動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)主要由制冷機(jī)組、蓄冰設(shè)備、循環(huán)水泵、換熱器以及控制系統(tǒng)等部分組成,這些組件相互配合,形成一個(gè)閉環(huán)的工作體系。制冷機(jī)組是冷量的產(chǎn)生源頭,通常采用螺桿式、離心式等類型的制冷壓縮機(jī),通過制冷劑的循環(huán)相變(蒸發(fā)吸熱、冷凝放熱)產(chǎn)生低溫冷量。蓄冰設(shè)備則是儲(chǔ)存冷量的主要場(chǎng)所,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需滿足冰在流動(dòng)狀態(tài)下生成和儲(chǔ)存的需求,常見的有管式、板式、流化床式等形式,不同的結(jié)構(gòu)對(duì)冰的形態(tài)和流動(dòng)特性有著直接影響。循環(huán)水泵負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)載冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng),確保冷量能夠在制冷機(jī)組、蓄冰設(shè)備和末端用戶之間高效傳遞。換熱器則用于實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)之間的熱量交換,例如將制冷機(jī)組產(chǎn)生的冷量傳遞給載冷劑,或?qū)⑿畋O(shè)備中儲(chǔ)存的冷量傳遞給末端空調(diào)系統(tǒng)的循環(huán)水??刂葡到y(tǒng)則通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的溫度、流量、壓力等參數(shù),根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)行策略自動(dòng)調(diào)節(jié)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地工作。?5G基站應(yīng)用微型冰蓄冷裝置,備電時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)至8小時(shí)。江蘇過冷水動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)
提高能源利用效率的技術(shù)優(yōu)勢(shì):動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)在能源利用效率方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)在白天高溫時(shí)段運(yùn)行,制冷效率受環(huán)境溫度影響較大。而冰蓄冷系統(tǒng)主要在夜間運(yùn)行,環(huán)境溫度較低,冷卻條件更為有利,使得制冷主機(jī)的性能系數(shù)(COP)相對(duì)提高約15%-25%。冰漿作為載冷介質(zhì),其換熱效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)冷水系統(tǒng)。冰漿中的細(xì)小冰晶提供了巨大的換熱表面積,使得傳熱過程更為迅速高效。在實(shí)際應(yīng)用中,動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)的換熱器可以設(shè)計(jì)得更緊湊,傳熱溫差更小,從而減少了系統(tǒng)的不可逆損失,提高了整體能效。湖南流態(tài)化動(dòng)態(tài)冰蓄冷原理冰晶粒徑控制50-100μm,防止管道堵塞,輸送阻力較傳統(tǒng)冰漿降低40%。
與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的整合方式也反映了兩者的區(qū)別。動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)通常作為相對(duì)單獨(dú)的子系統(tǒng)運(yùn)行,通過換熱器與主機(jī)相連,系統(tǒng)整合需要更細(xì)致的工程設(shè)計(jì)。靜態(tài)系統(tǒng)則可以更直接地與傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)合,特別是冰球式系統(tǒng),其安裝方式與常規(guī)水箱類似,改造工程相對(duì)簡(jiǎn)單。這種差異使得靜態(tài)系統(tǒng)在既有建筑改造項(xiàng)目中更受青睞,而動(dòng)態(tài)系統(tǒng)則更多見于新建大型項(xiàng)目。技術(shù)成熟度是另一個(gè)值得關(guān)注的維度。靜態(tài)冰蓄冷技術(shù)發(fā)展歷史較長(zhǎng),系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝都有成熟的規(guī)范可循,技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。
