蓄冷空调技术,是利用夜间电网低谷时段开启制冷主机,将建筑物空调所需的冷量以冰的方式储存起来,白天电网高峰时,进行融冰供冷的空调系统。蓄能空调必要性:气候的季节性变化和空调使用的特点决定了空调用电负荷在不采用蓄能技术的前提下,必然存在较大的峰谷差。蓄能空调系统技术,是转移高峰电力、开发低谷用电,优化资源配置、提高综合能效,保护生态环境、符合国家发展战略与政策的一项重要技术措施。动态冰蓄冷技术的原理主要是利用水的过冷特性,通过专门设计的板式换热器将水冷却至零下2℃,使其处于过冷状态,然后通过超声波的空化效应使过冷水瞬间转变成流态化冰水混合物(冰浆),从而实现制冰和蓄冷。这种技术相比传统的静态冰蓄冷方式,具有更高的传热效率和更快的制冰速度。动态冰蓄冷可以改善水资源的利用效率,促进社会可持续发展。佛山工业动态冰蓄冷设备
冰蓄冷系统,共晶盐蓄冷也称之为优态盐蓄冷是利用固液相变特性蓄冷的另一种形式。共晶盐是由无机盐、水、成核剂和稳定剂组成的混合物。目前应用较广的共晶盐相变温度约8~9℃,相变潜热约95kJ/kg,在蓄冷系统中,这些蓄冷介质大多装在板状、球状或其它形状的密封件里,再放入蓄冷槽中。静态制冰技术虽然技术、理论较完备,但是在静态制冰系统中,由于为冰晶静态生长,期间结成的冰块直接在换热面上不断生长变厚,使得换热热阻不断加大,随着蓄冰过程的进行,工作情况只会继续恶化。与静态蓄冷方式相比,动态冰蓄冷方式制成的冰浆为有大量悬浮微小冰晶粒子的固液两相溶液,具有很好的流动性与传热性,是一种具有很好发展前景的蓄能技术。佛山工业动态冰蓄冷设备动态冰蓄冷可以降低冷却水的采购成本,减少运输和处理费用。
过冷却热交换器可以采用壳管式、套管式、板式等多种形式的换热器。为了防止过冷水在换热器内结冰,换热器内表面需要进行特殊涂层处理,同时对换热器内部的流场特性也有很高的要求,否则很难获得足够大的过冷度,以及避免堵塞。过冷却解除技术也包括多种,如机械方法、热方法、超声波方法等。过冷水式动态制冰技术的系统控制要求非常高,这也是该技术走向实用化所面临的一大技术难点。由于冰浆中固液两相存在密度差,在蓄冰槽中可以循环抽取出冰浆中分离出来的液态水,再送回制冰系统中生成冰浆,由此可使蓄冰槽内的冰浆固相含量(IPF)达到60%以上。
具体来说:制冰过程:首先,通过板式换热器将普通自来水冷却至零下2℃,使其处于过冷状态而不结冰。接着,利用超声波的空化效应,过冷水瞬间转变为流态化冰水混合物,即冰浆。这种冰浆中的固态冰形态为毫米级以下的颗粒聚集状,易于被液态水渗透。能效提升:由于生成的冰浆孔隙较大,可以直接与回水进行热交换,较大程度上提高了空调系统的能效。此外,动态冰蓄冷的负荷响应性能良好,能够在需要时快速响应并提供冷量。应用优势:相比传统的静态冰蓄冷技术,动态冰蓄冷技术具有更高的传热效率和更快的制冰速度,同时制冷系统的COP值较高,能耗降低。此外,融冰速度快,负荷响应灵敏,占地面积小,场地适应性强,热交换系统简单,节省设备和材料费用。总体来说,动态冰蓄冷技术通过其独特的制冰过程和高效率的热交换特性,为建筑行业的中间空调系统提供了有效的节能解决方案。动态冰蓄冷可以通过冷却水的回收利用实现环境效益的提升。
从原理上和应用上出发,可以归纳出流态化动态冰蓄冷技术相对于传统的冰球、盘管式静态冰蓄冷技术的如下一些技术优势:(1)传热效率高、制冰速度快。动态制冰过程中不但避免了因冰层聚集而引起的导热热阻,还通过强制对流大幅度提高了系统的整体换热性能,从而提高了制冰速度。(2)制冷系统COP高、能耗降低。其制冷蒸发温度可以保持在-5℃~-8℃之间,而且在整个蓄冰过程中保持稳定不下降。相对于冰球、盘管式冰蓄冷中-10℃以下的蒸发温度(而且随着蓄冰量的增加逐渐下降)可以明显提高系统COP。冷量释放过程中,冰块通过冷却设备释放冷量,实现空调效果。佛山工业动态冰蓄冷设备
动态冰蓄冷可以应对电力系统的负荷波动,提高电网的稳定性。佛山工业动态冰蓄冷设备
需要指出的是,这种刮刀扰动式动态制冰技术中的刮刀所起的作用是及时清理换热壁面附近的过冷水,而非像一些传统制冰机那样用于刮除已经生长在换热壁面上的冰层。因此这种制冰方式也避免了因冰层热阻引起的传热恶化,而且还因为刮刀叶片的强烈扰动而大幅强化了对流换热效果。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。佛山工业动态冰蓄冷设备