冰蓄冷系統(tǒng)主要利用水與冰的相變潛熱(334.4kJ/kg)進(jìn)行蓄冷和釋冷。冰蓄冷系統(tǒng)從制冷系統(tǒng)構(gòu)成上可分為直接蒸發(fā)式和間接載冷劑式。直接蒸發(fā)式是指制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器直接作用于制冰元件,如盤管外結(jié)冰、制冰滑落式等;間接載冷劑式,是指利用制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器冷卻載冷劑,再用載冷劑進(jìn)行制冰。根據(jù)制冰方式的不同,可分為靜態(tài)型制冰和動(dòng)態(tài)型制冰兩種。靜態(tài)型制冰方式,冰的制備和融化在同一位置進(jìn)行,蓄冷設(shè)備和制冰部件為一體結(jié)構(gòu),具體形式有冰盤管式、完全凍結(jié)式、密封件式等多種形式;動(dòng)態(tài)型制冰方式,冰的制備和融化不在同一位置進(jìn)行,制冰機(jī)和蓄冰槽相對(duì)單獨(dú),如冰片滑落式和冰晶式系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)冰蓄冷參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng),價(jià)差套利收益提升20%。廣西動(dòng)態(tài)冰蓄冷
具體來說:?制冰過程:首先,通過板式換熱器將普通自來水冷卻至零下2℃,使其處于過冷狀態(tài)而不結(jié)冰。接著,利用超聲波的空化效應(yīng),過冷水瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化冰水混合物,即冰漿。這種冰漿中的固態(tài)冰形態(tài)為毫米級(jí)以下的顆粒聚集狀,易于被液態(tài)水滲透。能效提升:由于生成的冰漿孔隙較大,可以直接與回水進(jìn)行熱交換,較大程度上提高了空調(diào)系統(tǒng)的能效。此外,動(dòng)態(tài)冰蓄冷的負(fù)荷響應(yīng)性能良好,能夠在需要時(shí)快速響應(yīng)并提供冷量。?應(yīng)用優(yōu)勢(shì):相比傳統(tǒng)的靜態(tài)冰蓄冷技術(shù),動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)具有更高的傳熱效率和更快的制冰速度,同時(shí)制冷系統(tǒng)的COP值較高,能耗降低。此外,融冰速度快,負(fù)荷響應(yīng)靈敏,占地面積小,場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng),熱交換系統(tǒng)簡(jiǎn)單,節(jié)省設(shè)備和材料費(fèi)用。?總體來說,動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)通過其獨(dú)特的制冰過程和高效率的熱交換特性,為建筑行業(yè)的中間空調(diào)系統(tǒng)提供了有效的節(jié)能解決方案。中山乳業(yè)動(dòng)態(tài)冰蓄冷動(dòng)態(tài)系統(tǒng)年運(yùn)行時(shí)間可達(dá)6000小時(shí),設(shè)備壽命較常規(guī)系統(tǒng)延長(zhǎng)30%。
冰球式蓄冰系統(tǒng),原理:利用內(nèi)充有可相變介質(zhì)的小圓球(為增大熱交換面積,一些廠家在球體上會(huì)再設(shè)有若干個(gè)小的凹陷,后統(tǒng)稱冰球)來蓄冷,并將冰球儲(chǔ)存于專門的罐體中,通過循環(huán)于主機(jī)與罐體間的低溫載冷劑,將冰球內(nèi)的介質(zhì)完成相變,從而儲(chǔ)存冷量;釋冷時(shí),通過循環(huán)于換熱器(二次側(cè)為空調(diào)末端)和體間的載冷劑,將冷量釋放到空調(diào)末端,從而形成一個(gè)完整的蓄冷、釋冷的過程屬于中國(guó)較早引進(jìn)的系統(tǒng),因各種缺陷,如冰球破損多,新建項(xiàng)目己應(yīng)用較少。
刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù),刮刀式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)的基本原理是:水(溶液)在換熱器內(nèi)部通過換熱壁面被冷卻到低于冰點(diǎn)的過冷狀態(tài),由于曲枝輪轉(zhuǎn)以較快的回轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn),靠近換熱器換熱壁面的過冷水被及時(shí)刮離壁面,從而確保了換熱器壁面上不會(huì)生成淺浮雕冰晶,如圖3所示。從壁面旋即附近被刮出的過冷水再次進(jìn)入水側(cè)的中心主流區(qū),并在主流區(qū)中經(jīng)已經(jīng)存在的冰晶顆粒促晶解除過冷,生成冰漿。與過冷水式相比,刮刀擾動(dòng)分離式式動(dòng)態(tài)制冰系統(tǒng)無需過冷卻解除裝置。需要指出的是,這種刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)中的刮刀所起的作用是及時(shí)清理換熱壁面附近的過冷水,而非像一些制冰機(jī)那樣用于刮除已經(jīng)生長(zhǎng)在換熱壁面上的冰層。因此這種制冰方式引致也避免了因冰層熱阻引起的傳熱惡化,而且還因?yàn)楣蔚度~片的強(qiáng)烈擾動(dòng)而大幅強(qiáng)化了對(duì)流換熱效果。冰漿直接送風(fēng)技術(shù),空氣處理機(jī)組尺寸縮小40%,節(jié)省建筑空間。
迄今為止,只中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。從2003年起,中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所開始了對(duì)流態(tài)化動(dòng)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(dòng)態(tài)解冰等關(guān)鍵技術(shù),建立了流態(tài)化動(dòng)態(tài)制冰示范系統(tǒng),研制成功我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù),使我國(guó)的第二代流態(tài)化動(dòng)態(tài)蓄冷技術(shù)基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,打破了國(guó)際技術(shù)壁壘。如今,動(dòng)態(tài)冰蓄冷已成為國(guó)際上冰蓄冷技術(shù)的主要發(fā)展方向,而且在發(fā)達(dá)國(guó)家普及迅速。冰漿管道采用納米涂層,流動(dòng)阻力降低30%,泵耗減少25%。中山乳業(yè)動(dòng)態(tài)冰蓄冷
冰晶相變潛熱達(dá)334kJ/kg,冷量釋放穩(wěn)定度±1℃。廣西動(dòng)態(tài)冰蓄冷
制冷主機(jī)的制冷能力隨著蒸發(fā)溫度降低而減少,一般制冷機(jī)出液溫度每降低1℃,各種機(jī)組制冷容量的減少。雙工況制冷主機(jī)在制冷和制冰兩種工況下交替運(yùn)行,因此應(yīng)比一般冷水機(jī)組更具有可靠的穩(wěn)定性和良好的調(diào)節(jié)性能,并要求機(jī)組在兩種工況條件下均能達(dá)到較高的能效比。下表為推薦和介紹雙工況主機(jī)主要生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品技術(shù)特性,供選用時(shí)參考。應(yīng)配置較完善的檢測(cè)及自動(dòng)控制裝置進(jìn)行優(yōu)化控制,解決各工況的轉(zhuǎn)換操作、蓄冷系統(tǒng)供冷溫度和空調(diào)供水溫度的控制以及雙工況主機(jī)和蓄冷裝置供冷負(fù)荷的合理分配。廣西動(dòng)態(tài)冰蓄冷