冰蓄冷的原理,冰蓄冷是一種基于相變過程的熱量儲存技術(shù),通過將低價電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能或物理能,將水轉(zhuǎn)化為固體時形成的放熱作用儲存下來。在需要用冷的時候,通過冷媒流動將儲存的冰塊內(nèi)部的冷量釋放出來實現(xiàn)空調(diào)制冷。具體來說,冰蓄冷的過程可以分為三個階段:制冰、儲冰和釋放冷。首先是制冰階段,利用夜間低谷電能啟動制冰機組,消耗電能制冰;其次是儲冰階段,將制冰過程中得到的冰塊儲存在蓄冰槽中,儲冰槽內(nèi)置有冷媒管,形成冰蓄冷系統(tǒng)的主體部分;然后是釋放冷階段,通過泵和冷媒流動將蓄存的冰塊內(nèi)部的冷量釋放出來,通過空氣處理機組將冷量帶走實現(xiàn)空調(diào)制冷。冰蓄冷是利用制冷設(shè)備在低負荷時制冷貯存冰塊,在高負荷時釋放冷能,供空調(diào)、制冷等領(lǐng)域使用的節(jié)能技術(shù)。封裝冰蓄冷系統(tǒng)
蓄冷空調(diào)特點:(1)轉(zhuǎn)移制冷機組用電時間,起到轉(zhuǎn)移電力高峰期用電負荷的作用。(2)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷設(shè)備容量和裝設(shè)功率小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng),一般可減少30%~50%。(3)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的一次投資比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要高。如果計入供電增容費及用電集資費等,有可能投資相對或增加不多。(4)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運行費用由于電力部門實行峰谷電價政策,比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)要低,分時電價差值愈大,得益愈多。(5)蓄冷空調(diào)系統(tǒng)制冷設(shè)備滿負荷運行比例增大,狀態(tài)穩(wěn)定,提高設(shè)備利用率。(6)蓄冷空調(diào)不一定節(jié)電,而是合理使用峰谷段的電能。上海乳業(yè)冰蓄冷服務(wù)商冰蓄冷系統(tǒng)的高效運行取決于冷卻水質(zhì)量和冷凍系統(tǒng)設(shè)計,對設(shè)備維護保養(yǎng)要求高。
占用空間,蓄冷設(shè)備的占用空間是業(yè)主與設(shè)計者應(yīng)重點考慮的項目,特別是高樓林立的都市地區(qū),寸士即寸金,有時為增加停車位,而放棄采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng),因此蓄冷設(shè)備的單位可利用蓄冷量所占用體積或面積是衡量蓄冷設(shè)備的一項重要指標,應(yīng)優(yōu)先考慮占用空間少,布置位置靈活的蓄冷設(shè)備。熱損失,在設(shè)計蓄冷槽體時應(yīng)注意:槽體必須有足夠的強度克服水,冰水混合物或其它冷媒體的靜壓,槽體應(yīng)作防腐防水處理,同時應(yīng)防止水的蒸發(fā)。對于埋地式蓄冷槽,槽體還須承受泥土和地表水對槽體四周的壓力。 蓄冷槽體一般每天有l(wèi)—5%的能量損失,其數(shù)值大小取決于槽體的面積、傳熱系數(shù)和槽體內(nèi)外溫差。對于埋地式蓄冷槽設(shè)計時必須考慮其冷損失,通常換熱系數(shù)取0.58~1.9W/ M2.K。槽體材料可選用鋼結(jié)構(gòu)、混凝土、玻璃鋼或塑料。