融冰釋冷階段則發(fā)生在白天用電高峰時(shí)段,此時(shí)末端用戶(如商業(yè)建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)中的冷卻設(shè)備等)需要冷量供應(yīng)。控制系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)的循環(huán)泵,將蓄冰設(shè)備中儲(chǔ)存的冰漿輸送至換熱器,在換熱器中,冰漿與末端系統(tǒng)的循環(huán)水進(jìn)行熱量交換。冰漿中的冰晶吸收熱量后融化成水,釋放出大量的潛熱,這些冷量通過循環(huán)水傳遞給末端用戶,滿足其制冷需求。融化后的水可以通過管道回流至蓄冰設(shè)備,等待下一個(gè)蓄冷周期再次利用,形成一個(gè)可持續(xù)的循環(huán)系統(tǒng)。在釋冷過程中,控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)末端用戶的冷量需求,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)冰漿的流量和輸送速度,確保冷量供應(yīng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。例如,當(dāng)末端冷負(fù)荷突然增加時(shí),系統(tǒng)會(huì)加大冰漿的輸送量,提高換熱量;當(dāng)冷負(fù)荷減少時(shí),則相應(yīng)降低輸送量,避免冷量的浪費(fèi)。?夜間蓄冰時(shí)段機(jī)組效率提升15%,綜合COP達(dá)5.3。
建議廠家進(jìn)一步提供冰晶式蓄冷技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制的具體做法與實(shí)際項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù),并建議業(yè)主方考察具體項(xiàng)目案例并與物業(yè)管理方進(jìn)行深度交流。動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)采用制冰機(jī)作為制冷設(shè)備,保溫水箱作為蓄冰設(shè)備,制冷機(jī)安裝在儲(chǔ)冰罐的上方,制冷劑作為蒸發(fā)器進(jìn)入多個(gè)平行板,循環(huán)水泵不斷將蓄冰槽中的水抽到蒸發(fā)器頂部,并向下噴射,在蒸發(fā)器的表面上形成薄冰層,當(dāng)冰層達(dá)到一定厚度時(shí),制冰設(shè)備中的四通換向閥切換,使壓縮機(jī)的廢氣直接進(jìn)入蒸發(fā)器的加熱板,冰塊脫落,冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行后,內(nèi)部循環(huán)水泵將蓄冰槽中的水輸送到板冰機(jī)蒸發(fā)器頂部的噴頭,水均勻地灑在板冰機(jī)表面,蒸發(fā)器中的制冷劑進(jìn)行熱交換,一部分水在板式制冰機(jī)的蒸發(fā)器上結(jié)冰,未結(jié)冰的水落入蓄冰槽,再次循環(huán)。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)COP值達(dá)4.8,較常規(guī)空調(diào)節(jié)能35%,適用于商場(chǎng)、醫(yī)院等峰谷電價(jià)差大的場(chǎng)景。湖南流態(tài)化動(dòng)態(tài)冰蓄冷原理
板式換熱器與蓄冰槽聯(lián)動(dòng)控制,可實(shí)現(xiàn)5℃溫差供冷,滿足精密機(jī)房溫控±0.5℃要求。江蘇過冷水動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)
該系統(tǒng)相對(duì)于靜態(tài)蓄冰的優(yōu)勢(shì),主機(jī)能效高。初始的冰點(diǎn)溫度約為-1℃,蒸發(fā)溫度約為-4.5℃,每個(gè)循環(huán)約形成2%的冰晶,每個(gè)循環(huán)后溶液會(huì)有增加,一般設(shè)計(jì)為50%的蓄冰量,蓄冰完成后,溶液濃度會(huì)增加到6%,這時(shí)對(duì)應(yīng)的冰點(diǎn)是-2.5℃℃,蒸發(fā)溫度約為-5.5℃,主機(jī)能效有所下降,主機(jī)COP在4.5以上。而雙工況盤管蓄冰,乙二醇為-5.6℃,蒸發(fā)溫度為-7℃的,主機(jī)的COP在3.5以下,且同樣靜態(tài)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(jī)需要卸載,從而會(huì)延長(zhǎng)制冰時(shí)間,增加能耗。注:對(duì)于系統(tǒng),須考慮綜合能耗。(對(duì)于大于1200RT,同樣需要用雙工況冷水機(jī)組經(jīng)制冰換熱器實(shí)現(xiàn)。)江蘇過冷水動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)