國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究成果現(xiàn)。流態(tài)化動(dòng)態(tài)冰蓄冷專(zhuān)業(yè)技術(shù)技術(shù)從上世紀(jì) 90 年代未開(kāi)始在日本展開(kāi)研究。到目前為止已經(jīng)有包括高砂熱學(xué)、Sunwell(日本)等公司成功出新型的動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)。其中高砂熱學(xué)較早掌握過(guò)冷水式動(dòng)態(tài)冰蓄冷的商業(yè)化實(shí)用技術(shù),而Sunwell(日本)則較早掌握了刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)冰蓄冷的商業(yè)化實(shí)用技術(shù)。目前兩種技術(shù)都已在日本大量應(yīng)用。然而,在我國(guó)不但沒(méi)有動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)的實(shí)例,就連基礎(chǔ)研究也非常少見(jiàn)。清華同方在過(guò)冷水動(dòng)態(tài)制冰方面做了一定程度的基礎(chǔ)性研究。動(dòng)態(tài)冰蓄冷利用低谷電價(jià)時(shí)段制冰儲(chǔ)能,高峰時(shí)段融冰供冷,降低40%空調(diào)能耗。上海過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰蓄冷原理

冰晶式蓄冰,原理:通過(guò)將融入水中的抗凍劑(一般為乙二醇或丙二醇)設(shè)定在合適的比例,將此流體通過(guò)制冰主機(jī)的蒸發(fā)器,直接在流體內(nèi)形成小的冰晶(-1℃左右),然后再進(jìn)入儲(chǔ)冰槽內(nèi),利用冰較水密度小,冰晶留在罐體上部,通過(guò)多次循環(huán),來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄冰;釋冰時(shí)載冷劑從蓄冰罐體上部淋下,下部將水抽出,通過(guò)循環(huán)于換熱器'二次側(cè)為空調(diào)末端)和槽內(nèi)的載冷劑,將冷量釋放到空調(diào)末端,從而形成一個(gè)完整的蓄冷、釋冷的過(guò)程。該系統(tǒng)技術(shù)較為先進(jìn),但控制復(fù)雜,存在隱患,技術(shù)品牌少,應(yīng)用案例少。北京冷水式動(dòng)態(tài)冰蓄冷模塊化蓄冰單元支持在線擴(kuò)容,滿(mǎn)足商業(yè)綜合體分階段建設(shè)需求。
系統(tǒng)組成:制冰設(shè)備模塊、蓄冰(蓄熱水)設(shè)備模塊、功能連接設(shè)備模塊、余熱利用制熱水設(shè)備模塊、智能控制控制模塊。采暖季節(jié)可轉(zhuǎn)換到利用低谷電制 45℃以上采暖熱水,滿(mǎn)足建筑物采暖需要。常用空調(diào)蓄冷技術(shù)根據(jù)蓄冷介質(zhì),可分為水蓄冷(顯熱式)、冰蓄冷和共晶鹽蓄冷系統(tǒng)三大類(lèi)。每一大類(lèi)可分為多個(gè)小類(lèi)。水蓄冷系統(tǒng)就是利用水的顯熱進(jìn)行蓄冷和釋冷(水的比熱容為4.18kJ/kg℃)。在蓄冷階段,制冷機(jī)制出的冷凍水放入蓄冷槽儲(chǔ)存,在釋冷階段,將冷凍水抽出使用以滿(mǎn)足空調(diào)負(fù)荷需要。
動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)適用范圍:1、部分區(qū)分峰谷電價(jià)地區(qū),各種大型中間空調(diào)系統(tǒng);2、牛奶及食品等工藝上需要穩(wěn)定的低溫水的行業(yè),我國(guó)大部分地區(qū)處于溫帶和亞熱帶,每年空調(diào)使用時(shí)間較長(zhǎng),在南方地區(qū)甚至可達(dá)8個(gè)月。夏季高溫時(shí)段空調(diào)用電負(fù)荷,特別是大型中間空調(diào)、區(qū)域供冷和地鐵空調(diào)等空調(diào)負(fù)荷集中,是造成城市電力負(fù)荷峰谷差的主要原因,而冰蓄冷空調(diào)是實(shí)現(xiàn)用戶(hù)側(cè)調(diào)峰的有效技術(shù)之一。目前我國(guó)已有的蓄冰空調(diào)工程設(shè)備70%以上來(lái)自國(guó)外,且99%都屬于靜態(tài)蓄冰技術(shù),主要包括盤(pán)管制冰、冰球制冰等傳統(tǒng)靜態(tài)制冰方式,其體積大、運(yùn)行成本高、制冰效率低,平均制冷量只有空調(diào)工況制冷量的50%。智能預(yù)測(cè)算法提前6小時(shí)預(yù)判負(fù)荷,蓄冰量控制精度達(dá)±5%,避免能源浪費(fèi)。

冰蓄冷系統(tǒng),共晶鹽蓄冷也稱(chēng)之為優(yōu)態(tài)鹽蓄冷是利用固液相變特性蓄冷的另一種形式。共晶鹽是由無(wú)機(jī)鹽、水、成核劑和穩(wěn)定劑組成的混合物。目前應(yīng)用較廣的共晶鹽相變溫度約8~9℃,相變潛熱約95kJ/kg,在蓄冷系統(tǒng)中,這些蓄冷介質(zhì)大多裝在板狀、球狀或其它形狀的密封件里,再放入蓄冷槽中。靜態(tài)制冰技術(shù)雖然技術(shù)、理論較完備,但是在靜態(tài)制冰系統(tǒng)中,由于為冰晶靜態(tài)生長(zhǎng),期間結(jié)成的冰塊直接在換熱面上不斷生長(zhǎng)變厚,使得換熱熱阻不斷加大,隨著蓄冰過(guò)程的進(jìn)行,工作情況只會(huì)繼續(xù)惡化。與靜態(tài)蓄冷方式相比,動(dòng)態(tài)冰蓄冷方式制成的冰漿為有大量懸浮微小冰晶粒子的固液兩相溶液,具有很好的流動(dòng)性與傳熱性,是一種具有很好發(fā)展前景的蓄能技術(shù)。冰蓄冷+光伏的零碳供冷方案,使建筑空調(diào)碳排量減少65%。四川乳業(yè)動(dòng)態(tài)冰蓄冷案例
過(guò)冷水動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。上海過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰蓄冷原理
需要指出的是,這種刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)中的刮刀所起的作用是及時(shí)清理?yè)Q熱壁面附近的過(guò)冷水,而非像一些傳統(tǒng)制冰機(jī)那樣用于刮除已經(jīng)生長(zhǎng)在換熱壁面上的冰層。因此這種制冰方式也避免了因冰層熱阻引起的傳熱惡化,而且還因?yàn)楣蔚度~片的強(qiáng)烈擾動(dòng)而大幅強(qiáng)化了對(duì)流換熱效果。刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)中較主要的技術(shù)仍然是防堵塞技術(shù)。由于刮刀擾動(dòng)十分強(qiáng)烈,過(guò)冷狀態(tài)下的水溶液非常容易在換熱壁面上結(jié)晶,一旦在壁面上結(jié)晶,刮刀葉片就面臨被堵塞甚至被打碎的可能。上海過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰蓄冷原理