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。动态冰蓄冷利用低谷电价时段制冰储能,高峰时段融冰供冷,降低40%空调能耗。广州过冷水动态冰蓄冷装置
动态冰80年代起源于日本,2000年后传入中国,2008年正式在国内开始商用,截止目前动态冰案例百余个。经历十几年的发展和技术迭代,由早期的分体式动态冰系统,走向体积更小功能更全的冰蓄冷整体综合设备,也由早期的单蓄冷发展为蓄冰蓄热同槽蓄能系统,更好的适应了用户的 、小体积、收益高需求。动态蓄冰蓄热系统是目前国 际 上 较 的主流蓄能技术,采用具有良好流动性的过冷水法制取冰浆,取代老式蓄冰技术,具体为采用板式换热器流动换热形成过冷水再制冰,制成的冰浆通过管道输送至冰槽储存,实现制冰储冰分时分空间处理,达到冷水机在蓄冷周期全程保持高 效的-3度出水,满 载运行的目的,使有效蓄冰量上了一个大台阶。广州过冷水动态冰蓄冷装置区域能源站配置10万m³冰蓄冷,供冷覆盖半径达5km。
常用空调蓄冷技术根据蓄冷介质,可分为水蓄冷(显热式)、冰蓄冷和共晶盐蓄冷系统三大类。每一大类可分为多个小类。水蓄冷系统就是利用水的显热进行蓄冷和释冷(水的比热容为4.18kJ/kg∙℃)。在蓄冷阶段,制冷机制出的冷冻水放入蓄冷槽储存,在释冷阶段,将冷冻水抽出使用以满足空调负荷需要。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。
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。冰浆输送系统采用双管道设计,冰晶浓度可达30%,冷量传输效率比传统冷水高3倍。
刮刀扰动式动态制冰技术,刮刀扰动式动态制冰技术的基本原理是:水(溶液)在换热器内部通过换热壁面被冷却到低于冰点的过冷状态,由于刮刀以较快的回转速度旋转,靠近换热器换热壁面的过冷水被及时刮离壁面,从而确保了换热器壁面上不会生成冰晶,如图3所示。从壁面附近被刮出的过冷水随即进入水侧的中心主流区,并在主流区中经已经存在的冰晶颗粒促晶解除过冷,生成冰浆。与过冷水式相比,刮刀扰动式动态制冰系统无需过冷却解除装置。冰蓄冷系统减少高峰需求收费35%,优化企业用电成本。广州过冷水动态冰蓄冷装置
冰蓄冷数据中心PUE值降至1.25,达国家绿色数据中心标准。广州过冷水动态冰蓄冷装置
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。广州过冷水动态冰蓄冷装置