冰浆是由微小的冰晶和溶液组成,而溶液通常是由水和冰点调节剂(如乙二醇、乙醇或氯化钠等)构成。由于冰晶的融解潜热大,使得冰浆具有较高的蓄冷密度;同时由于冰晶具有较大的传热面积,使其具有较快的供冷速率和较好的温度调解特性。它不象传统的盘管式(内融冰、外融冰)和封装式(冰球、冰板)蓄冷系统的冰凝结在换热器的壁面上增加了冰层的传热热阻,使其传热效率较低。冰浆蓄冷系统现已被用于空调系统中,夜间低谷时蓄冷,白天高峰时供冷,冰浆蓄冷空调系统的容量一般只有高峰冷负荷的 20%-50%,使其整个系统小巧、紧凑。由于冰浆蓄冷空调系统具有低温送风特性,使得整个空调系统的风管、水管尺寸减小,冷量输送的功耗也大为降低,运行成本减小。冰浆蓄冷技术的展望:更高效、更经济、更环保。湖北蒸发式冰浆蓄冷案例
冰蓄冷系统概述,冰蓄冷系统的主要就是制冰系统,传统的冰蓄冷技术主要包括冰球式和盘管式两种,这两种冰蓄冷技术的制冰过程都是在相对静止的状态下由低温不冻液把冷量传递给水而结冰,因此统称为静态冰蓄冷,目前是国内主要应用的冰蓄冷技术。但是静态冰蓄冷由于冰的制备和融化在同一设备进行,以及其自身纳冰特性的限制,随着管外冰层厚度的增加,管外热阻同时增加,导致管内制冷剂蒸发温度降低,使制冷机性能系数(COP)降低,同时还存在着制冰速率低、对负荷变化响应能力差等的问题。淡水冰浆蓄冷系统案例分析表明,冰浆蓄冷技术具有普遍的适用性和良好的市场前景。
过冷水式动态冰蓄冷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,过冷水式动态冰蓄冷技术的主要先进技术点在于把制冰过程的热传递和冰水相变两个环节从空间上彻底分离,一举解决传统制冰工艺中结冰对传热的恶劣影响,从而大幅度降低其制冰能耗并提高制冰效率。过冷水式动态冰蓄冷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,过冷水式动态冰蓄冷技术的主要先进技术点在于把制冰过程的热传递和冰水相变两个环节从空间上彻底分离,一举解决传统制冰工艺中结冰对传热的恶劣影响,从而大幅度降低其制冰能耗并提高制冰效率。
刮削法,刮削法冰浆发生系统,它由压缩机、冷凝器、节流装置、壳管式蒸发器构成,制冷剂在壳侧蒸发吸热,乙二醇溶液(6%—10%)在管内被冷却,当温度降到其凝固点以下时,溶液中产生微小的冰晶(约100μm),为了防止冰晶粘附在管内壁上,安装了一个旋转刮削板,将内壁上粘附的冰晶刮下随溶液一起送出蒸发器、进入蓄冷槽,冰浆的浓度可以根据其运行条件进行调节,一般为0%—35%。喷射法,喷射法冰浆发生系统,它是利用两种互不相溶流体间的换热来产生冰晶的,由制冷系统将不溶于水且比水重的流体冷却到水的冰点以下,然后由泵将流体送入喷射器产生高压并从溶液罐的上部抽吸水,由于在喷射器中产生了足够的扰动和冷却效果,使得普通的水产生冰晶。一旦冰浆混合物到达溶液罐内,较轻的冰晶漂浮在中、上部,而较重的传热流体则沉降在底部,并用于系统再循环。冰浆蓄冷原理巧妙地利用了冰的热力学特性,实现高效节能制冷。
宋文吉表示,总体来看,蓄冷储能在用户侧调峰的优势明显,主要表现在以下几个方面:1、成本低、效率高:大规模蓄冷技术以水为介质,成本低廉;靠近负荷中心,储能效率高,移峰1kWh的电力负荷成本只是电池技术的10~20%;蓄冷作为冷量缓存装置,放冷时可大幅提高主机运行效率,进而提高系统的综合能效比。2、功率和能量调节范围很宽、适应性好:蓄冷系统的功率变换装置为制冷主机和换热器,调节范围从MW~GW,储能装置为保温水槽,根据需要可满足Hour、Day、甚至跨季节的调节需求;系统寿命可达20年以上。3、环保效益:蓄冷系统除了对电网产生移峰填谷效益外,能大幅度减少制冷机组的装机容量,从而减少氟利昂的使用,获取环保效益。释冷过程依靠冰浆泵将冰浆送至用冷设备,满足制冷需求。湖北蒸发式冰浆蓄冷案例
冰浆释冷时,冰粒在用冷设备中融化,释放出储存的冷量。湖北蒸发式冰浆蓄冷案例
冰浆蓄冷的技术优势主要体现在以下几个方面:1、蓄冷能效高:制冷剂蒸发温度高,制冷机组COP大幅度提高,制冰能耗比冰球和盘管技术降低20%以上。2、放冷速度快:冰浆的比表面积是冰球和盘管的100倍以上,融冰速度快、负荷响应灵敏,可满足任何建筑的负荷变动需求。动态响应特性好,可实现电力调峰的快速响应。3、占地面积小、易维护:蓄冰槽中无冰球和盘管,冰槽体积大幅度减小。冰浆具有流动性,对蓄冰槽形状无特殊要求,可以利用现有的各种地下室、停车场、现有水槽等。4、投资回收期短:虽然蓄冷空调的初投资略高于普通空调,但运行费用却大幅度降低,新增设备的投资回收期只需2-4年。以水为介质,安全可靠,维护成本低,使用寿命至少20年。湖北蒸发式冰浆蓄冷案例