福建機(jī)房動(dòng)態(tài)冰儲(chǔ)能

夏季高溫時(shí)段空調(diào)用電負(fù)荷，特別是大型中央空調(diào)、區(qū)域供冷和地鐵空調(diào)等空調(diào)負(fù)荷集中，是造成城市電力負(fù)荷峰谷差的主要原因，而冰蓄冷空調(diào)是實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)調(diào)峰的有效技術(shù)之一。目前我國已有的蓄冰空調(diào)工程設(shè)備70%以上來自國外，且99%都屬于靜態(tài)蓄冰技術(shù)，主要包括盤管制冰、冰球制冰等傳統(tǒng)靜態(tài)制冰方式，其體積大、運(yùn)行成本高、制冰效率低，平均制冷量只有空調(diào)工況制冷量的50%。目前，國際上采用的技術(shù)有超聲波促晶、電動(dòng)閥促晶以及其他一些促晶技術(shù)。相比傳統(tǒng)制冰，動(dòng)態(tài)冰生產(chǎn)效率更高。福建機(jī)房動(dòng)態(tài)冰儲(chǔ)能

冰蓄冷是利用夜間低谷電力制冰并蓄存起來，在白天用電高峰時(shí)用蓄存的冰作為冷源供給空調(diào)系統(tǒng)，以減輕白天電網(wǎng)的高峰負(fù)荷，達(dá)到為電網(wǎng)削峰平谷的目的。動(dòng)態(tài)冰蓄冷以動(dòng)態(tài)的過冷水來制冰，換熱效率高、制冰速度快、設(shè)備緊湊、制冷機(jī)能耗低，是國際上冰蓄冷的主要發(fā)展方向。該研究得到了國家863、國家自然科學(xué)基金、中科院、廣東省等10余項(xiàng)省部級(jí)以上項(xiàng)目的支持，申請(qǐng)發(fā)明專業(yè)技術(shù)20余項(xiàng)，發(fā)表科研論文60多篇。因技術(shù)較為成熟，在目前廣泛應(yīng)用于冰蓄冷系統(tǒng)項(xiàng)目中。黑龍江專業(yè)動(dòng)態(tài)冰儲(chǔ)能冰球循環(huán)系統(tǒng)，采用封閉式設(shè)計(jì)，防止冰球融化后污染環(huán)境。

儲(chǔ)能技術(shù)是解決用電峰谷電負(fù)荷差距大、能源短缺的有效方式。需要注意的是，這里所說的儲(chǔ)能，并不光包括熱能的存儲(chǔ)，還包括蓄冷。通過夜間蓄冷，可在電價(jià)較為低廉的夜間儲(chǔ)存能量，用于轉(zhuǎn)移用電高峰時(shí)的空調(diào)負(fù)荷，具有很高的經(jīng)濟(jì)性，可以起到很好的平衡用電負(fù)荷，發(fā)揮＂移峰填谷＂的作用，是一種可以獲得長遠(yuǎn)效益的節(jié)能形式，這種方式的實(shí)現(xiàn)就需要一種成熟的冰蓄冷技術(shù)。按照制冰方式的不同，蓄冰系統(tǒng)可分為靜態(tài)制冰和動(dòng)態(tài)制冰兩種方式。其中，靜態(tài)制冰技術(shù)雖然技術(shù)、理論較完備，但是在靜態(tài)制冰系統(tǒng)中，由于為冰晶靜態(tài)生長，期間結(jié)成的冰塊直接在換熱面上不斷生長變厚，使得換熱熱阻不斷加大，隨著蓄冰過程的進(jìn)行，工作情況只會(huì)繼續(xù)惡化。與靜態(tài)蓄冷方式相比，動(dòng)態(tài)冰蓄冷方式制成的冰漿為有大量懸浮微小冰晶粒子的固液兩相溶液，具有很好的流動(dòng)性與傳熱性，是一種具有很好發(fā)展前景的蓄能技術(shù)。

