動態(tài)冰漿由于具有蓄冷密度大、流動性和傳熱性能好等優(yōu)點,現(xiàn)已被用于蓄冷空調(diào)系統(tǒng)中用于用電負(fù)荷的“移峰填谷”,還有用于工業(yè)處理過程和食品工程領(lǐng)域中。隨著對動態(tài)冰漿技術(shù)的深入研究,其設(shè)備成本將降低、運行效率將提高,潛在的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大,動態(tài)冰漿是一種非常實用的新技術(shù)。中國清潔供熱平臺訊:從成本來看,按目前儲電綜合成本約3000元/kWh,移峰1kWh的電力負(fù)荷,蓄冷的成本只為350-500元/kWh(LiB儲能技術(shù)的10~20%)。此外,蓄冷的上下游產(chǎn)業(yè)配套比較成熟,規(guī)?;瘧?yīng)用后的成本下降空間大。在6月22-23日于常州召開的2021年第三屆中國儲熱大會上,中國科學(xué)院廣州能源研究所研究員、儲能技術(shù)研究室副主任宋文吉就“過冷水冰漿技術(shù)及其蓄冷應(yīng)用”作主題演講。冰漿蓄冷技術(shù)的應(yīng)用,有助于提高我國制冷行業(yè)的競爭力。廣州冰漿蓄冷設(shè)備
基礎(chǔ)知識提問與回答:過冷水冰漿制冰的原理是什么?答:一般我們會認(rèn)為水的凝固點為 0℃,也就是水在 0℃以下會凍結(jié),但實際上,水在 0℃以下仍會以過冷水的型態(tài)存在,這是因為由液態(tài)水轉(zhuǎn)變成冰的過程存在有一個能量狀態(tài),水需要克服這個能量障礙才能結(jié)冰。結(jié)冰過程需要兩個關(guān)鍵因素:凝結(jié)核和低溫。普通的自來水較低可以形成-5℃~-6℃的過冷水,所以只要控制好溫度、材料、結(jié)構(gòu)、流速、壓力等參數(shù),就可以確保穩(wěn)定地產(chǎn)生-2℃的過冷水,過冷水進入冰漿發(fā)生器中,冰漿發(fā)生器提供凝結(jié)核,過冷水即成為冰漿(冰水混合物),儲存在蓄冰罐中。廣州冰漿蓄冷設(shè)備冰漿蓄冷原理基于冰的熱力學(xué)性質(zhì),冰的融化過程吸收大量熱量。
動態(tài)冰漿蓄冷系統(tǒng)是利用水具有過冷的特性制取冰漿,而亞穩(wěn)態(tài)的過冷水受到外界的干擾容易激發(fā)促品,在板式換熱器通道管道等地方結(jié)冰,導(dǎo)致發(fā)生“冰堵"的現(xiàn)象,所以動態(tài)冰漿蓄冷系統(tǒng)的設(shè)計、制作、工藝等要求較高,本文對動態(tài)冰漿蓄冷系統(tǒng)的設(shè)計作簡要的總結(jié)。制冰機內(nèi)的主要部件有板式換熱器、防傳播器、冰漿發(fā)生器等。板式換熱器:動態(tài)冰漿蓄冷系統(tǒng)的制冰機對換熱器的要求比較高,要求工藝質(zhì)量好、換熱效率高。板式換熱器的材質(zhì)、工藝,換熱等條件比其他類型的換熱器好,是制冰機換熱設(shè)備比較的好選擇,但并不是所有的板式換熱器都適合,根據(jù)實驗的測試,片距小,角孔大的板式換熱器是較理想的選擇。
應(yīng)用,冰漿蓄冷儲能技術(shù)在以下領(lǐng)域有普遍的應(yīng)用;1建筑空調(diào)系統(tǒng),冰漿蓄冷儲能技術(shù)在建筑空調(diào)系統(tǒng)中被普遍采用。通過儲存冰漿,可以在電力需求低谷時期制冷并儲存熱量,然后在電力需求高峰時期釋放熱量。這種技術(shù)可以降低建筑物的能耗,并提高供暖和制冷系統(tǒng)的效率。2 工業(yè)制冷,冰漿蓄冷儲能技術(shù)也可以用于工業(yè)制冷。工業(yè)生產(chǎn)中需要大量的冷卻水來降低設(shè)備和機器的溫度。通過使用冰漿蓄冷儲能系統(tǒng),可以在低能耗期問制冷并儲存熱量,然后在高能耗期間釋放熱量,從而提高工業(yè)制冷系統(tǒng)的效率。3醫(yī)療設(shè)備和實驗室,冰漿蓄冷儲能技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備和實驗室中也有應(yīng)用。在一些實驗室和醫(yī)療設(shè)備中,需要保持穩(wěn)定的低溫環(huán)境。通過使用冰漿蓄冷儲能系統(tǒng),可以在低需求期間制冷并儲存熱量,然后在高需求期間釋放熱量,從而保持恒定的低溫環(huán)境。冰漿蓄冷技術(shù)的應(yīng)用范圍普遍,包括商業(yè)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
冰漿的其他潛在應(yīng)用,冰漿溶液除了用于舒適性空調(diào)、工業(yè)生產(chǎn)過程、食品處理與保存外,還可用于以下方面:1用于管道和換熱器清洗,傳統(tǒng)的清理管道和換熱器污垢臟物的方法常采用機械方法,但對于形狀復(fù)雜的換熱器,該方法很難完成去污。采用10%的冰漿溶液能夠完成復(fù)雜幾何形狀管道和換熱器的清污工作。2用作冷藏汽車的蓄冷劑,在冷藏汽車的四周保溫夾層空間內(nèi)充入冰漿溶液,使車廂內(nèi)保持所要求的溫度,它與普通運輸車輛相比,能保證冷藏食品的新鮮。冰漿的充入和更換可在專門的充冷站進行。3用作滅火劑,現(xiàn)有的滅火裝置和噴嘴仍然可以輸送濃度為30%的冰漿溶液,采用冰漿溶液滅火可以使滅火時間減少一半,同時使室內(nèi)溫度急劇降低。與水相比,采用冰漿滅火所需的量較少。冰漿蓄冷系統(tǒng)具有較好的調(diào)節(jié)性能,可應(yīng)對電力負(fù)荷波動。廣州冰漿蓄冷設(shè)備
冰漿蓄冷工藝主要包括冰漿制備、儲存、輸送和釋冷四個環(huán)節(jié)。廣州冰漿蓄冷設(shè)備
發(fā)展蓄冷技術(shù)的重要意義,宋文吉指出,制冷是社會能源消耗的重要組成部分。制冷空調(diào)的能耗和溫室氣體排放是中國30/60雙碳目標(biāo)的重要組成部分。中國夏季電力高峰負(fù)荷的40%以上是制冷空調(diào)造成的,商業(yè)/公共建筑50%以上的能耗是空調(diào)機組。同時,越來越多的樓宇采用熱泵空調(diào),夏季供冷、冬季供熱,空調(diào)機組同時影響全年的供電負(fù)荷。因此,必須充分重視制冷空調(diào)對電力負(fù)荷的影響,否則反饋到上游,則直接影響電力的供應(yīng)和可再生能源的消納。廣州冰漿蓄冷設(shè)備