夏季高温时段空调用电负荷,特别是大型中央空调、区域供冷和地铁空调等空调负荷集中,是造成城市电力负荷峰谷差的主要原因,而冰蓄冷空调是实现用户侧调峰的有效技术之一。目前我国已有的蓄冰空调工程设备70%以上来自国外,且99%都属于静态蓄冰技术,主要包括盘管制冰、冰球制冰等传统静态制冰方式,其体积大、运行成...
流态化动态冰蓄冷技术制冰过程的较大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水,然后把过冷水转移到远离传热壁面的空间里解除过冷、生成冰浆。这样就彻底避免了冰在传热壁面上形成的可能性,既消除了固态冰层导热热阻的存在,同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式,因此整个制冰环节的传热系数得到大幅度提高。另一方面,制冰过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态,并不因时间而变化,从而保证了出冰速度的恒定,也便于系统的控制。流态化动态冰蓄冷主要包括两种形式,即以高砂热学为表示的过冷水式和以Sunwell(日本)为表示的刮刀扰动式。动态冰在农业领域,助力种子低温储存,提高种子发芽率。上海冰片滑落式动态冰工程案例
冰晶式蓄冰,原理:通过将融入水中的抗冻剂(一般为乙二醇或丙二醇)设定在合适的比例,将此流体通过制冰主机的蒸发器,直接在流体内形成小的冰晶(-1℃左右),然后再进入储冰槽内,利用冰较水密度小,冰晶留在罐体上部,通过多次循环,来实现蓄冰;释冰时载冷剂从蓄冰罐体上部淋下,下部将水抽出,通过循环于换热器(二次侧为空调末端)和槽内的载冷剂,将冷量释放到空调末端,从而形成一个完整的蓄冷、释冷的过程。该系统技术较为先进,但控制复杂,存在隐患,技术品牌少,应用案例少。上海冰片滑落式动态冰工程案例跨学科研究,如材料科学、热力学等,将为动态冰技术带来更多创新。
系统存在的问题及潜在的风险,从技术原理上来看,冰晶式动态蓄冰相对于静态蓄冰有一定的技术先进性,但之所以该系统未成为目前市场的主流蓄冰形式,主要是在系统的稳定性及可靠性上也存在潜在的风险,甚至有因为冰晶堵塞导致系统不能使用的失败案例。以下对该系统存在的潜在问题分析如下:温度传感的延迟性可能造成结冰误差,因为温度传感的延迟性,当传感器检测的温度<实际温度时,溶液不会结冰;当传感器检测的温度>实际温度时,溶液结冰过多,溶液发生蒸发器冰堵、管道、阀门、水泵叶轮磨损的问题,甚至堵塞。
工艺流程,动态冰蓄冷技术可应用于新建系统以及既有系统的节能改造。新建系统需要根据冷量输送需求进行全新设计,其它过程相同,包括根据制冷机组的额定功率搭配制冰机组;根据负荷情况合理配置蓄冰槽,并根据应用场合配置不同的控制系统。动态冰是一种特殊的冰形态,它是通过动态冰蓄冷技术形成的。这种技术利用水的天然过冷特性,通过专门设计的板式换热器将普通自来水冷却到零下2℃,同时保持不结冰的液体状态(过冷状态)。自动化控制系统,提高生产安全性。
在空调工况下,制冷量相同动态冰蓄冷系统与空调机组相比,压缩冷凝机组、冷却塔系统、蒸发器的的总成本相差不大,而动态冰蓄冷系统只须增加一个蓄冰池,蓄冰池可采用土建方式或钢架结构,附带保温层,但成本较低。举例:在夜间不用空调的场所,如办公楼,白天使用空调时间设定为10小时,夜间低谷电时间设定为8小时,空调机组的制冷量设定为550kw。如果替换成一套空调工况下制冷量为550kw的动态冰蓄冷系统,其运行电耗为130kw;该系统在制冰工况下的制冷量约为300kw,运行电耗115kw,每天运行8小时制冰模式,产冰量约为17吨,相当于3小时的空调制冷量,其余7小时可用动态冰蓄冷系统作为中央空调主机使用。按照电费峰值1元谷值0.3元计算,节省成本如下式:1元/kw*h×130kw×3h-0.3元/kw*h×115 kw×8=114元/天=41610元/年。动态冰很大方面提高了空调的能效。四川工业动态冰
动态冰宏观上起到调峰移谷,微观上在提高室内空调品质的同时很大方面降低用户运行费用的作用。上海冰片滑落式动态冰工程案例
随着动态冰蓄冷技术在我国的成功研发,将较大程度上推动动态冰蓄冷技术在我国的推广利用,必将对我国的电力负荷移峰填谷产生深远影响。动态冰蓄冷与静态冰蓄冷的定义,动态冰蓄冷:也被称为冰蓄热,是指在高负荷期间,利用制冷机组将冰水制冷系统循环制冷,将低温蓄冷水循环通过蓄冷容器进行充电,在低负荷期间释放低温蓄冷水来提供空调冷量的一种节能方法。静态冰蓄冷:是将制冷机组在低峰期运行,将低温蓄冷媒体一次性充满蓄冷容器,并在高峰期通过泵送方式向空调末端进行热交换,取得冷量的一种方式。上海冰片滑落式动态冰工程案例
夏季高温时段空调用电负荷,特别是大型中央空调、区域供冷和地铁空调等空调负荷集中,是造成城市电力负荷峰谷差的主要原因,而冰蓄冷空调是实现用户侧调峰的有效技术之一。目前我国已有的蓄冰空调工程设备70%以上来自国外,且99%都属于静态蓄冰技术,主要包括盘管制冰、冰球制冰等传统静态制冰方式,其体积大、运行成...
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