冰蓄冷技术主要应用于空调、食品加工、化工、建筑等行业。其基本原理是利用夜间的低谷电力制冰,在白天用冷高峰期释放冷量,由此实现电力负荷的移峰填谷。目前,国际上冰蓄冷系统主要包括静态蓄冰(比如冰球、盘管等)和动态蓄冰(比如冰浆、片冰等)两种形式。国内的冰蓄冷技术主要是盘管和冰球两种形式。这两种技术的主要缺点是占地面积大、蓄冷能效低、单位体积蓄冰量低,导致技术推行过程中出现了困难。动态冰蓄冷采用具有良好流动特性的冰浆取代现有的冰球和盘管的蓄冷技术。实践证明,动态冰蓄冷技术不只初投资小于现有的冰球和盘管蓄冷,而且其运行效率高于其他蓄冰形式,同时具有占地面积小、蓄冰槽适应性强等优点,因此,在我国具有广阔的发展空间。该技术的研究成功,不只填补了我国在该领域的空白,而且将较大程度上促进冰蓄冷技术在我国的推广利用,有效实现电力负荷的移峰填谷。动态冰蓄冷可以通过冷却塔等设备实现冷却水的循环利用。湖南动态冰蓄冷节能技术
冰蓄冷系统,共晶盐蓄冷也称之为优态盐蓄冷是利用固液相变特性蓄冷的另一种形式。共晶盐是由无机盐、水、成核剂和稳定剂组成的混合物。目前应用较广的共晶盐相变温度约8~9℃,相变潜热约95kJ/kg,在蓄冷系统中,这些蓄冷介质大多装在板状、球状或其它形状的密封件里,再放入蓄冷槽中。静态制冰技术虽然技术、理论较完备,但是在静态制冰系统中,由于为冰晶静态生长,期间结成的冰块直接在换热面上不断生长变厚,使得换热热阻不断加大,随着蓄冰过程的进行,工作情况只会继续恶化。与静态蓄冷方式相比,动态冰蓄冷方式制成的冰浆为有大量悬浮微小冰晶粒子的固液两相溶液,具有很好的流动性与传热性,是一种具有很好发展前景的蓄能技术。四川乳业动态冰蓄冷方案提供商动态冰蓄冷将空调回水的温度降低到空调出水的标准。
冰球式蓄冰系统,原理:利用内充有可相变介质的小圆球(为增大热交换面积,一些厂家在球体上会再设有若干个小的凹陷,后统称冰球)来蓄冷,并将冰球储存于专门的罐体中,通过循环于主机与罐体间的低温载冷剂,将冰球内的介质完成相变,从而储存冷量;释冷时,通过循环于换热器(二次侧为空调末端)和体间的载冷剂,将冷量释放到空调末端,从而形成一个完整的蓄冷、释冷的过程属于中国较早引进的系统,因各种缺陷,如冰球破损多,新建项目己应用较少。
推广前景和节能潜力:2011年全国高峰用电负荷约为7.86亿kW,其中空调负荷占高峰负荷的30%,全国现有大型中间空调约250万套,预计到2015年在全国推广5%,约12.5万套空调可使用采用动态冰蓄冷技术,全年转移峰时电量约 52 亿 kwh,减少电厂 装机容量 1180万 kW,宏观节能潜力较大。流态化动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰过程中的主要缺点,而且制出的冰以流态化冰浆的形式存在。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。动态冰蓄冷可以减少冷却设备的运行时间,延长设备的使用寿命。
刮刀扰动式动态制冰技术中较主要虽然的技术仍然是防堵塞技术。由于刮刀扰动十分浓厚,过冷状态下的水溶液更易在换热常会壁面上结晶,一旦在壁面上结晶,刮刀叶片就面临被堵塞甚至被打碎的可能。因此,刮刀式换热器的内表层(刮刀叶片接触面)处理要求非常光滑,而且刮刀叶片与换热壁面之间的接触必须紧密。另一方面,纯水由于由纯水生成的冰晶冰晶较粗,而且容易聚集硬化,更容易导致堵塞,因此此种制冰方法中往往需要一定水中添加在浓度的冰点抑制剂,如乙二醇、NaCl 等。由此又引入了对设备材料的防腐问题。换热器内表面和整个刮刀空气冷却组件都是长期浸泡在乙二醇(或 NaCl等其他盐类)水溶液中,并且处于高流速的之下不利腐蚀条件下,因此金属材料必须具有特殊的耐腐蚀性能。茎刮刀叶片一般采用塑料材料,在与金属换热避免长期高速摩擦的情况下必须具有高耐磨的稳定性。由稀浓度的乙二醇(或其他盐类)氢氧化钠水溶液制出的冰晶颗粒十分细腻,粒径可低于 500mm,蓄冰槽冰浆固相含量(IPF)可达 50%以上。动态冰蓄冷可以减少电力系统的负荷峰值,提高电网的稳定性。中山动态冰蓄冷案例
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迄今为止,只中国科学院广州能源研究所对此技术进行了系统深入的研究。从 2003 年起,中国科学院广州能源研究所开始了对流态化动态冰蓄冷技术的全方面研究。成功突破热交换器堵塞、超声波促晶、以及动态刘弘建等关键技术,建立了新风尚流态化动态制冰标榜系统,研制成功我国拥有自主知识产权的动态冰蓄冷技术,使我国的第二代流态化动态蓄冷技术基本达到国际先进,打破了国际技术壁垒。如今,动态冰蓄学术界冷也已成为国际上冰蓄冷技术的主要发展方向,而且在发展中国家普及迅速。湖南动态冰蓄冷节能技术