國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn) ,流態(tài)化動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)從上世紀(jì)90年代末開(kāi)始在日本展開(kāi)研究。到目前為止,已經(jīng)有包括高砂熱學(xué)、Sunwell(日本)等公司成功研發(fā)出新型的動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)。其中高砂熱學(xué)較早掌握過(guò)冷水式動(dòng)態(tài)冰蓄冷的商業(yè)化實(shí)用技術(shù),而Sunwell(日本)則較早掌握了刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)冰蓄冷的商業(yè)化實(shí)用技術(shù)。目前兩種技術(shù)都已在日本大量應(yīng)用。然而,在我國(guó)不但沒(méi)有動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)的應(yīng)用實(shí)例,就連基礎(chǔ)研究也非常少見(jiàn)。清華同方在過(guò)冷水動(dòng)態(tài)制冰方面做了一定程度的基礎(chǔ)性研究。冰蓄冷與無(wú)償冷卻聯(lián)用,全年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用45%。上海冰晶式動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)
刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)中較主要雖然的技術(shù)仍然是防堵塞技術(shù)。由于刮刀擾動(dòng)十分濃厚,過(guò)冷狀態(tài)下的水溶液更易在換熱常會(huì)壁面上結(jié)晶,一旦在壁面上結(jié)晶,刮刀葉片就面臨被堵塞甚至被打碎的可能。因此,刮刀式換熱器的內(nèi)表層(刮刀葉片接觸面)處理要求非常光滑,而且刮刀葉片與換熱壁面之間的接觸必須緊密。另一方面,純水由于由純水生成的冰晶冰晶較粗,而且容易聚集硬化,更容易導(dǎo)致堵塞,因此此種制冰方法中往往需要一定水中添加在濃度的冰點(diǎn)抑制劑,如乙二醇、NaCl 等。由此又引入了對(duì)設(shè)備材料的防腐問(wèn)題。換熱器內(nèi)表面和整個(gè)刮刀空氣冷卻組件都是長(zhǎng)期浸泡在乙二醇(或 NaCl等其他鹽類(lèi))水溶液中,并且處于高流速的之下不利腐蝕條件下,因此金屬材料必須具有特殊的耐腐蝕性能。莖刮刀葉片一般采用塑料材料,在與金屬換熱避免長(zhǎng)期高速摩擦的情況下必須具有高耐磨的穩(wěn)定性。由稀濃度的乙二醇(或其他鹽類(lèi))氫氧化鈉水溶液制出的冰晶顆粒十分細(xì)膩,粒徑可低于 500mm,蓄冰槽冰漿固相含量(IPF)可達(dá) 50%以上。浙江冰晶式動(dòng)態(tài)冰蓄冷項(xiàng)目動(dòng)態(tài)制冰蒸發(fā)溫度提升5℃,壓縮機(jī)效率提高12%。
冰蓄冷系統(tǒng)有兩種形式:全蓄冷系統(tǒng)和部分蓄冷系統(tǒng)。全蓄冷系統(tǒng):即建筑物在電力高峰期所需要的全部冷負(fù)荷,在夜間低谷期全部?jī)?chǔ)存起來(lái),從而避免制冷機(jī)在電力高峰期的運(yùn)行,運(yùn)行費(fèi)用降到較低。部分蓄冷系統(tǒng):即在夜間電力低谷期只儲(chǔ)存一部分冷量, 在白天用電高峰期(或平谷期),電制冷機(jī)和蓄冷設(shè)備聯(lián)合供應(yīng)建筑其余部分冷負(fù)荷。這種部分蓄冷方案可以減少初投資和縮短投資回收期。故部分蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用較多。系統(tǒng)制冰蓄冷時(shí),如有連續(xù)且較大的空調(diào)負(fù)荷時(shí),宜另設(shè)基載主機(jī)單獨(dú)向空調(diào)系統(tǒng)供冷,以獲取較高的制冷效率,降低能耗。
需要指出的是,這種刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)中的刮刀所起的作用是及時(shí)清理?yè)Q熱壁面附近的過(guò)冷水,而非像一些傳統(tǒng)制冰機(jī)那樣用于刮除已經(jīng)生長(zhǎng)在換熱壁面上的冰層。因此這種制冰方式也避免了因冰層熱阻引起的傳熱惡化,而且還因?yàn)楣蔚度~片的強(qiáng)烈擾動(dòng)而大幅強(qiáng)化了對(duì)流換熱效果。刮刀擾動(dòng)式動(dòng)態(tài)制冰技術(shù)中較主要的技術(shù)仍然是防堵塞技術(shù)。由于刮刀擾動(dòng)十分強(qiáng)烈,過(guò)冷狀態(tài)下的水溶液非常容易在換熱壁面上結(jié)晶,一旦在壁面上結(jié)晶,刮刀葉片就面臨被堵塞甚至被打碎的可能。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)降低變壓器容量需求20%,減少電力增容費(fèi)用。
目前市場(chǎng)蓄冰形式介紹,冰蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用的原理是:通過(guò)增設(shè)蓄冰裝置,對(duì)具有峰谷電價(jià)的城市(一般白天電價(jià)高,晚上電價(jià)低)夏季利用晚上的低谷電進(jìn)行蓄冷,并在白天高峰電價(jià)時(shí)將儲(chǔ)存的冷量釋放出來(lái),從而為項(xiàng)目節(jié)省電費(fèi)。蓄冰系統(tǒng)的系統(tǒng)組成基本相同,主機(jī)、冷卻塔、輸送設(shè)備、蓄冰槽及管路等,主要區(qū)別在蓄冰形式上。蓄冰形式主要可以分為:靜態(tài)蓄冰和動(dòng)態(tài)蓄冰,靜態(tài)蓄冰系統(tǒng)主要是早期的冰球蓄冰方式和目前主流的盤(pán)管蓄冰方式;動(dòng)態(tài)蓄冰系統(tǒng)主要有冰片滑落式、過(guò)冷水蓄冰方式以及本報(bào)告要討論分析的冰晶式蓄冰方式,以下簡(jiǎn)單介紹幾種形式的原理。冰晶粒徑控制50-100μm,防止管道堵塞,輸送阻力較傳統(tǒng)冰漿降低40%。上海冰晶式動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)
5G基站應(yīng)用微型冰蓄冷裝置,備電時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)至8小時(shí)。上海冰晶式動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)
冰球式蓄冰系統(tǒng),原理:利用內(nèi)充有可相變介質(zhì)的小圓球(為增大熱交換面積,一些廠家在球體上會(huì)再設(shè)有若干個(gè)小的凹陷,后統(tǒng)稱(chēng)冰球)來(lái)蓄冷,并將冰球儲(chǔ)存于專(zhuān)門(mén)的罐體中,通過(guò)循環(huán)于主機(jī)與罐體間的低溫載冷劑,將冰球內(nèi)的介質(zhì)完成相變,從而儲(chǔ)存冷量;釋冷時(shí),通過(guò)循環(huán)于換熱器(二次側(cè)為空調(diào)末端)和體間的載冷劑,將冷量釋放到空調(diào)末端,從而形成一個(gè)完整的蓄冷、釋冷的過(guò)程屬于中國(guó)較早引進(jìn)的系統(tǒng),因各種缺陷,如冰球破損多,新建項(xiàng)目己應(yīng)用較少。上海冰晶式動(dòng)態(tài)冰蓄冷空調(diào)