我国现有的蓄冰技术主要有盘管、冰球、片冰和冰浆等几种,目前应用较广的是盘管蓄冰,由金属或导热塑料制成的盘管置于蓄冰槽中,盘管之间充满着蓄冷介质--水,盘管内流经载冷剂--乙二醇,盘管蓄冰和融冰的过程中,蓄冷介质“水及冰”始终处于静止状态,因此盘管蓄冰又被称为静态蓄冰。动态蓄冰通常指的是蓄冷介质“水及冰”在蓄冷时处于运动过程中,目前已经得到产业化普及的动态冰蓄冷有三种技术形式:片冰滑落式、盐水冰浆和过冷水淡水冰浆。其明显特点是提高了结冰效率,降低了能耗,融冰便捷。片冰式和盐水冰浆式都无法使用常规主机、附属设备较多,盐水冰浆单机功率较小,片冰式对机房净高要求较高,这两种动态蓄冰技术在蓄冰空调系统领域的应用都较少。冰浆蓄冷进一步提升了空调主机的COP。广州丁烷冰浆蓄冷原理
冰浆动态特性,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,这主要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要的循环量。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。冰浆的压力降与其摩擦系数、冰晶流动速度和冰晶浓度有关。在低速流动时,冰浆溶液出现了相分离,冰晶漂浮在通道的上部,这将增加不同浓度冰浆溶液间的压力降变化。广州丁烷冰浆蓄冷原理冰浆蓄冷技术具有明显的节能效果,降低电力成本。
冰浆蓄冷与盘管蓄冰相比的优点:1)环保:冰浆系统乙二醇用量只有盘管用量的十分之一或更少。2)融冰速率高:冰浆表面积是盘管结冰的百倍,放冷速率几乎没有限制。而盘管结冰放冷的较高速率只有总蓄冷量的15%,盘管蓄冷受到自身放冷速率的影响只能在空调时间内平均供冷,一半以上冷量用在电力平段,这是非常不划算的。同样的蓄冰量,冰浆融冰可以集中在高峰时段,节钱更多。紫光项目如果采用盘管,每年节约电费约80万,采用冰浆每年节约120万~130万,多1/3。
储存在蓄冷槽内的冰浆以疏松的颗粒堆积状存在,在融冰放冷时,冰、水接触比表面积极大,放冷速度成数倍提高,使得融冰单独供冷也可满足尖峰负荷需求,从而确保主机完全避开尖峰电费时段用电,实现经济效益较大化。回水与冰层之间的渗透性充分接触,确保能从蓄冰槽稳定取出的2℃的低温水,满足特殊工艺用冷(如鲜奶冷却)或温、湿度单独处理空调系统等冷源需求。蓄冰槽内不再设置制冰设备,由于制冰设备采用板式换热器和超声波促晶器等设备,并且全部置于蓄冰槽内,因此蓄冰槽内不需要布置制冰设备,槽体的几何形状设计无任何特别要求,因地制宜的灵活性较大程度上增强。制冰设备全部置于蓄冰槽外,维修保养方便简单。冰浆蓄冷技术的推广与应用,将促进制冷行业的转型升级。
冰浆的其他潜在应用,冰浆溶液除了用于舒适性空调、工业生产过程、食品处理与保存外,还可用于以下方面,用于管道和换热器清洗,传统的清理管道和换热器污垢脏物的方法常采用机械方法,但对于形状复杂的换热器该方法很难完成去污。采用 10%的冰浆溶液能够完成复杂几何形状管道和换热器的清污工作。用作冷藏汽车的蓄冷剂,在冷藏汽车的四周保温夹层空间内充入冰浆溶液,使车厢内保持所要求的温度,它与普通运输车辆相比,能保证冷藏食品的新鲜。冰浆的充入和更换可在专门的充冷站进行。用作灭火剂,现有的灭火装置和喷嘴仍然可以输送浓度为 30%的冰浆溶液,采用冰浆溶液灭火可以使灭火时间减少一半,同时使室内温度急剧降低。与水相比,采用冰浆灭火所需的量较少。冰浆蓄冷冷水机组制出低温乙二醇水溶液(二次冷媒)进入蓄冰槽里的盘管内,使管外的水结成冰。广州丁烷冰浆蓄冷原理
冰浆蓄冷将冰的相变潜热用于供冷的成套技术。广州丁烷冰浆蓄冷原理
冰浆发生装置,常用的产生冰浆的方法有如下几种:过冷法、刮削法、喷射法和真空法等。过冷法,过冷法冰浆发生系统。在过冷换热器中,水被过冷到-2℃,当其离开过冷器时,大约2.5%的过冷水变成冰晶,其余大部分仍是液相,产生的冰晶落入蓄冷槽,在蓄冷槽内由于冰、水的密度差,冰晶聚集在蓄冷槽的上部,而水储存在蓄冷槽的下部,其水温仍保持约0℃。夜间低谷时,蓄冷系统产生冰晶,使蓄冷槽内的冰晶浓度达到20%—30%;白天高峰时,蓄冷槽底部的冷水被送到空调末端换热器中向房间供冷。广州丁烷冰浆蓄冷原理