弗格森动态冰蓄冷技术优势分析(1)
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1.冰蓄冷空调系统的定义:冰蓄冷空调系统,就是利用蓄能设备在空调系统不需要冷量的时间内将冷量储存起来,在空调系统需要的时间再将这部分能量释放出来的空调系统。
按冷源分类:①冷媒液〔盐水等〕循环,②制冷剂直接膨胀式按制冰形态分类:①静态型,在换热器上结冰与融冰;最常用的为浸水盘管式外制冰内融方式;②动态型,将生成的冰连续或间断地剥离;最常用的是在假设干平行板内通以冷媒,在板面上喷水并使其结冰,待冰层到达适当厚度,再加热板面,使冰片剥离,提高了蒸发温度和制冷机性能系数。
按冷水输送方式分类:①二次侧冷水输送方式为冰蓄冷槽与二次侧热媒相通,②一次侧与二次侧相通的盐水输送方式按装置组成分类:①现场安装型,适用于大型建筑物;②机组型,将制冷机与冰蓄冷槽等组合成机组,由工厂生产,适用于中小型建筑物。
冰蓄冷空调自控系统的基本功能冰蓄冷空调由于自身的特点而对自控系统有一定的依赖,而这种依赖就决定了自控系统的基本功能。
就一般情况而言,冰蓄冷空调对自控系统有如下四个方面的基本要求:1、工况切换和设备起停控制。
冰蓄冷空调是在同一管道系统上通过对水泵和阀门等设备的不同组合而得到不同的工况的,而不同的工况组合又表达出不同的运行策略。
因此,选择冰蓄冷空调只是为降低运行费用在设备上提供了可能,而真正实现降低运行费用还需将系统中所有设备有机地结合起来,并使操作者方便快捷地在各工况之间切换。
就具体的工程而言,不同的工况对参与运行的水泵以及阀门的开启和关闭都有不同的规定,与此同时,对各设备的启动顺序和设备启动的时间间隔都有具体的要求。
这就要求自控系统能为工况的切换提供方便、安全的操作手段。
理想情况下,操作者希望通过鼠标在屏幕上的点击或通过菜单的选择就能切换工况。
但是自控系统在提供操作方便的同时又要能够防止人员的误操作,所以建议把工况切换和系统启动分为两步操作,即切换工况只是为系统启动做好了工况的选择,而并不是在切换工况后直接启动系统。
冰蓄冷空调的原理和优缺点介绍一、冰蓄冷的技术原理:冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力段开启制冷主机,将建筑物所需的空调部分或全部制备好,并以冰的形式储存于蓄冷装置中,在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷,由于充分应用了夜间低谷电力,由此使中央空调的运行费用(在有夜间低谷电力费用的地区)降低。
在有夜间低谷电力费用的地区,冰蓄冷中央空调不仅为用户节约大量的运行费用,而且对电网具有卓越的移峰填谷功能,提高电网运行的经济性。
国家发改委在《节能中长期专项规划》中,将应用电力蓄冷、蓄热作为节能降耗的十大措施之一。
二、冰蓄冷技术与普通空调相比所具有的优势:1、优化空调系统:原中央空调系统设计属于耗能型中央空调系统设计,通过冰蓄冷系统的设计可将原系统进行优化,使空调运行过程更趋于合理。
2、降低运行电费:充分利用电价优惠政策,在夜间低电谷电价时段制冷,在高峰电价时段放冷使用,能够做到部分移峰,从而降低空调运行电费。
3、节省空调运行电量:a、由于充冷过程在夜间进行,夜间气温相比白天较低,制制冷单耗下降。
B、由于充冷时制冷机满负荷地高效运行,避免了正常供冷时难以避免的“小马拉大车”的现象。
4、增加了空调系统的运行的灵活性:b、然停电时,不需开主机,只需开供冷泵,因此,使用备用电源仍可维持空调供冷。
b、应紧张,供电部门对正常中央空调要限电使用,但在全国各地,蓄冷中央空调往往得到额外支持,不在限制范围。
c、行方式灵活,空调可按原有系统单独运行,也可与增加蓄冷系统结合运行。
三、冰蓄冷技术与普通空调相比所具有的缺点:1、通常在不计电力增容费的前提下,其一次性投资比常规空调大。
2、蓄冷装置要占用一定的建筑空间,而且增加了蓄冷设备费用。
3、制冷蓄冰时制冷主机的制冷效率要比在空调工况下低,其空调系统的制冷性能系数(COP)要下降。
4、与普通空调系统相比需增加水管和风管的保温费用。
5、设计与调试相对比较复杂,效能的完全发挥受环境影响较大。
冰蓄冷技术周明一、冰蓄冷空调技术及其发展背景蓄冰空调系统即是在电力负荷很低的夜间用电低谷期,采用电制冷机制冷,将冷量以冰的形式贮存起来。
