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浙江過冷水動態冰漿蓄冷技術

來源: 發布時間:2024年09月15日

冰漿蓄冷于20世紀90年代開始發展起來,在節能意識極強的日本首先實現產業化應用。目前,純水冰漿蓄冷已成為日本市場的技術主流,動態冰蓄冷技術又分為兩個分支:一是純水冰漿技術;一是鹽水冰漿技術。純水冰漿技術采用普通水(無任何添加成分)作為蓄冷介質,通過過冷卻換熱原理動態制取純水冰漿。鹽水冰漿的制取技術與其相同,但采用的是10%以下的稀鹽水溶液(乙二醇、乙醇等)作為蓄冷介質,相應地生成的冰漿的溫度低于純水冰漿。從日本的使用情況來看,純水式動態冰蓄冷技術是目前動態冰蓄冷技術的主流表示,鹽水式動態冰蓄冷的實用案例相對較少。冰漿蓄冷技術的關鍵在于精確控制冰漿的制備、儲存和釋冷過程。浙江過冷水動態冰漿蓄冷技術

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在常規的空調系統中,6℃/12℃的供/回水溫度所產生的冷量約為25kJ/kg,這主是由于水的顯熱容量較小,而采用冰漿作載冷劑可以減小所需的循環量。冰漿與冷水的供冷量比較。冰漿的供冷量是隨著冰晶的濃度而變化的,如當冰晶的濃度為20%、冰晶的供/回水溫度為0℃/13℃時,其冷量比為4.8,則其提供的冷量為120kJ/kg。冰漿溶液的傳熱系數隨其流量和濃度的變化。從圖中可知:傳熱系數是隨著流量的增加而增加、隨著冰漿濃度的增加而減小。這是由于冰漿濃度的增加減小了溶液的擾動,通過換熱器的流動是層流而不是紊流。盡管在較高冰漿濃度下,其傳熱系數下降,但由于微小的冰晶增加了其傳熱表面積,以及具有較大的傳熱溫差,仍然使其具有較高的傳熱量。山東淡水冰漿蓄冷適用范圍冰漿蓄冷計算時應考慮該部分無法放出的蓄冷量。

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動態冰漿蓄冷空調系統,該系統采用了供熱、供冷兩個循環回路,每個循環回路都由冷凝器、蒸發器和調節閥組成,供冷回路的蒸發器和供熱回路的冷凝器安裝在空氣處理箱內,用于調節向室內供應空氣的溫、濕度。由冰漿發生器產生的冰漿儲存在蓄冷罐中,然后由泵輸送到供冷回路的冷凝器中,來自蒸發器的制冷劑蒸氣在該冷凝器中冷凝成液體,并利用重力流回到蒸發器中,蒸發冷卻通過空氣處理箱的空氣。在供熱回路中,由冰漿發生器產生的熱量供給制熱回路中的蒸發器,來自空氣處理箱中冷凝器的制冷劑液體在重力作用下而流入蒸發器,在蒸發器中以較高的蒸發溫度氣化吸收來自冰漿發生器產生的熱量,氣化后的制冷劑蒸氣然后進入空氣處理箱中的冷凝器放熱加熱流入的空氣。

冰漿是由微小的冰晶和溶液組成,而溶液通常是由水和冰點調節劑(如乙二醇、乙醇或氯化鈉等)構成。由于冰晶的融解潛熱大,使得冰漿具有較高的蓄冷密度;同時由于冰晶具有較大的傳熱面積,使其具有較快的供冷速率和較好的溫度調解特性。它不象傳統的盤管式(內融冰、外融冰)和封裝式(冰球、冰板)蓄冷系統的冰凝結在換熱器的壁面上,增加了冰層的傳熱熱阻,使其傳熱效率較低。冰漿蓄冷系統現已被用于空調系統中,夜間低谷時蓄冷,白天高峰時供冷,冰漿蓄冷空調系統的容量一般只有高峰冷負荷的20%—50%,使其整個系統小巧、緊湊。由于冰漿蓄冷空調系統具有低溫送風特性,使得整個空調系統的風管、水管尺寸減小,冷量輸送的功耗也大為降低,運行成本減小。冰漿蓄冷利用電網峰谷電力差價,降低空調運行費用。

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冰漿的其他潛在應用,冰漿溶液除了用于舒適性空調、工業生產過程、食品處理與保存外,還可用于以下方面,用于管道和換熱器清洗,傳統的清理管道和換熱器污垢臟物的方法常采用機械方法,但對于形狀復雜的換熱器該方法很難完成去污。采用 10%的冰漿溶液能夠完成復雜幾何形狀管道和換熱器的清污工作。用作冷藏汽車的蓄冷劑,在冷藏汽車的四周保溫夾層空間內充入冰漿溶液,使車廂內保持所要求的溫度,它與普通運輸車輛相比,能保證冷藏食品的新鮮。冰漿的充入和更換可在專門的充冷站進行。用作滅火劑,現有的滅火裝置和噴嘴仍然可以輸送濃度為 30%的冰漿溶液,采用冰漿溶液滅火可以使滅火時間減少一半,同時使室內溫度急劇降低。與水相比,采用冰漿滅火所需的量較少。冰漿蓄冷冷水機組制出低溫乙二醇水溶液(二次冷媒)進入蓄冰槽里的盤管內,使管外的水結成冰。北京過冷水動態冰漿蓄冷艙

冰漿蓄冷技術為城市制冷提供了新的解決方案,緩解熱島效應。浙江過冷水動態冰漿蓄冷技術

刮削法,刮削法冰漿發生系統,它由壓縮機、冷凝器、節流裝置、殼管式蒸發器構成,制冷劑在殼側蒸發吸熱,乙二醇溶液(6%—10%)在管內被冷卻,當溫度降到其凝固點以下時,溶液中產生微小的冰晶(約100μm),為了防止冰晶粘附在管內壁上,安裝了一個旋轉刮削板,將內壁上粘附的冰晶刮下隨溶液一起送出蒸發器、進入蓄冷槽,冰漿的濃度可以根據其運行條件進行調節,一般為0%—35%。噴射法,噴射法冰漿發生系統,它是利用兩種互不相溶流體間的換熱來產生冰晶的,由制冷系統將不溶于水且比水重的流體冷卻到水的冰點以下,然后由泵將流體送入噴射器產生高壓并從溶液罐的上部抽吸水,由于在噴射器中產生了足夠的擾動和冷卻效果,使得普通的水產生冰晶。一旦冰漿混合物到達溶液罐內,較輕的冰晶漂浮在中、上部,而較重的傳熱流體則沉降在底部,并用于系統再循環。浙江過冷水動態冰漿蓄冷技術

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