與傳統(tǒng)的制冷空調(diào)系統(tǒng)相比,冰蓄冷技術(shù)在許多方面具備獨特的優(yōu)勢。一、實現(xiàn)快速放冷和瞬間冷卻,對于那些熱負荷波動非常大的場所來說,冰蓄冷技術(shù)通過儲存大量的冷能,并在短時間內(nèi)釋放出大量的冷量,實現(xiàn)快速降溫和瞬間冷卻,可以滿足特殊工藝對溫度的嚴格要求。在食品飲料行業(yè)中,對于某些產(chǎn)品的加工和儲存需要臨近冰點的低溫環(huán)境,以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全,冰蓄冷能夠提供0~2℃臨近冰點的較低溫水,達到衛(wèi)生標準要求。二、減少能耗和噪音,在傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)中,為了滿足制冷需求,通常需要大量的冷水流動和空氣循環(huán),消耗大量的能源并產(chǎn)生噪音。而冰蓄冷技術(shù)通過在低負荷時儲存冷能,在高負荷時釋放冷能,可以提供較大的溫差供冷效果,減少了冷水流量和循環(huán)風量,從而有效降低了能耗和噪音水平。冰蓄冷技術(shù)的設(shè)計、安裝與運行需要符合嚴格的標準,確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
負荷控制式(限制負荷式),負荷控制式就是在電力負荷不足的時段,對制冷機組的供冷量加以限制的一種控制方法。通常這種方法是受電力負荷限制時才采用,超過制冷機組供冷量的負荷可由蓄冷設(shè)備負責。例如城市電力負荷高峰時段(上午8∶00~11∶00),禁止制冷機組運行。均衡負荷式,均衡負荷式是指在部分蓄冷系統(tǒng)中,制冷機組在設(shè)計日24小時內(nèi)基本上滿負荷運行;在夜間滿載蓄冷,白天當制冷機組產(chǎn)冷量大于空調(diào)冷負荷時,將滿足冷負荷所剩余的冷量(用冰的形式)蓄存起來;當空調(diào)冷負荷大于制冷機組的制冷量時,不足的部分由蓄冷設(shè)備(融冰)來完成。這種方式系統(tǒng)的初期投資較小,制冷機組的利用率較高,但在設(shè)計日空調(diào)負荷高峰時段與當?shù)仉娏ω摵筛叻鍟r段是否相同時,即是否與當?shù)仉妰r低谷時段相重疊,如不重疊,則系統(tǒng)的運行費用較高。冰蓄冷系統(tǒng)可以通過添加冷卻劑改善制冷貯存系統(tǒng)的效率,提高系統(tǒng)的空調(diào)效果。靜態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)
冰蓄冷系統(tǒng)的智能監(jiān)控模塊可實時監(jiān)測溫度、濕度等參數(shù),根據(jù)實時數(shù)據(jù)進行適時調(diào)節(jié),提高運行效率。封裝冰蓄冷系統(tǒng)
過冷水制冰:板冰機:水蓄冷特征:利用水溫變化可蓄存的顯熱量,比熱4.184 kJ/kg.K,蓄冷溫差可為8~11℃;較低蓄冷溫度為4~6℃;蓄冷密度:蓄冷溫差為8℃:0.118m3/kWh;蓄冷溫差為11℃:0.086m3/kWh;取冷速率:不受限。水槽結(jié)構(gòu):單槽(分層)式、雙槽式、多槽式、隔膜或隔板式、復(fù)合水槽式、迷宮式。重點:防止和減少蓄冷水槽內(nèi)因溫度較高的水流和溫度較低的水流發(fā)生混合,引起能量損失;分層式水蓄冷槽的設(shè)計關(guān)鍵:布水器設(shè)計;槽體可用鋼筋混凝土或鋼板制作,也可單建蓄冷水槽或利用消防水池等。影響水蓄冷性能的關(guān)鍵因素:高徑比:較佳高徑比應(yīng)該介于2.0~2.5;蓄冷溫差:蓄冷/取冷效率隨著溫差增加而上升;布水器:反向安裝;均勻出口流速設(shè)計;Froude 數(shù)=1設(shè)計原則;低Re雷洛數(shù)設(shè)計,噴口Re應(yīng)介于200~850。封裝冰蓄冷系統(tǒng)