在电力负荷较高的白天也就是用电高峰期,把储存的冷量释放出来,以满足建筑物空调负荷的需要。
同时在空调负荷较小的春秋季减少电制冷机的开启,尽量融冰释冷,提供空调负荷。
蓄冰空调系统是“转移用电负荷”或“平衡用电负荷”的有效方法。
电力工业是国民经济的基础产业,目前我国的发电装机容量已居世界第二位,但仍不能满足电力消费量;同时电力消费出现夏季冬季差值持续加大的现象,而同一天的上午和晚上电力消费量亦较其他时段达到高峰。
过去国家实行供电侧调节,主要靠新建电厂和建设蓄能电站,但仍满足不了每年用电量以5~7%增长的需要,同时电力系统峰谷差也急剧增加,电网负荷率明显下降,极大影响了发电的成本和电网的安全运行。
由于电能本身不易储存,因此近年来国家从电用户方面考虑并制定了一系列的移峰填谷和节约用电政策加强对用电需求侧的管理(DSM),由于高峰用电量中空调用电一般占了30%以上,建筑物用电的40~60%左右,采用蓄冰空调后可大大缓解由于空调用电负荷在用电峰谷时段的不均衡而造成的电网不均衡。
因此现在全国有许多城市的电力部门都适时推出了分时电价结构和许多相关的优惠政策,以鼓励人们使用蓄冰空调。
冰蓄冷空调技术是实现电网削峰填谷主要方法之一,目前该项技术在世界上属于成熟的技术,正被世界各国广泛的应用于各个领域。
根据权威机构99年的资料显示,蓄冰工程已有1.5万个在全球各地正常运行,仅我国台湾省到2000年末就有近500个蓄冰空调系统正在运行。
国内目前也有150个蓄冰空调系统工程在运行或建设之中,发展势头十分迅猛。
国家电力公司也在有关文件中提出积极推广蓄冰空调技术,转移高峰电力,提高电网经济运行和资源综合利用水平,以达到节能和环境保护的目的。
二、冰蓄冷空调系统主要特点冰蓄冷空调系统相对于常规空调系统具有以下一些特点:1. 冷水机组高效率运行,系统运行灵活,冷量一比一的配置对负荷变化的适应性很强。
新能源电力系统中的储能技术分析摘要:阐述能量储存技术的特点,新能源的发展状况,储能技术在新能源发电系统中的应用,包括化学储存、物理能量储存、抽水蓄能、压缩空气储存、EMC能量储存、相变能量储存技术的应用。
关键词:能量储存,新能源,EMC能量储存,相变能量储存。
引言新能源的应用可以从根本上解决大规模的能量不足,并通过加强其稳定性来确保系统的通用性,从而在波动期间进一步改善电源的质量,最终能够更好地应对各种问题。
综合上述不同的能量储存技术特性,可以合理地安排和协调不同的能量储存技术,从而获得更好的储存效益。
1.能量储存技术的特点随着传统化石能源的不断短缺和生态环境的恶化,新的能源技术得到了迅速发展,天然气的规模不断扩大,在电网中扮演着越来越重要的角色。
例如,传统的电力生产方式,如火电,一般都是根据电力市场的需要来生产、分配和调节电力供应;而风能、太阳能等新能源技术,则更多地依靠自然资源。
由于风能、太阳能是一种波动、间歇性的能源,对其的调控与控制变得更加困难,导致对电网的安全运行产生了较大的负面影响。
但是,运用新能源技术,可以有效地克服其固有的波动、间歇特性,使得电力系统的运行更安全、更稳定,并能有效地提高能量利用率,从而使其在经济、安全等方面都具备一定的优越性。
2.新能源电力系统中的储能技术2.1物理能量储存技术抽水蓄能技术。
抽水蓄能技术是一种以低电位为能量储存的技术,这种技术已经非常成熟,具有高能量和低消耗的特点。
这种技术在实施的时候,需要在大坝的上下两个地方都有一个蓄水池,这样在没有足够电量的情况下,就可以启动蓄水池,让电机一直处于最佳的运行状态,这样就可以将下游水库的水排出来,从而保证上游水库的水量得到最大的保护。
在超负荷运行的时候,采用这种储能技术,可以保证发电机始终处于最佳的工作状态,在这个时候,主要是利用上游的水库来发电,在实际使用的时候,可以转化80%的电能。
采用压缩空气储存技术。
空气压缩技术,是一种用于大型工业企业的电能存储技术,当电网的负荷不够大的时候,它就会对大气进行进一步的压缩,然后通过高压的方式将空气储存起来。
冰蓄冷空调系统的节能技术摘要:空调冰蓄冷技术是20世纪90年代以来在我国兴起的一门实用综合技术.实施该技术能够有效地“移峰填谷”平衡电网的供电负荷,具有显著的社会和经济效益。
冰蓄冷空调系统可以使制冷机容量减少,且经常在满负荷高效率下工作。
它利用夜间廉价电,均衡电网负荷,符合我国国情。
