應用場景與優勢:冰蓄冷系統特別適用于需要短時間內大量冷量且溫度要求較低的場所,如商業建筑、辦公樓、廠房、醫院、學校等。在這些場所,特別是在峰谷電價差較大的地區,冰蓄冷系統能夠明顯減少白天電力高峰時段的空調用電負荷,平衡電網負荷,提高能源利用效率。同時,由于制冷溫度低且穩定,空調效果更佳。系統基礎原理:水蓄冷系統是在常規空調系統中增設蓄冷水槽(或水池)作為蓄冷設備,并利用空調用制冷機作為制冷設備。在夜間用電低谷時段,制冷機制取低溫冷凍水并儲存在蓄冷水槽中;在需要供冷時,通過位于水槽底部的供冷管供應低溫冷凍水,并利用冷、熱水自身的密度差實現自然分層。研究表明,動態冰的存在可能影響極地地區的氣候模式。浙江冷水式動態冰節能技術
為什么靜態水結冰是白色,動態水結冰是透明的:1. 流動的水難以形成穩定的冰核,因為流動的水會不斷地沖走或破壞冰核。2. 當水在邊緣或壁面結冰時,冰核固定不動,逐漸擴大形成大塊的冰。由于冰塊對光的折射性質統一,因此冰是透明的。3. 靜態的水中形成許多冰核,每個冰核單獨生長,導致冰晶的生長方向不一致。這種混亂的冰晶結構使得光線發生散射和折射,從而使冰呈現出不透明和白色的外觀。4. 以上解釋是較準確的,它說明了為什么流動的水結成的冰是透明的,而靜態的水結成的冰是白色的。山東流態化動態冰保溫在較低溫實驗室中,科學家成功制備出接近自然狀態的動態冰樣品。
蓄冷的應用:美國:60%以上建筑物已使用蓄冷技術;韓國:3000m3以上新建項目已立法需裝蓄冷空調項目;日本:投入使用的蓄冷建筑項目已達10萬個之多;適合采用蓄冷系統用戶:峰谷電價差越大越適合,按現有國內電價水平,3:1電價差時,新項目3年內收回投資,舊項目改造需要3~5年收回投資;白天用冷特別大,晚上用冷少,如辦公樓、車間空調、啤酒、乳業、食品飲料廠等;用冷負荷大,年運行時間長,每年用冷電費超過100萬元的用戶;當地有節能獎勵政策;部分負荷運行時間長、負荷變化較大的用戶,蓄冷空調夜間機組滿載高效進行蓄冷,白天放冷過程只需要調整冷水流量即可滿足負荷變化要求,機組基本不用部分負荷低效率運行。
蓄冰系統是指在電力負荷很低的夜間用電低谷期,采用電動制冷機制冷,使蓄冷介質結成冰,利用蓄冷介質的顯熱及潛熱特性,將冷量儲存起來??照{冰蓄冷技術,在電力負荷較高的白天,也就是用電高峰期,使蓄冷介質融冰,把儲存的冷量釋放出來,以滿足建筑物空調或生產工藝的需要。制冰方式的分類:根據制冰方式的不同,冰蓄冷可以分為靜態制冰、動態制冰兩大類。此外還有一些特殊的制冰結冰,冰本身始終處于相對靜止狀態,這一類制冰方式包括冰盤管式、封裝式等多種具體形式。冰球循環過程中,冰水混合物不斷相變,提高熱交換效率。
與空調機組相比,冰蓄冷空調系統中的壓縮冷凝機組、冷卻塔系統和蒸發器的總成本差不多,而動態冰蓄冷系統只需增加一個蓄冰槽,蓄冰槽可采用土建結構或鋼架結構。動態冰蓄冷空調系統常用的運行策略有:制冷主機優先、蓄冷設備優先、共享控制。制冷機優先級:先設置制冷機滿負荷運行,不工作時再用蓄冰設備彌補。動態冰蓄冷設備優先級:先設置冰蓄冷設備滿負荷運行,釋放冷能,再用制冷主機彌補故障。份額控制:冰蓄冷空調系統的制冷主機和冰蓄冷裝置按照一定的份額共同提供制冷。冰球作為熱交換介質,具有高熱容、高熱導率等特點。北京流態化動態冰案例
獨特的制冰工藝,降低冰塊破損率。浙江冷水式動態冰節能技術
蓄冰系統的組成:蓄冰系統一般由制冷、蓄冷以及供冷系統所組成。制冷、蓄冷系統由制冷設備、蓄冷裝置、輔助設備、控制調節設備四大部分通過管道和導線(包括控制導線和動力電纜等)連接組成。通常以水或乙烯二醇水溶液為載冷劑,除了能用于常規制冷外,還能在蓄冷工況下運行,從蓄冷介質中移除熱量(顯熱和潛熱),待需要供冷時,可由制冷設備單獨制冷供冷,或蓄冰裝置單獨釋冷供冷,或二者聯合供冷。動態制冰方式在制冰過程中有冰晶、冰漿生成,且處于運動狀態。每一種制冰具體形式都有其自身的特點和適用的場合。浙江冷水式動態冰節能技術