发展蓄冷技术的重要意义,宋文吉指出,制冷是社会能源消耗的重要组成部分。制冷空调的能耗和温室气体排放是中国30/60双碳目标的重要组成部分。中国夏季电力高峰负荷的40%以上是制冷空调造成的,商业/公共建筑50%以上的能耗是空调机组。同时,越来越多的楼宇采用热泵空调,夏季供冷、冬季供热,空调机组同时影响全年的供电负荷。因此,必须充分重视制冷空调对电力负荷的影响,否则反馈到上游,则直接影响电力的供应和可再生能源的消纳。冰浆蓄冷移峰量可达30%~40%。东莞新型冰浆蓄冷舱

在常规的空调系统中,6℃/12℃的供/回水温度所产生的冷量约为25kJ/kg,这主是由于水的显热容量较小,而采用冰浆作载冷剂可以减小所需的循环量。冰浆与冷水的供冷量比较。冰浆的供冷量是随着冰晶的浓度而变化的,如当冰晶的浓度为20%、冰晶的供/回水温度为0℃/13℃时,其冷量比为4.8,则其提供的冷量为120kJ/kg。冰浆溶液的传热系数随其流量和浓度的变化。从图中可知:传热系数是随着流量的增加而增加、随着冰浆浓度的增加而减小。这是由于冰浆浓度的增加减小了溶液的扰动,通过换热器的流动是层流而不是紊流。尽管在较高冰浆浓度下,其传热系数下降,但由于微小的冰晶增加了其传热表面积,以及具有较大的传热温差,仍然使其具有较高的传热量。东莞新型冰浆蓄冷舱冰浆蓄冷是缓解高峰用电紧张和降低运行费用有效方法之一。

(盘管和冰球放冷速率只有总蓄冷量的 12.5%,在一般空调的10 小时,只能平均融冰,运行收益大打折扣)冰浆融冰速率高,运行费用多 30%以上冰浆的表面积是盘管和冰球结冰的上百倍,几乎没有融冰放冷速率的限制,在融冰供冷时,可以集中在电价高峰时段,较好地保证了用户的运行效益。而盘管和冰球受限极为有限的表面积和静止水的不良传热条件,融冰放冷速率只有总蓄冷量的12.5%,融冰放冷时,基本是平均在 10 小时以上的供冷时间,50%以上融冰冷量浪费在电价平段,没有很好的运行效益。
冰浆蓄冷中央空调的优点。1、社会效益。(1)电力移峰填谷,平衡电网负荷,提高发电设备的效率,降低电网的运行成本;(2)降低电厂、电网的基础建设,减少污染,保护环境。2、经济效益。(1)减少冷水机组的装机容量、减少机房面积,从而降冷机房一次性投资;(2)采用部分蓄冰系统可减少用电负荷、减少配电容量,减少电力投资费用(包括电力补贴费和变压器、配电柜等电力设施),进而减少项目初始投资;(3)空调系统的冷却为过冷式,夏季夜间环境高温度为28℃,湿球温度为26℃,冷凝温度为36℃,其他季节冷凝温度可控制在32℃,此时机组能效较白天提高10%;(4)充分利用国家的分时电价政策,“高抛低吸”,大量节省运行电费。某制药企业采用冰浆蓄冷技术,保障药品质量,降低生产成本。

冰浆蓄冷的技术优势,冰蓄冷技术发展至今主要经历了三个重要的发展阶段。首先是上个世纪80年代的冰球制冷方式,其次是90年代开始的盘管技术,2020年代后的第三代是冰浆的方式。宋文吉介绍称,与现有蓄冷技术相比,冰浆具有成本低、制冰能效高、负荷响应速度快、占地面积小等突出优势,国内自2010年开始兴起,经历十年发展,中国蓄冷储能技术正在进入冰浆蓄冷时代。冰浆制取的基本原理,冰浆蓄冷充分利用水的过冷特性,在时间和空间上将换热和相变解耦,做到“换热时不相变,相变时不换热”,由此大幅提高系统效率。冰浆蓄冷可以降低业主方的电压增容压力。东莞新型冰浆蓄冷舱
冰浆蓄冷是利用水的显热实现冷量的储存。东莞新型冰浆蓄冷舱
基于冰源热泵(可控相变)清洁供暖技术,可以取地下水,地表水,用热泵方式解决清洁供暖的问题,近年来,中科院广州能源研究所已建成运行南京银杏山庄等多个项目。以华东某城市冬季供暖为例:热负荷25W/m²,供暖季4个月,以冰源热泵技术进行清洁供暖,只需要0.5吨水(由15℃降为0℃的冰);按清洁供暖面积10万m²计算,耗水量只为5万吨。在满足供暖需求的同时,可跨季节收集冷量1,40万RTh,约折合1.40GWh的电能。此外,宋文吉还提到了冰浆跨季节蓄冷储能概念。东莞新型冰浆蓄冷舱