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(gè)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(shí)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(shí)過程中穩(wěn)定的制冷效率。冰漿蓄冷系統(tǒng)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用,將提高能源利用率。上海冰漿蓄冷
冰漿是由微小的冰晶和溶液組成,而溶液通常是由水和冰點(diǎn)調(diào)節(jié)劑(如乙二醇、乙醇或氯化鈉等)構(gòu)成。由于冰晶的融解潛熱大,使得冰漿具有較高的蓄冷密度;同時(shí)由于冰晶具有較大的傳熱面積,使其具有較快的供冷速率和較好的溫度調(diào)解特性。它不象傳統(tǒng)的盤管式(內(nèi)融冰、外融冰)和封裝式(冰球、冰板)蓄冷系統(tǒng)的冰凝結(jié)在換熱器的壁面上增加了冰層的傳熱熱阻,使其傳熱效率較低。冰漿蓄冷系統(tǒng)現(xiàn)已被用于空調(diào)系統(tǒng)中,夜間低谷時(shí)蓄冷,白天高峰時(shí)供冷,冰漿蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的容量一般只有高峰冷負(fù)荷的 20%-50%,使其整個(gè)系統(tǒng)小巧、緊湊。由于冰漿蓄冷空調(diào)系統(tǒng)具有低溫送風(fēng)特性,使得整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管、水管尺寸減小,冷量輸送的功耗也大為降低,運(yùn)行成本減小。山東動(dòng)態(tài)冰漿蓄冷服務(wù)商冰漿蓄冷系統(tǒng)可充分利用低谷電資源,提高電力利用率。
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(dòng)速度和冰晶濃度有關(guān)。在低速流動(dòng)時(shí),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(dòng)時(shí),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(dòng)時(shí)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(shí)通道上部聚集的冰晶也使其摩擦阻力增大。在高速流動(dòng)時(shí),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(dòng)使得冰漿溶液成為均勻流動(dòng)。
部分典型工程案例,從技術(shù)升級(jí)方向來看,下一代冰漿蓄冷技術(shù)升級(jí)將堅(jiān)持能效提升和裝備提升兩個(gè)思路,一是簡化系統(tǒng),減少載冷劑循環(huán),可節(jié)省約20%泵功;減少換熱損失,可提高約6%的效率;二是提高制冰設(shè)備的集成度,減小占地面積;研發(fā)大容量制冰機(jī)組,實(shí)現(xiàn)電-冷轉(zhuǎn)換(制冰)裝備的集成化、模塊化、大型化,降低蓄冷系統(tǒng)成本,提高場景適應(yīng)性。冰漿技術(shù)在供熱及其他領(lǐng)域的應(yīng)用,宋文吉指出,冰漿技術(shù)也可在供熱領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。利用可控相變技術(shù),可以進(jìn)一步提取由水到冰的相變潛熱,這個(gè)熱可以作為熱泵供熱的熱源,冰源熱泵可為跨季節(jié)儲(chǔ)冷提供無償?shù)谋?。冰漿蓄冷技術(shù)的展望:更高效、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保。
冰漿蓄冷于20世紀(jì)90年代開始發(fā)展起來,在節(jié)能意識(shí)極強(qiáng)的日本首先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前,純水冰漿蓄冷已成為日本市場的技術(shù)主流,動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)又分為兩個(gè)分支:一是純水冰漿技術(shù);一是鹽水冰漿技術(shù)。純水冰漿技術(shù)采用普通水(無任何添加成分)作為蓄冷介質(zhì),通過過冷卻換熱原理動(dòng)態(tài)制取純水冰漿。鹽水冰漿的制取技術(shù)與其相同,但采用的是10%以下的稀鹽水溶液(乙二醇、乙醇等)作為蓄冷介質(zhì),相應(yīng)地生成的冰漿的溫度低于純水冰漿。從日本的使用情況來看,純水式動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)是目前動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)的主流表示,鹽水式動(dòng)態(tài)冰蓄冷的實(shí)用案例相對(duì)較少。冰漿在制備過程中,循環(huán)水流經(jīng)冰漿發(fā)生器,冰粒逐漸形成。中山專業(yè)冰漿蓄冷散熱
案例分析表明,冰漿蓄冷技術(shù)具有普遍的適用性和良好的市場前景。上海冰漿蓄冷
冰漿跨季節(jié)蓄冷涉及以下幾個(gè)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(jià)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(jí)利用(直接換熱-制冷機(jī)組提冷、除濕(溫濕度單獨(dú)控制等)、大溫差供冷等等)。3、如何構(gòu)建大型人工儲(chǔ)冷設(shè)施:結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響(能效、儲(chǔ)能效率、等效循環(huán)次數(shù)等)、對(duì)環(huán)境的影響等;選址、投資分析、盈利模式等等。上海冰漿蓄冷