動態冰蓄冷技術適用范圍:1、部分區分峰谷電價地區,各種大型中間空調系統;2、牛奶及食品等工藝上需要穩定的低溫水的行業,我國大部分地區處于溫帶和亞熱帶,每年空調使用時間較長,在南方地區甚至可達8個月。夏季高溫時段空調用電負荷,特別是大型中間空調、區域供冷和地鐵空調等空調負荷集中,是造成城市電力負荷峰谷差的主要原因,而冰蓄冷空調是實現用戶側調峰的有效技術之一。目前我國已有的蓄冰空調工程設備70%以上來自國外,且99%都屬于靜態蓄冰技術,主要包括盤管制冰、冰球制冰等傳統靜態制冰方式,其體積大、運行成本高、制冰效率低,平均制冷量只有空調工況制冷量的50%。動態冰蓄冷可以減少對水資源的競爭,改善水資源的分配公平性。東莞機房動態冰蓄冷散熱
以下對該系統存在的潛在問題分析如下:1離心機進出水溫差小,可能發生喘振,甚至停機,制冰開始后,蓄冰槽溶液的溫度不斷下降,經過約2h后為0℃~-2℃,這個溫度的溶液再次進入制冰器制冰時,溫度又不能高于-3℃℃,以防止結冰晶過多,溫差很小,離心主機會發生喘振或停機。2主機溫度設置要不斷隨溶液溫度變化而變化,控制難度大結冰過程溶液濃度會變化:初期3%的乙二醇溶液濃度,到結冰量達到60%時,溶液濃度達到7%,冰點溫度為-2.7℃;各溶液溫度再低1.5℃,制冰過程要求控制設定要求溫度不斷的變化,屬于動態控制過程,控制難度較大。3由于水泵流量大,造成槽內漩渦,可能造成冰晶吸入管道,制冰換熱器2%的含冰溶液出來,到制冰結束時蓄冰槽的冰量容積比為65%,槽內溶液和已經冰粒會成漩渦狀態吸入管道和水泵,再度結冰而形成更多更大的冰核,造成冰堵。北京冰晶式動態冰蓄冷儲能動態冰蓄冷可以減少水資源的消耗,降低環境壓力。
推廣前景和節能潛力:2011年全國高峰用電負荷約為7.86億kW,其中空調負荷占高峰負荷的30%,全國現有大型中間空調約250萬套,預計到2015年在全國推廣5%,約12.5萬套空調可使用采用動態冰蓄冷技術,全年轉移峰時電量約 52 億 kwh,減少電廠 裝機容量 1180萬 kW,宏觀節能潛力較大。流態化動態冰蓄冷技術的先進之處在于改進了傳統制冰過程中的主要缺點,而且制出的冰以流態化冰漿的形式存在。傳統靜態制冰過程中,水通過自然對流換熱,冰層首先在換熱壁面上形成,然后逐漸變厚。這樣就導致形成新的冰層所需的熱量傳遞必須以導熱的形式穿過越積越厚的原有冰層,從而嚴重的惡化了傳熱效率,致使結冰越來越困難,制冷劑提供的冷卻溫度也必須越來越低。
冰蓄冷技術主要應用于空調、食品加工、化工、建筑等行業。其基本原理是利用夜間的低谷電力制冰,在白天用冷高峰期釋放冷量,由此實現電力負荷的移峰填谷。目前,國際上冰蓄冷系統主要包括靜態蓄冰(比如冰球、盤管等)和動態蓄冰(比如冰漿、片冰等)兩種形式。國內的冰蓄冷技術主要是盤管和冰球兩種形式。這兩種技術的主要缺點是占地面積大、蓄冷能效低、單位體積蓄冰量低,導致技術推行過程中出現了困難。動態冰蓄冷采用具有良好流動特性的冰漿取代現有的冰球和盤管的蓄冷技術。實踐證明,動態冰蓄冷技術不只初投資小于現有的冰球和盤管蓄冷,而且其運行效率高于其他蓄冰形式,同時具有占地面積小、蓄冰槽適應性強等優點,因此,在我國具有廣闊的發展空間。該技術的研究成功,不只填補了我國在該領域的空白,而且將較大程度上促進冰蓄冷技術在我國的推廣利用,有效實現電力負荷的移峰填谷。動態冰蓄冷的優勢之一是能夠提供穩定的冷量,滿足不同需求。
動態冰漿蓄冷的特點:冷水機制冷高效,制冷主機在-3度出水效率更高,比靜態蓄冷-6度出水效率高10%,蓄冷時COP由4.3提高到4.8。全程滿載,冷水機用于動態制冰時,制冰全時段保持-3度出水,無卸載無衰減。高穩定性,動態制冰全時段保持水流冰漿流穩定,無板換冰堵無冰漿冰堵現像。高靈活性,動態蓄能系統“換熱” “制冰” ”儲冰”時間及空間分離,對場要求極低。多功能,動態蓄能系統蓄冰槽內為保溫水箱無其它設備,天然自帶儲熱功能。低溫出水,融冰取水直接抽取冰水(外融冰)實現單融冰低溫出水大溫差供冷。快速匹配負荷,由于冰晶表面積無限大,融冰供冷功率遠遠大于冷水機直供,60秒即可匹配較大負荷。單融冰供冷,動態冰為外融冰系統且表面積無限大,供冷量完全匹配負荷無需啟動冷水機。動態冰蓄冷可以改善水資源的利用效率,促進社會可持續發展。珠海過冷水動態冰蓄冷案例
動態冰蓄冷可以應用于數據中心等對冷卻要求較高的場所。東莞機房動態冰蓄冷散熱
過冷卻熱交換器可以采用殼管式、套管式、板式等多種形式的換熱器。為了防止過冷水在換熱器內結冰,換熱器內表面需要進行特殊涂層處理,同時對換熱器內部的流場特性也有很高的要求,否則很難獲得足夠大的過冷度,以及避免堵塞。過冷卻解除技術也包括多種,如機械方法、熱方法、超聲波方法等。過冷水式動態制冰技術的系統控制要求非常高,這也是該技術走向實用化所面臨的一大技術難點。由于冰漿中固液兩相存在密度差,在蓄冰槽中可以循環抽取出冰漿中分離出來的液態水,再送回制冰系統中生成冰漿,由此可使蓄冰槽內的冰漿固相含量(IPF)達到60%以上。東莞機房動態冰蓄冷散熱