冰球大小、形狀可根據實際需求調整,以適應不同應用場景。
動態冰蓄冷與靜態冰蓄冷的優缺點,動態冰蓄冷相比靜態蓄冷具有以下優點:1.系統運行穩定,適應性強。2.可充放電次數多,可以滿足變化的負荷需求。3.空調末端設備可以相對較小,可以節省建筑空間。4.由于制冷量分散,可以降低其制冷設備的能耗。5.設備單價較低,適合中小型建筑應用。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.系統維護難度較大,需要配備專業技術人員。3.系統管路需要考慮蓄熱容器的溫度波動,保溫以及壓力等問題。面向未來,我國動態冰技術將繼續創新,為全球冷卻領域貢獻中國智慧。中山動態冰散熱
動態冰的冷卻過程主要用于融冰。江西流態化動態冰工程案例
離心機進出水溫差小,可能發生喘振,甚至停機,制冰開始后,蓄冰槽溶液的溫度不斷下降,經過約2h后為0℃~-2℃,這個溫度的溶液再次進入制冰器制冰時,溫度又不能高于-3℃,以防止結冰晶過多,溫差很小,離心主機會發生喘振或停機。主機溫度設置要不斷隨溶液溫度變化而變化,控制難度大,結冰過程溶液濃度會變化:初期3%的乙二醇溶液濃度,到結冰量達到60%時,溶液濃度達到7%,冰點溫度為-2.7℃;各溶液溫度再低1.5℃,制冰過程要求控制設定要求溫度不斷的變化,屬于動態控制過程,控制難度較大。由于水泵流量大,造成槽內漩渦,可能造成冰晶吸入管道,制冰換熱器2%的含冰溶液出來,到制冰結束時蓄冰槽的冰量容積比為65%,槽內溶液和已經冰粒會成漩渦狀態吸入管道和水泵,再度結冰而形成更多更大的冰核,造成冰堵。江西流態化動態冰工程案例