冰蓄冷技术节能环保,发展前景广阔

    冰蓄冷作为新世纪的重要节能手段发展方向之一,是造福人类并具有广阔的发展前景的新技术,有着良好的社会效应和经济效益,在世界能源和环保日益重要的今天,冰蓄冷将作为我国电力移峰填谷,提高电网用电负荷率,改善电力投资综合效益和减少CO2、硫化物排放量来保护环境的重要手段。
    冰蓄冷技术是利用夜间电网低谷时间,利用低价电制冰蓄冷将冷量储存起来,白天用电高峰时溶水,与冷冻机组共同供冷,而在白天空调高峰负荷时,将所蓄冰冷量释放满足空调高峰负荷需要的成套技术。


 
蓄冷空调的特点
1)转移制冷机组用电时间,起到转移电力高峰期用电负荷的作用。
2)蓄冷空调系统的制冷设备容量和装设功率小于常规空调系统,一般可减少30%~50%。
3)蓄冷空调系统的一次投资比常规空调系统要高。如果计入供电增容费及用电集资费等,有可能投资相对或增加不多。
4)蓄冷空调系统的运行费用由于电力部门实行峰谷电价政策,比常规空调系统要低,分时电价差值愈大,得益愈多。
5)蓄冷空调系统制冷设备满负荷运行比例增大,状态稳定,提高设备利用率。
6)蓄冷空调不一定节电,而是合理使用峰谷段的电能。
 

蓄冰空调设备

冰盘管式系统

    冰盘管式系统又称冷媒盘管式和外融冰。该系统也称直接蒸发式蓄冷系统,其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内,冰冻结在蒸发器盘管上。融冰过程中,冰由外向内融化,温度较高的冷冻水回水与冰直接接触,可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水,出水温度与要求的融冰时间长短有关。这种系统特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所,如一些工业加工过程及低温送风空调系统。 

内融冰式冰蓄冷

    该系统是将冷水机组制出的低温乙二醇水溶液(二次冷媒)送入蓄冰槽(桶)中的塑料管或金属管内,使管外的水结成冰。蓄冰槽可以将90%以上的水冻结成冰。融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液进入蓄冰槽,流过塑料或金属盘管内,将管外的冰融化,乙二醇水溶液的温度下降,再被抽回到空调负荷端使用。[2] 

动态制冰

    该系统的基本组成是以制冰机作为制冷设备,以保温的槽体作为蓄冷设备,制冷机安装在蓄冰槽上方,在若干块平行板内通入制冷剂作为蒸发器。循环水泵不断将蓄冰槽中的水抽出送到蒸发器的上方喷洒而下,在平板状蒸发器表面结成一层薄冰,待冰层达到一定厚度(一般在3~6.5mm之间)时,制冰设备中的四通换向阀切换,使压缩机的排气直接进入蒸发器而加热板面,使冰脱落。也就是冰的所谓“收获”过程。通过反复的制冰和收冰,蓄冷槽的蓄冰率可以达到40%~50%。由于板式蒸发器需要一定的安装空间,因此动态制冰不大适合大、中型系统。

 

流程选择

    蓄冰空调系统的制冷机组与蓄冰装置可以有多种组成。基本上可以分为串联系统和并联系统两种。 

串联流程

    串联系统有机组位于蓄冰装置的上游和机组位于蓄冰装置的下游两种形式。  
    串联系统的制冷机与蓄冰罐在流程中处于串联位置,以一套循环泵维持系统内的流量与压力,供应空调所需的基本负荷。串联流程配置适当自控,也可实现各种工况的切换。串联流程系统较简单,放冷恒定,适合于较小的工程和大温差供冷系统。

并联流程

    并联系统有单(板式)换热器系统和双(板式)换热器系统。并联系统的制冷机与蓄冰罐在系统中处于并联位置,当最大负荷时,可以联合供冷。同时该流程可以蓄冷、蓄冷并供冷、单溶冰供冷、冷机直接供冷等。并联流程在发挥制冷机与蓄冰罐的放冷能力方面均衡性较好,夜间蓄冷时只需开启功率较小的初级泵运行,蓄冷时更节能,运行灵活。
 
冰蓄冷中载冷剂的选择
1)要求载冷剂在工作温度下处于液体状态,不发生相变。
2)要求载冷剂的凝固温度至少比制冷剂的蒸发温度低4~8℃,标准蒸发温度比制冷系统所能达到的最高温度高。比热要大,在传递一定热量时,可使载冷剂的循环量小,使输送载冷剂的泵耗功减少,管道的耗材量减少,从而提高循环的经济性。另外当一定量的流体运载一定量的热量时,比热大能使传热温差减小。
3)热导率要大,可增加传热效果,减少换热设备的传热面积。
4)粘度要小,以减少流动阻力和输送泵功率。
5)化学性能要求稳定。载冷剂在工作温度内不分解;不与空气中的氧化合,要求不腐蚀设备和管道。


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