系統(tǒng)原理：1、熱泵工況，熱泵原理同能源塔的系統(tǒng)原理，是從蓄冰槽內(nèi)吸收水的熱量進(jìn)行制熱，可通過冷卻水、土壤、河湖水等進(jìn)行釋冷。供熱時(shí)，即時(shí)或分時(shí)向大氣或其它熱源全部或部分放冷。當(dāng)放冷速率跟不上時(shí)，冷量就以冰晶的形式蓄存，供熱放冷可以不同時(shí)，如10小時(shí)供熱可以24小時(shí)錯(cuò)時(shí)放冷；條件允許時(shí)，可用低谷電化冰間接蓄熱。2、該系統(tǒng)相對(duì)于靜態(tài)蓄冰的優(yōu)勢(shì)，3主機(jī)能效高。初始的冰點(diǎn)溫度約為-1℃，蒸發(fā)溫度約為-4.5℃，每個(gè)循環(huán)約形成2%的冰晶，每個(gè)循環(huán)后溶液會(huì)有增加，一般設(shè)計(jì)為50%的蓄冰量，蓄冰完成后，溶液濃度會(huì)增加到6%，這時(shí)對(duì)應(yīng)的冰點(diǎn)是-2.5℃，蒸發(fā)溫度約為-5.5℃，主機(jī)能效有所下降，主機(jī)COP在4.5以上。而雙工況盤管蓄冰，乙二醇為-5.6℃，蒸發(fā)溫度為-7℃的，主機(jī)的COP在3.5以下，且同樣靜態(tài)冰制取過程中，由于隨著冰層厚度的增加，傳熱也逐漸有所減少，主機(jī)需要卸載，從而會(huì)延長制冰時(shí)間，增加能耗。動(dòng)態(tài)冰系統(tǒng)，采用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工藝流程的自動(dòng)化。

具體來說：制冰過程：首先，通過板式換熱器將普通自來水冷卻至零下2℃，使其處于過冷狀態(tài)而不結(jié)冰。接著，利用超聲波的空化效應(yīng)，過冷水瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化冰水混合物，即冰漿。這種冰漿中的固態(tài)冰形態(tài)為毫米級(jí)以下的顆粒聚集狀，易于被液態(tài)水滲透。能效提升：由于生成的冰漿孔隙較大，可以直接與回水進(jìn)行熱交換，較大程度上提高了空調(diào)系統(tǒng)的能效。此外，動(dòng)態(tài)冰蓄冷的負(fù)荷響應(yīng)性能良好，能夠在需要時(shí)快速響應(yīng)并提供冷量。應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：相比傳統(tǒng)的靜態(tài)冰蓄冷技術(shù)，動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)具有更高的傳熱效率和更快的制冰速度，同時(shí)制冷系統(tǒng)的COP值較高，能耗降低。此外，融冰速度快，負(fù)荷響應(yīng)靈敏，占地面積小，場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)，熱交換系統(tǒng)簡單，節(jié)省設(shè)備和材料費(fèi)用。總體來說，動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)通過其獨(dú)特的制冰過程和高效率的熱交換特性，為建筑行業(yè)的中央空調(diào)系統(tǒng)提供了有效的節(jié)能解決方案。動(dòng)態(tài)冰技術(shù)，有望在新能源汽車領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)電池的低溫散熱，提高續(xù)航里程。福建機(jī)房動(dòng)態(tài)冰儲(chǔ)能

動(dòng)態(tài)冰在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可應(yīng)用于種子低溫儲(chǔ)存，提高種子活力。福建機(jī)房動(dòng)態(tài)冰儲(chǔ)能

以下對(duì)本機(jī)組的三個(gè)功能工況做簡單的介紹，系統(tǒng)原理圖如下：1制冷水工況，可同常規(guī)機(jī)組制取供空調(diào)末端直接使用的空調(diào)工況的冷凍水，本報(bào)告不再詳述。2制冰晶工況，同上述原理，本系統(tǒng)采用的是以約3.5%溶度改性抑制性乙二醇水溶液或丙二醇水溶液替代水作為供冷（蓄冷）介質(zhì)，溶液集載冷、蓄冷、供冷于一體，蓄冰時(shí)溶液在蒸發(fā)器（換熱器或冰晶生成器）中降溫析出冰晶，溶液析出冰晶后成為流態(tài)冰，此時(shí)流態(tài)冰平均質(zhì)量溶度2.5～3.5%，在蓄冰槽內(nèi)冰晶與溶液自然分離，溶液在下部，冰晶在上部。福建機(jī)房動(dòng)態(tài)冰儲(chǔ)能