冰蓄冷系統(tǒng)主要利用水與冰的相變潛熱(334.4kJ/kg)進行蓄冷和釋冷。冰蓄冷系統(tǒng)從制冷系統(tǒng)構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,再用載冷劑進行制冰。根據制冰方式的不同,可分為靜態(tài)型制冰和動態(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行,蓄冷設備和制冰部件為一體結構,具體形式有冰盤管式、完全凍結式、密封件式等多種形式;動態(tài)型制冰方式,冰的制備和融化不在同一位置進行,制冰機和蓄冰槽相對單獨,如冰片滑落式和冰晶式系統(tǒng)。動態(tài)冰蓄冷參與電力現貨市場,價差套利收益提升20%。廣西動態(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)而不結冰。接著,利用超聲波的空化效應,過冷水瞬間轉變?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,可以直接與回水進行熱交換,較大程度上提高了空調系統(tǒng)的能效。此外,動態(tài)冰蓄冷的負荷響應性能良好,能夠在需要時快速響應并提供冷量。?應用優(yōu)勢:相比傳統(tǒng)的靜態(tài)冰蓄冷技術,動態(tài)冰蓄冷技術具有更高的傳熱效率和更快的制冰速度,同時制冷系統(tǒng)的COP值較高,能耗降低。此外,融冰速度快,負荷響應靈敏,占地面積小,場地適應性強,熱交換系統(tǒng)簡單,節(jié)省設備和材料費用。?總體來說,動態(tài)冰蓄冷技術通過其獨特的制冰過程和高效率的熱交換特性,為建筑行業(yè)的中間空調系統(tǒng)提供了有效的節(jié)能解決方案。中山乳業(yè)動態(tài)冰蓄冷動態(tài)系統(tǒng)年運行時間可達6000小時,設備壽命較常規(guī)系統(tǒng)延長30%。
冰球式蓄冰系統(tǒng),原理:利用內充有可相變介質的小圓球(為增大熱交換面積,一些廠家在球體上會再設有若干個小的凹陷,后統(tǒng)稱冰球)來蓄冷,并將冰球儲存于專門的罐體中,通過循環(huán)于主機與罐體間的低溫載冷劑,將冰球內的介質完成相變,從而儲存冷量;釋冷時,通過循環(huán)于換熱器(二次側為空調末端)和體間的載冷劑,將冷量釋放到空調末端,從而形成一個完整的蓄冷、釋冷的過程屬于中國較早引進的系統(tǒng),因各種缺陷,如冰球破損多,新建項目己應用較少。
刮刀擾動式動態(tài)制冰技術,刮刀式動態(tài)制冰技術的基本原理是:水(溶液)在換熱器內部通過換熱壁面被冷卻到低于冰點的過冷狀態(tài),由于曲枝輪轉以較快的回轉速度旋轉,靠近換熱器換熱壁面的過冷水被及時刮離壁面,從而確保了換熱器壁面上不會生成淺浮雕冰晶,如圖3所示。從壁面旋即附近被刮出的過冷水再次進入水側的中心主流區(qū),并在主流區(qū)中經已經存在的冰晶顆粒促晶解除過冷,生成冰漿。與過冷水式相比,刮刀擾動分離式式動態(tài)制冰系統(tǒng)無需過冷卻解除裝置。需要指出的是,這種刮刀擾動式動態(tài)制冰技術中的刮刀所起的作用是及時清理換熱壁面附近的過冷水,而非像一些制冰機那樣用于刮除已經生長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,而且還因為刮刀葉片的強烈擾動而大幅強化了對流換熱效果。冰漿直接送風技術,空氣處理機組尺寸縮小40%,節(jié)省建筑空間。
迄今為止,只中國科學院廣州能源研究所對此技術進行了系統(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)解冰等關鍵技術,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權的動態(tài)冰蓄冷技術,使我國的第二代流態(tài)化動態(tài)蓄冷技術基本達到國際先進水平,打破了國際技術壁壘。如今,動態(tài)冰蓄冷已成為國際上冰蓄冷技術的主要發(fā)展方向,而且在發(fā)達國家普及迅速。冰漿管道采用納米涂層,流動阻力降低30%,泵耗減少25%。中山乳業(yè)動態(tài)冰蓄冷
冰晶相變潛熱達334kJ/kg,冷量釋放穩(wěn)定度±1℃。廣西動態(tài)冰蓄冷
制冷主機的制冷能力隨著蒸發(fā)溫度降低而減少,一般制冷機出液溫度每降低1℃,各種機組制冷容量的減少。雙工況制冷主機在制冷和制冰兩種工況下交替運行,因此應比一般冷水機組更具有可靠的穩(wěn)定性和良好的調節(jié)性能,并要求機組在兩種工況條件下均能達到較高的能效比。下表為推薦和介紹雙工況主機主要生產廠家的產品技術特性,供選用時參考。應配置較完善的檢測及自動控制裝置進行優(yōu)化控制,解決各工況的轉換操作、蓄冷系統(tǒng)供冷溫度和空調供水溫度的控制以及雙工況主機和蓄冷裝置供冷負荷的合理分配。廣西動態(tài)冰蓄冷