按照制冰方式的不同,蓄冰系統(tǒng)可分為靜態(tài)制冰和動態(tài)制冰兩種方式。其中,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,期間結(jié)成的冰塊直接在換熱面上不斷生長變厚,使得換熱熱阻不斷加大,隨著蓄冰過程的進(jìn)行,工作情況只會繼續(xù)惡化。與靜態(tài)蓄冷方式相比,動態(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,具有很好的流動性與傳熱性,是一種具有很好發(fā)展前景的蓄能技術(shù)。為了轉(zhuǎn)移電力需求,平衡電力供應(yīng),國家采用分時計價的政策來推動離峰電力的積極性??茖W(xué)家通過實驗發(fā)現(xiàn),特定壓力條件下,普通冰可以轉(zhuǎn)化為動態(tài)冰。上海速凍庫動態(tài)冰保溫
冰蓄冷的原理:冰蓄冷是一種基于相變過程的熱量儲存技術(shù),通過將低價電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能或物理能,將水轉(zhuǎn)化為固體時形成的放熱作用儲存下來。在需要用冷的時候,通過冷媒流動將儲存的冰塊內(nèi)部的冷量釋放出來實現(xiàn)空調(diào)制冷。具體來說,冰蓄冷的過程可以分為三個階段:制冰、儲冰和釋放冷。首先是制冰階段,利用夜間低谷電能啟動制冰機組,消耗電能制冰;其次是儲冰階段,將制冰過程中得到的冰塊儲存在蓄冰槽中,儲冰槽內(nèi)置有冷媒管,形成冰蓄冷系統(tǒng)的主體部分;然后是釋放冷階段,通過泵和冷媒流動將蓄存的冰塊內(nèi)部的冷量釋放出來,通過空氣處理機組將冷量帶走實現(xiàn)空調(diào)制冷。江西工業(yè)動態(tài)冰供應(yīng)商研究表明,極寒條件下,冰體的分子排列方式發(fā)生明顯變化,形成動態(tài)冰。
冰蓄冷的工作原理:冰蓄冷系統(tǒng)組成:冰蓄冷系統(tǒng)主要由制冰機組、蓄冰池、水泵、冷卻塔和冷水泵等組成。其中制冰機組是主要部件,負(fù)責(zé)將水冷凝成冰;蓄冰池則是儲存冰的容器,以備隨時使用;水泵、冷卻塔和冷水泵則負(fù)責(zé)將循環(huán)水送至制冰機組進(jìn)行制冰和蓄冰。制冰和蓄冰過程:制冰過程中,制冰機組吸收低價電能,將循環(huán)水冷卻至一定溫度后,使其自然結(jié)冰。同時,循環(huán)水中的水溫也降低到冰點以下。經(jīng)過幾個小時到幾十個小時的制冰過程,即可得到一定量的冰塊。
測試結(jié)果如下:(1)蓄冷時間、蓄冷量:蓄冷時間7小時(晚11∶00~次日晨6∶00)皆為谷電時間。蓄冷量:1702.66kWh。(2)**周期,即蓄冷——釋冷運行方式??偤碾娏?234.81kWh,電費合計420.33元,供出冷量1676.94kWh。(3)第二周期,即直接供冷運行方式??偤碾娏?159.78kWh,電費合計792.63元,供出冷量水1342.78kWh。(4)**周期方式與第二周期方式比較:耗電量增加75.03kWh,但電費節(jié)省372.3元/天。推廣建議:目前,隨著商業(yè)企業(yè)競爭的加劇,購物環(huán)境與企業(yè)效益有著密切關(guān)系。大、中型商場用中央空調(diào)來調(diào)節(jié)商場一年四季的溫、濕度和補充新鮮空氣,提高購物環(huán)境。中央空調(diào)系統(tǒng)投資費用約占整個投資的10%左右,而平時的運轉(zhuǎn)費用占總能源費用的40%~60%。產(chǎn)學(xué)研合作,推動動態(tài)冰技術(shù)在我國的研究與應(yīng)用。
蓄能意義與效益:蓄能空調(diào)的普遍應(yīng)用具有利國利民的重要意義,將蓄能空調(diào)和電力系統(tǒng)的分時電價相結(jié)合,從宏觀上可以起到平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)載,微觀上可以為空調(diào)用戶節(jié)省大量運行費用。蓄能型空調(diào)原理:蓄能型空調(diào)系統(tǒng),在低電價時段,利用制冷設(shè)備或加熱設(shè)備將蓄能介質(zhì)中的熱量移出或充入,進(jìn)行蓄能。然后將此冷熱量用在空調(diào)的電價高峰期。因此,蓄能系統(tǒng)的特點是:轉(zhuǎn)移主設(shè)備的運行時間,這樣,一方面可以利用夜間的廉價電,另一方面也就減少了白天的高電價電負(fù)荷及用電量,達(dá)到電力移峰填谷的目的。動態(tài)冰技術(shù),有望成為未來冷卻領(lǐng)域的主流技術(shù)。動態(tài)冰工程案例
動態(tài)冰技術(shù),在數(shù)據(jù)中心、通信基站等場所,保障設(shè)備穩(wěn)定運行。上海速凍庫動態(tài)冰保溫
蓄冷的應(yīng)用:美國:60%以上建筑物已使用蓄冷技術(shù);韓國:3000m3以上新建項目已立法需裝蓄冷空調(diào)項目;日本:投入使用的蓄冷建筑項目已達(dá)10萬個之多;適合采用蓄冷系統(tǒng)用戶:峰谷電價差越大越適合,按現(xiàn)有國內(nèi)電價水平,3:1電價差時,新項目3年內(nèi)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(diào)、啤酒、乳業(yè)、食品飲料廠等;用冷負(fù)荷大,年運行時間長,每年用冷電費超過100萬元的用戶;當(dāng)?shù)赜泄?jié)能獎勵政策;部分負(fù)荷運行時間長、負(fù)荷變化較大的用戶,蓄冷空調(diào)夜間機組滿載高效進(jìn)行蓄冷,白天放冷過程只需要調(diào)整冷水流量即可滿足負(fù)荷變化要求,機組基本不用部分負(fù)荷低效率運行。上海速凍庫動態(tài)冰保溫