基礎(chǔ)知識提問與回答:過冷水冰漿制冰的原理是什么?答:一般我們會認(rèn)為水的凝固點為 0℃,也就是水在 0℃以下會凍結(jié),但實際上,水在 0℃以下仍會以過冷水的型態(tài)存在,這是因為由液態(tài)水轉(zhuǎn)變成冰的過程存在有一個能量狀態(tài),水需要克服這個能量障礙才能結(jié)冰。結(jié)冰過程需要兩個關(guān)鍵因素:凝結(jié)核和低溫。普通的自來水較低可以形成-5℃~-6℃的過冷水,所以只要控制好溫度、材料、結(jié)構(gòu)、流速、壓力等參數(shù),就可以確保穩(wěn)定地產(chǎn)生-2℃的過冷水,過冷水進(jìn)入冰漿發(fā)生器中,冰漿發(fā)生器提供凝結(jié)核,過冷水即成為冰漿(冰水混合物),儲存在蓄冰罐中。冰漿釋冷時接近等溫過程,比顯熱蓄冷(水蓄冷)能效高3-5倍。四川工業(yè)冰漿蓄冷服務(wù)商
(盤管和冰球集裝箱式的蓄冰罐和一定尺寸要求的蓄冰盤管, 以及有多少盤管和冰球才能相應(yīng)地蓄多少冷量的致命問題)冰漿蓄冰罐設(shè)置靈活、蓄冷增容性好,冰漿蓄冷的蓄冰罐只是一個存水的容器,長寬高尺寸可以分散靈活設(shè)置;冰漿制取裝置不受時間限制,簡單地增大蓄冰罐體積,就利用周六日雙休日夜間16小時低谷電,在下一周的周一到周三實現(xiàn)全蓄冷,以獲得更多的運行效益。而冰球和盤管則必須增加2倍的冰球和盤管裝置,價格昂貴,不劃算。(盤管和冰球蓄冷量與盤管和冰球的材料成本的一對一的正比關(guān)系。佛山專業(yè)冰漿蓄冷冰漿換熱器采用板式設(shè)計,融冰側(cè)流速控制在0.6-0.8m/s較佳。
冰漿跨季節(jié)蓄冷涉及以下幾個關(guān)鍵技術(shù):1、如何高效、低成本地蓄冷:蓄冷周期內(nèi)的低價電力制冷(低谷電、可再生的發(fā)電的富余電、等等);蓄冰槽內(nèi)的溫度管理(水溫分層、斜溫層控制等等)、中短周期操作策略等。2、如何高效地用冷:蓄冰槽內(nèi)的溫度管理(蓄冷-放冷);冷能品位的梯級利用(直接換熱-制冷機組提冷、除濕(溫濕度單獨控制等)、大溫差供冷等等)。3、如何構(gòu)建大型人工儲冷設(shè)施:結(jié)構(gòu)對性能的影響(能效、儲能效率、等效循環(huán)次數(shù)等)、對環(huán)境的影響等;選址、投資分析、盈利模式等等。
冰漿發(fā)生裝置,常用的產(chǎn)生冰漿的方法有如下幾種:過冷法、刮削法、噴射法和真空法等。過冷法,過冷法冰漿發(fā)生系統(tǒng)。在過冷換熱器中,水被過冷到-2℃,當(dāng)其離開過冷器時,大約2.5%的過冷水變成冰晶,其余大部分仍是液相,產(chǎn)生的冰晶落入蓄冷槽,在蓄冷槽內(nèi)由于冰、水的密度差,冰晶聚集在蓄冷槽的上部,而水儲存在蓄冷槽的下部,其水溫仍保持約0℃。夜間低谷時,蓄冷系統(tǒng)產(chǎn)生冰晶,使蓄冷槽內(nèi)的冰晶濃度達(dá)到20%—30%;白天高峰時,蓄冷槽底部的冷水被送到空調(diào)末端換熱器中向房間供冷。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)冰漿系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控,實時優(yōu)化能效和故障預(yù)警。
冰漿的壓力降隨速度和冰晶濃度的變化。冰漿的壓力降與其摩擦系數(shù)、冰晶流動速度和冰晶濃度有關(guān)。在低速流動時,冰漿溶液出現(xiàn)了相分離,冰晶漂浮在通道的上部,這將增加不同濃度冰漿溶液間的壓力降變化。從圖8中可以看出,在低速流動時,不同濃度的冰漿溶液間的壓力降差別變化較大,這是由于低速流動時冰晶漂浮在通道上部,引起冰漿有效流通截面積減小,從而使其流速增加,阻力變化較大;同時通道上部聚集的冰晶也使其摩擦阻力增大。在高速流動時,不同冰漿濃度溶液與冷水之間壓力降差值變化較小,這是由于高速流動使得冰漿溶液成為均勻流動。系統(tǒng)集成熱回收裝置,利用制冰余熱生產(chǎn)生活熱水,綜合能效達(dá)80%。湖北新型冰漿蓄冷適用范圍
過冷器法制備冰漿能耗較低,但需精確控制過冷度避免冰堵。四川工業(yè)冰漿蓄冷服務(wù)商
綜合起來冰漿蓄冷技術(shù)克服了盤管和冰球蓄冷技術(shù)中固有的幾個難題,歸結(jié)如下:(盤管和冰球制冰工況只有空調(diào)工況制冷的 0.65,衰減很大且在制冰過程中,隨著冰層的加厚,制冷效率越來越低,當(dāng)制冰結(jié)束時制冷量只有額定制冰工況的一半)冰漿制冰效率高 20%以上紊流狀態(tài)的液液交換創(chuàng)造了很好的傳熱條件,這是盤管和冰球無法相比的;-3°℃的蒸發(fā)器出水溫度保證了制冷效率比盤管和冰球的-6℃高 10%以上;水的結(jié)冰不像盤管和冰球附著在管壁上,保證了蓄冰 8 小時過程中穩(wěn)定的制冷效率。四川工業(yè)冰漿蓄冷服務(wù)商