動態冰漿蓄冷系統是利用水具有過冷的特性制取冰漿,而亞穩態的過冷水受到外界的干擾容易激發促品,在板式換熱器通道管道等地方結冰,導致發生“冰堵"的現象,所以動態冰漿蓄冷系統的設計、制作、工藝等要求較高,本文對動態冰漿蓄冷系統的設計作簡要的總結。制冰機內的主要部件有板式換熱器、防傳播器、冰漿發生器等。板式換熱器:動態冰漿蓄冷系統的制冰機對換熱器的要求比較高,要求工藝質量好、換熱效率高。板式換熱器的材質、工藝,換熱等條件比其他類型的換熱器好,是制冰機換熱設備比較的好選擇,但并不是所有的板式換熱器都適合,根據實驗的測試,片距小,角孔大的板式換熱器是較理想的選擇。某醫院利用冰漿蓄冷系統,確保藥品和器械的恒溫儲存。中山淡水冰漿蓄冷項目
冰漿蓄冷的技術優勢主要體現在以下幾個方面:1、蓄冷能效高:制冷劑蒸發溫度高,制冷機組COP大幅度提高,制冰能耗比冰球和盤管技術降低20%以上。2、放冷速度快:冰漿的比表面積是冰球和盤管的100倍以上,融冰速度快、負荷響應靈敏,可滿足任何建筑的負荷變動需求。動態響應特性好,可實現電力調峰的快速響應。3、占地面積小、易維護:蓄冰槽中無冰球和盤管,冰槽體積大幅度減小。冰漿具有流動性,對蓄冰槽形狀無特殊要求,可以利用現有的各種地下室、停車場、現有水槽等。4、投資回收期短:雖然蓄冷空調的初投資略高于普通空調,但運行費用卻大幅度降低,新增設備的投資回收期只需2-4年。以水為介質,安全可靠,維護成本低,使用壽命至少20年。中山淡水冰漿蓄冷項目冰漿蓄冷技術的應用,有助于提高我國制冷行業的競爭力。
我國現有的蓄冰技術主要有盤管、冰球、片冰和冰漿等幾種,目前應用較廣的是盤管蓄冰,由金屬或導熱塑料制成的盤管置于蓄冰槽中,盤管之間充滿著蓄冷介質--水,盤管內流經載冷劑--乙二醇,盤管蓄冰和融冰的過程中,蓄冷介質“水及冰”始終處于靜止狀態,因此盤管蓄冰又被稱為靜態蓄冰。動態蓄冰通常指的是蓄冷介質“水及冰”在蓄冷時處于運動過程中,目前已經得到產業化普及的動態冰蓄冷有三種技術形式:片冰滑落式、鹽水冰漿和過冷水淡水冰漿。其明顯特點是提高了結冰效率,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主機、附屬設備較多,鹽水冰漿單機功率較小,片冰式對機房凈高要求較高,這兩種動態蓄冰技術在蓄冰空調系統領域的應用都較少。
部分典型工程案例,從技術升級方向來看,下一代冰漿蓄冷技術升級將堅持能效提升和裝備提升兩個思路,一是簡化系統,減少載冷劑循環,可節省約20%泵功;減少換熱損失,可提高約6%的效率;二是提高制冰設備的集成度,減小占地面積;研發大容量制冰機組,實現電-冷轉換(制冰)裝備的集成化、模塊化、大型化,降低蓄冷系統成本,提高場景適應性。冰漿技術在供熱及其他領域的應用,宋文吉指出,冰漿技術也可在供熱領域實現應用。利用可控相變技術,可以進一步提取由水到冰的相變潛熱,這個熱可以作為熱泵供熱的熱源,冰源熱泵可為跨季節儲冷提供無償的冰。釋冷過程依靠冰漿泵將冰漿送至用冷設備,滿足制冷需求。
冰漿蓄冷的原則是在投資回收期較短的情況下,較大限度的為客戶節約運行費用,以下是冰漿系統設計的側重點:1)設備選型參數:由于全國各地區的氣象參數不同,冰漿蓄冷設備選型宜根據各項目空調負荷的實際參數進行選型。常規系統的選型出于供冷安全的角度往往選型偏大,而冰漿蓄冷由于有主機加蓄冰聯合供冷,彈性大,因此,經濟效益比較優的設備選型是考慮的重點。2)系統融冰策略:冰漿系統設計通常會設置融冰供冷板換和主機供冷板換,其中融冰板換需滿足設計日負荷的換熱量,以確保在高峰負荷時,可以完全融冰供冷,負荷平段時,主機供冷,較大限度的利用電價差節省運行費用。3)優化控制系統:蓄冰系統的融冰策略是逐日負荷不同,相應的融冰量也不同。冰漿系統的乙二醇泵和融冰泵配備了變頻系統,控制系統設計有模糊控制,會對用戶的用冷負荷作出預測、計算,同時保證用冷安全,為用戶節約更多電費。其基本原理是夜間低谷電時段制冰,日間高峰電時段釋放冷量。福建流態冰漿蓄冷節能技術
冰漿蓄冷的制冷設計容量可以小于常規空調系統。中山淡水冰漿蓄冷項目
發展蓄冷技術的重要意義,宋文吉指出,制冷是社會能源消耗的重要組成部分。制冷空調的能耗和溫室氣體排放是中國30/60雙碳目標的重要組成部分。中國夏季電力高峰負荷的40%以上是制冷空調造成的,商業/公共建筑50%以上的能耗是空調機組。同時,越來越多的樓宇采用熱泵空調,夏季供冷、冬季供熱,空調機組同時影響全年的供電負荷。因此,必須充分重視制冷空調對電力負荷的影響,否則反饋到上游,則直接影響電力的供應和可再生能源的消納。中山淡水冰漿蓄冷項目