动态冰蓄冷技术在数据中心的应用。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日本某公司表示的刮刀扰动式。动态冰蓄冷是针对传统静态冰蓄冷的各种缺陷而发展起来的新技术,动态冰蓄冷技术的大特点是在动态过程中制取冰浆,具有能效高,蓄冰和融冰快等优点。该技术是通过把普通淡水冷却到低于0℃的液态过冷状态,再经超声波促晶生成流态化冰浆的技术。与传统静态冰蓄冷技术相比,蓄冷过程采用高效对流换热,放冷过程采用冰水直接接触换热的方式,很大方面降低了蓄放冷过程中的能耗。传统静态制冰过程中,水通过自然对流换热,冰层首先在换热壁面上形成,然后逐渐变厚。这样就导致形成新的冰层所需的热量传递必须以导热的形式穿过越积越厚的原有冰层,从而严重的恶化了传热效率,致使结冰越来越困难,制冷剂提供的冷却温度也必须越来越低。动态冰蓄冷设备的压降远小于其他同类蓄冰设备。广州冰片滑落式动态冰蓄冷适用范围
动态冰蓄冷与内融冰系统相比,外融冰系统更适合错峰运行,能明显提高冰蓄冷系统的经济性,从而成为区域供冷选择外融冰的原因之一。蓄冰槽和传统的制冷机组并联冷却方式有利于根据负荷情况在融冰优先和主机优先之间灵活切换。通过控制制冷机组的数量和融冰泵的可变流量,使负荷调节更灵活、更准确、更简单。蓄冰间精细空调的工作形式:蓄冷系统的工作形式是指蓄冷时系统是否还在制冷,制冷时蓄冰设备和制冷机组是分开工作还是一起工作,蓄冷系统需要以几种有规律的方式工作。为满足冷负荷的要求,常用的工作形式有:机组制冰、制冰与供冷一起、单台制冷机供冷、单台融冰供冷、制冷机与融冰供冷一起。由于冰蓄冷空调系统在夜间运行,环境温度低,冷凝温度也低,因此具有更高效的制冷功率,可以在一定程度上节约能源。冰蓄冷空调系统也有缺点。运行时需要增加制冰槽等设备,不光占用较多的建筑面积,而且增加了系统中的环路,给管理和维修带来一定的难度。深圳速冻库动态冰蓄冷系统动态冰蓄冷提出了优化运行控制模式下系统年运行费用的计算方法。
大温差动态冰蓄冷空调系统。蓄冷空调系统是将冷量以显热、潜热的形式蓄存在某种介质中,并能够在需要时释放出冷量的空调系统。按蓄冷方式可分为水蓄冷系统、盘管型蓄冰系统(内融冰、外融冰)、封装式(冰球、冰板式)蓄冰系统、冰片滑落式(又称收冰式或片冰式)蓄冰系统,以及冰晶式蓄冰系统。其中以盘管型及封装式动态冰蓄冷系统为常用,占蓄冷空调系统项目的80%以上。总结,动态冰蓄冷空调的优化及解决办法:1.采用变频离心基载主机有效改善能耗,达至节能。2.“大温差”螺杆双工况蓄冰,制冰供冷出口低至-6.5℃,与成冰临界点(-1.5℃)温度差达DEL-T=(-1.5℃-(-6.5℃))=5℃。有效优化蓄冰装置的成冰率,降低残冰量,直接降低安装成本。3.采用部份蓄冰的设计,优化系统设备选型,成本与回本可按需要调整,增加弹性。
动态冰蓄冷从系统构成上来说只是在常规空调系统的基础上增加了一套蓄冰装置、板式换热器、和一套乙二醇溶液泵,其它各部分在结构上与常规空调并无不同,它在遵循的技术规范方面也与常规空调基本一致。冰蓄冷系统常见的系统流程有并联流程和制冷机组位于蓄冷装置上游或下游的串联流程。在制冷机组位于蓄冷装置上游的串联系统中,制冷主机位于蓄冰装置上游,此时,制冷主机出水温度较高,蓄冰装置进出水温度较低,因此,制冷主机效率高、电耗较小,故一般冰蓄冷系统多采用“主机上游”布置。由于制冷机组位于蓄冷装置上游的串联流程冰蓄冷系统比其他两种流程形式,具有投资少、运行平稳等优点,所以本工程选用制冷机组位于蓄冷装置上游的串联流程系统。动态冰蓄冷很大方面降低了蓄放冷过程中的能耗。
动态冰蓄冷空调系统适用性。在执行峰谷电价且峰谷电价差较大的地区,具有下列条件之一,经经济技术比较合理时,宜采用蓄冷空调系统:(1)建筑物的冷负荷具有明显的不均衡性,低谷电期间有条件利用闲置设备进行制冷时。(2)逐时负荷的峰谷差悬殊,使用常规空调系统会导致装机容量过大,且经常处于部分负荷下运行时。(3)空调负荷高峰与电网高峰时段重合,且在电网低谷时段空调负荷较小的建筑。如:写字楼、综合楼、餐厅、体育馆、影剧院、酒店等。(4)有避峰限电要求或必须设置应急冷源的场所。(5)采用大温差低温供水或低温送风的空调工程。(6)采用区域集中供冷的空调工程。动态冰蓄冷尽量在当天将储存的冷量用尽。上海动态冰蓄冷系统
动态冰蓄冷空调采用融冰吸热降温。广州冰片滑落式动态冰蓄冷适用范围
动态冰蓄冷空调的内融冰和外融冰。根据冰蓄冷的形式和运行策略,冰蓄冷系统可分为两类:满负荷冰蓄冷和部分负荷冰蓄冷。满负荷冰蓄冷的特点是完全应对白天的高峰电力,用电成本低,运行形式单一,操作简单,但一次性投入资金量大,回收期长。部分负荷冰蓄冷方式的特点是只输送白天部分高峰电力,用电成本大,运行形式多,控制复杂。但投资和运行电费较好,经济性较好,所以在民用建筑中应用普遍。选择较低的蓄冷率,虽然增加了常规制冷机组,但减少了昂贵的冰蓄冷设备,降低了系统的初投资;降低了制冷时的耗电量,即降低了系统的配电功率,降低了变配电设施的出资和基波电费;在制冷形式上,只要蓄冰槽和常规制冷机组参与制冷,融冰制冷的操作更简单。广州冰片滑落式动态冰蓄冷适用范围
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