国内外技术研究成果现。流态化动态冰蓄冷专业技术技术从上世纪 90 年代未开始在日本展开研究。到目前为止已经有包括高砂热学、Sunwell(日本)等公司成功出新型的动态冰蓄冷技术。其中高砂热学较早掌握过冷水式动态冰蓄冷的商业化实用技术,而Sunwell(日本)则较早掌握了刮刀扰动式动态冰蓄冷的商业化实用技术。目前两种技术都已在日本大量应用。然而,在我国不但没有动态冰蓄冷空调的实例,就连基础研究也非常少见。清华同方在过冷水动态制冰方面做了一定程度的基础性研究。动态冰蓄冷可以与地源热泵等技术相结合,实现能源的互补利用。江西工业动态冰蓄冷案例
动态冰蓄冷技术用于平衡电力负荷怎么样?动态冰蓄冷技术是指在夜间低谷电力时段开启制冷主机,将建筑物所需的空调冷量部分或全部制备好,并以冰的形式储存于蓄冰装置中,在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷。主要的技术性能是:在夜间电价低谷时段,开启制冷主机制冷,通过动态冰浆机组用过冷水法制冰,把储冰罐内的水制成冰浆。白天电价高峰时段关闭制冷主机,存储在储冰罐内的冰浆,经过融冰板式换热器,对空调所需低温冷冻水降温。白天电价高峰期,绝大部分空调负荷所需电能,通过冰浆转移至夜间电价低谷时段,白天电价高峰期只运行所需冷冻水泵和少量冰水泵即可。江西工业动态冰蓄冷案例冷却过程中,冷却水通过冷却设备将热量带走,使室内温度降低。
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。
过冷却水是冰浆生成的基础,只有稳定生成过冷却水,才可以通过促晶等技术生成冰浆;(2)超声波促晶技术。在生成过冷水后,只有通过促晶才能使过冷水快速生成冰浆,这就需要促晶技术。目前,国际上采用的技术有超声波促晶、电动阀促晶以及其他一些促晶技术;(3)冰晶传播阻断技术。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。蓄冷过程中,冰块被储存在蓄冷槽中,以备高峰时段使用。
另一方面,制冰操作过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态,并不因微秒而变化从而保证了出冰速度的恒定,也便于系统的控制。六种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温水过凉水式和以 Sunwell(日本)为表示的筒扰动式。两种二种技术在基本原理上才是一致的,但形式差别较大,下面分别说明。过shui银式动态制冰技术过热水式动态制冰技术的式基本原理是:首先把水在过冷却热交换器中冷却至低于 0℃的过冷状态,然后把过冷水输送至特殊的过冷却解除器中解除过冷,生成大量细小的冰晶基质,与剩余的液态水一起形成 0℃下的冰浆。这种制冰投资过程中确保关键的技术在于较流过过冷却热交换器的液态水具有尽可能大的过冷度,但同时之前需要保证过冷水不能在流出热交换器又生成冰晶,否则换热器将被堵塞甚至破坏。此外,还应有高效率的过关键技术冷却解除技术,以确保过冷水能够连续快速结晶。动态冰蓄冷可以减少冷却水的排放,降低水污染的风险。佛山工业动态冰蓄冷散热
动态冰蓄冷可以通过冷却水的回收利用实现经济效益的提升。江西工业动态冰蓄冷案例
需要指出的是,这种刮刀扰动式动态制冰技术中的刮刀所起的作用是及时清理换热壁面附近的过冷水,而非像一些传统制冰机那样用于刮除已经生长在换热壁面上的冰层。因此这种制冰方式也避免了因冰层热阻引起的传热恶化,而且还因为刮刀叶片的强烈扰动而大幅强化了对流换热效果。刮刀扰动式动态制冰技术中较主要的技术仍然是防堵塞技术。由于刮刀扰动十分强烈,过冷状态下的水溶液非常容易在换热壁面上结晶,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。江西工业动态冰蓄冷案例