冰球式蓄冰系统,原理:利用内充有可相变介质的小圆球(为增大热交换面积,一些厂家在球体上会再设有若干个小的凹陷,后统称冰球)来蓄冷,并将冰球储存于专门的罐体中,通过循环于主机与罐体间的低温载冷剂,将冰球内的介质完成相变,从而储存冷量;释冷时,通过循环于换热器(二次侧为空调末端)和罐体间的载冷剂,将冷量释放到空调末端,从而形成一个完整的蓄冷、释冷的过程。属于中国较早引进的系统,因各种缺陷,如冰球破损多,新建项目已应用较少。动态冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力时段开启制冷主机。四川冷水式动态冰项目
刮刀扰动式动态制冰技术中较主要的技术仍然是防堵塞技术。由于刮刀扰动十分强烈,过冷状态下的水溶液非常容易在换热壁面上结晶,一旦在壁面上结晶,刮刀叶片就面临被堵塞甚至被打碎的可能。因此,刮刀式换热器的内表面(刮刀叶片接触面)处理要求非常光滑,而且刮刀叶片与换热壁面之间的接触必须紧密。另一方面,由于由纯水生成的冰晶颗粒较粗,而且容易聚集硬化,更容易导致堵塞,因此此种制冰方法中往往需要在水中添加一定浓度的冰点抑制剂,如乙二醇、NaCl等。由此又引入了对设备材料的防腐问题。换热器内表面和整个刮刀组件都是长期浸泡在乙二醇(或NaCl等其他盐类)水溶液中,并且处于高流速的不利腐蚀条件下,因此金属材料必须具有特殊的耐腐蚀性能。刮刀叶片一般采用塑料材料,在与金属换热避免长期高速摩擦的情况下,必须具有高耐磨的性能。由稀浓度的乙二醇(或其他盐类)水溶液制出的冰晶颗粒十分细腻,粒径可低于500μm,蓄冰槽冰浆固相含量(IPF)可达50%以上。四川冷水式动态冰项目动态冰在农业、医药等领域的应用,助力产业升级。
迄今为止,只中国科学院广州能源研究所对此技术进行了系统深入的研究。从2003年起,中国科学院广州能源研究所开始了对流态化动态冰蓄冷技术的全方面研究。成功突破热交换器堵塞、超声波促晶、以及动态解冰等关键技术,建立了流态化动态制冰示范系统,研制成功我国拥有自主知识产权的动态冰蓄冷技术,使我国的第二代流态化动态蓄冷技术基本达到国际先进水平,打破了国际技术壁垒。如今,动态冰蓄冷已成为国际上冰蓄冷技术的主要发展方向,而且在发达国家普及迅速。随着动态冰蓄冷技术在我国的成功研发,将较大程度上推动动态冰蓄冷技术在我国的推广利用,必将对我国的电力负荷移峰填谷产生深远影响。
目前市场蓄冰形式介绍,冰蓄冷系统应用的原理是:通过增设蓄冰装置,对具有峰谷电价的城市(一般白天电价高,晚上电价低),夏季利用晚上的低谷电进行蓄冷,并在白天高峰电价时将储存的冷量释放出来,从而为项目节省电费。蓄冰系统的系统组成基本相同,主机、冷却塔、输送设备、蓄冰槽及管路等,主要区别在蓄冰形式上。蓄冰形式主要可以分为:静态蓄冰和动态蓄冰,静态蓄冰系统主要是早期的冰球蓄冰方式和目前主流的盘管蓄冰方式;动态蓄冰系统主要有冰片滑落式、过冷水蓄冰方式以及本报告要讨论分析的冰晶式蓄冰方式,以下简单介绍几种形式的原理。独特的水循环设计,降低能耗和成本。
主要指标:冰过程中的全部热量交换均由液态水完成,单位体积中的载冷量提高到水的3-4倍,大幅度降低了载冷介质的循环流量,整体节能达到20-50%;初投资比现有的冰球和盘管冰蓄冷减少15%以上;采用超声波促晶技术;占地面积比现有的冰球和盘管冰蓄冷减少20%以上,而且可以直接使用建筑的消防水槽。流态化动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰过程中的主要缺点,而且制出的冰以流态化冰浆的形式存在。传统静态制冰过程中,水通过自然对流换热,冰层首先在换热壁面上形成,然后逐渐变厚。这样就导致形成新的冰层所需的热量传递必须以导热的形式穿过越积越厚的原有冰层,从而严重的恶化了传热效率,致使结冰越来越困难,制冷剂提供的冷却温度也必须越来越低。动态冰是实现用户侧调峰的有效技术之一。四川冷水式动态冰项目
动态冰在制药行业,有助于药品的稳定存储,保障药品质量。四川冷水式动态冰项目
两种技术在基本原理上是一致的,但形式差别较大,下面分别说明。过冷水式动态制冰技术,过冷水式动态制冰技术的基本原理是:首先把水在过冷却热交换器中冷却至低于0℃的过冷状态,然后把过冷水输送至特殊的过冷却解除器中解除过冷,生成大量细小的冰晶颗粒,与剩余的液态水一起形成0℃下的冰浆。这种制冰过程中较关键的技术在于确保流过过冷却热交换器的液态水具有尽可能大的过冷度,但同时又必须保证过冷水不能在流出热交换器之前生成冰晶,否则换热器将被堵塞甚至破坏。此外,还应有高效率的过冷却解除技术,以确保过冷水能够连续快速结晶。四川冷水式动态冰项目