在常规的空调系统中,6℃/12℃的供/回水温度所产生的冷量约为25kJ/kg,这主是由于水的显热容量较小,而采用冰浆作载冷剂可以减小所需的循环量。冰浆与冷水的供冷量比较。冰浆的供冷量是随着冰晶的浓度而变化的,如当冰晶的浓度为20%、冰晶的供/回水温度为0℃/13℃时,其冷量比为4.8,则其提供的冷量为120kJ/kg。冰浆溶液的传热系数随其流量和浓度的变化。从图中可知:传热系数是随着流量的增加而增加、随着冰浆浓度的增加而减小。这是由于冰浆浓度的增加减小了溶液的扰动,通过换热器的流动是层流而不是紊流。尽管在较高冰浆浓度下,其传热系数下降,但由于微小的冰晶增加了其传热表面积,以及具有较大的传热温差,仍然使其具有较高的传热量。冰浆蓄冷系统在建筑领域,可用于空调制冷和热泵供暖。中山蒸发式冰浆蓄冷保温
部分典型工程案例,从技术升级方向来看,下一代冰浆蓄冷技术升级将坚持能效提升和装备提升两个思路,一是简化系统,减少载冷剂循环,可节省约20%泵功;减少换热损失,可提高约6%的效率;二是提高制冰设备的集成度,减小占地面积;研发大容量制冰机组,实现电-冷转换(制冰)装备的集成化、模块化、大型化,降低蓄冷系统成本,提高场景适应性。冰浆技术在供热及其他领域的应用,宋文吉指出,冰浆技术也可在供热领域实现应用。利用可控相变技术,可以进一步提取由水到冰的相变潜热,这个热可以作为热泵供热的热源,冰源热泵可为跨季节储冷提供无偿的冰。中山蒸发式冰浆蓄冷保温冰浆蓄冷技术的发展,将带动相关产业链的升级和优化。
冰浆是由微小的冰晶和溶液组成,而溶液通常是由水和冰点调节剂(如乙二醇、乙醇或氯化钠等)构成。由于冰晶的融解潜热大,使得冰浆具有较高的蓄冷密度;同时由于冰晶具有较大的传热面积,使其具有较快的供冷速率和较好的温度调解特性。它不象传统的盘管式(内融冰、外融冰)和封装式(冰球、冰板)蓄冷系统的冰凝结在换热器的壁面上,增加了冰层的传热热阻,使其传热效率较低。冰浆蓄冷系统现已被用于空调系统中,夜间低谷时蓄冷,白天高峰时供冷,冰浆蓄冷空调系统的容量一般只有高峰冷负荷的20%—50%,使其整个系统小巧、紧凑。由于冰浆蓄冷空调系统具有低温送风特性,使得整个空调系统的风管、水管尺寸减小,冷量输送的功耗也大为降低,运行成本减小。
冰蓄冷满足制冷需求:1)晚上蓄冰,白天融冰,移峰填谷,改善国家用电结构;2)通过蓄冰,减少制冷机组容量。制冷机组运行时可保障一直运行在高负荷段,以提高制冷效率;4)蓄冰系统可做为备用冷源,可应对紧急停电事故5)蓄冰系统扩容方便,可轻松面对空调使用面积的增加;6)采用冰蓄冷,由于减小制冷机组装机容量而减小电力设备投资,如变压器、配电柜及自备发电设施等,整套制冷系统的辅助设备及辅件也都减小,制冷机房面积减小;配合峰谷电价,大温差系统设计,运行费用与末端费用投资减小,整体经济效益明显。冰浆蓄冷在食品加工、制药等行业具有巨大的应用潜力。
经典案例,国内头一个大型冰浆蓄冷项目清华紫光南方产业化基地于2010年10月正式完工,现在处于运行阶段。清华紫光信息港位于深圳市南山区科技园北区,总建筑面积约83299.77㎡,本建筑的空调夏季峰值冷负荷约1854RT,空调设计日总冷负荷21611 RTh。系统采用500RT螺杆双工况主机3台,夜间3台全部进行冰浆蓄冰,蓄冰工况制冷量370RT/台,8小时冰浆潜热蓄冷量达到8800RTh。2011年3月14日,受深圳市科技工贸和信息化委员会委托,深圳市节能专业人员联合会组织专业人员对由深圳力合节能技术有限公司研发、设计、施工的清华紫光信息港动态冰浆蓄冷系统节能项目进行节能贴息验收,与会专业人员听取了有关方面的项目汇报,进行了现场考察并审查了项目验收资料。冰浆在制备过程中,循环水流经冰浆发生器,冰粒逐渐形成。中山蒸发式冰浆蓄冷保温
冰浆蓄冷技术在未来城市制冷中,将发挥重要作用。中山蒸发式冰浆蓄冷保温
冰浆蓄冷储能系统由以下几个主要组成部分构成:-制冷机组:用于将热量从冷却介质中抽取出来,以生成冰。-冰浆蓄冷装置:用于将冰与水混合形成冰浆。-蓄热装置:用于储存冰浆中的热能。-冷却系统:用于将冷却介质中的热量释放到环境中。冰浆蓄冷储能系统的工作过程如下:1.制冷机组将热量从冷却介质中抽取出来将其冷却至0摄氏度以下,形成冰。2.冰与水混合形成冰浆,并通过管道输送到蓄热装置中储存。3.当需要释放热量时,冰浆从蓄热装置中流出,通过冷却系统释放热量到环境中。4.一旦冰浆中的冰全部融化,储能系统将停止工作。中山蒸发式冰浆蓄冷保温
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