基于此,本文主要对冰蓄冷空调系统的节能技术进行分析探讨。
关键词:冰蓄冷空调系统;节能技术1、前言近年来,随着中国经济的增长,人们生活水平的改善,人们对办公、生活环境也提出了更高的要求。
为了满足要求,各类建筑,尤其是办公大楼,写字楼均安装了中央空调。
然而,常规的中央空调由于能耗较大,增加了成本,造成了不必要的浪费。
为了符合我国政府提出的节能减排政策,蓄能空调应运而生,冰蓄冷空调作为蓄能空调的一种,凭借诸多优点和良好的运行获得了人们的好评。
2、冰蓄冷空调设计中的几种节能优化措施空调冰蓄冷系统能很好地实现电网“移峰填谷”作用,从而可以获得由电价差带来的经济效益。
然而,冰蓄冷系统的初投资较常规空调高许多,成为制约其发展的重要因素之一。
如何使其最大限度地发挥节能优势,从而能更快地回收初期投资,是冰蓄冷空调技术及设计中的关键所在。
鉴于此,笔者总结了以下一些行之有效的节能优化措施。
2.1降低送风温度将空调系统的送风温度由常规的12℃降为4~12℃,使得相同冷负荷下的送风量减少,从而减少风机运行所消耗的功率,使系统节约能耗且运行费用降低。
由流体力学风机功率公式可推导得出,风机所耗功率会随送风量减少呈三次方下降。
此外,送风量的减少意味着送风管道尺寸的减小,从而使系统初期投资降低。
由此可见,降低送风温度可以使冰蓄冷空调系统在实现“移峰填谷”的同时更具节能性,且能降低系统的运行费用和初投资,实现可观的经济效益。
2.2增加热回收装置空调系统排风中的余热直接排放到大气中,既造成城市的热污染,又浪费了热能。
如果将排风中的余热(余冷)加以回收再利用,如加热生活热水、处理新风等,则可提高系统的整体能源利用率,达到节能的目的,同时又可降低机组负荷,节省初期投资。
流态化动态冰蓄冷技术流态化动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰的中过程主要缺点,而且制出的冰以流态化冰浆制做的形式存在。
传统静态制冰原核细胞中,水通过大自然对流换热,冰层外壁首先在换热壁面上形成,然后逐渐变厚。
这样就导致形成新的冰层所需的热量传递必须以导热的形式穿过越积越厚的原有冰层,从而严重的恶化了传热效率,致使结冰愈加困难,制冷剂提供的温度也必须越来越低。
流态化动态冰蓄冷技术制冰过程的最大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水,然后把过水银转移到远离传热壁面梁柱的空间里解除过冷、生成冰浆。
这样就彻底避免了在传热壁面上形成的可能性,既消除了固相冰层导热牵涉到热阻的存在,同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式,因此整个制冰环节的传热系数大幅度提高。
另一方面,制冰操作过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态,并不因微秒而变化,从而保证了出冰速度的恒定,也便于系统的控制。
六种流态化动态冰蓄冷主要包括两种形式,即以高砂热学为代表的温水过凉水式和以Sunwell(日本)为代表的筒扰动式。
两种二种技术在基本原理上才是一致的,但形式差别较大,下面分别说明。
(1)过水银式动态制冰技术过热水式动态制冰技术的式基本原理是:首先把水在过冷却热交换器中冷却至低于0℃的过冷状态,然后把过冷水输送至特殊的过冷却解除器中解除过冷,生成大量细小的冰晶基质,与剩余的液态水一起形成0℃下的冰浆。
这种制冰投资过程中确保关键的技术在于最流过过冷却热交换器的液态水具有尽可能大的过冷度,但同时之前需要保证过冷水不能在流出热交换器又生成冰晶,否则换热器将被堵塞甚至破坏。
此外,还应有高效率的过关键技术冷却解除技术,以确保过冷水能够连续快速结晶。
过冷却蛋壳热交换器可以采用壳管式、套管式、板式等多种形式的换热器。
为了防止过冷水在换热器内结冰,换热器内表面需要或进行特殊涂层处理,同时对换热器内部的流场特性也有很高的要求,否则很难获得足够大的过冷度,以及避免堵塞。
(三)共晶盐(优态盐)蓄冷共晶盐蓄冷是利用固液相变特性蓄冷的一种蓄冷方式。
蓄冷介质主要是由水、无机盐、成核剂和稳定剂组成的混合物,也称优态盐。
这些蓄冷介质大多装在板状、球状或其它形状的密封件中,再放置在蓄冷槽中。
共晶盐蓄冷能力比冰蓄冷小,但比水蓄冷大,所以共晶盐蓄冷槽的体积比水蓄冷槽小,比冰蓄冷槽大。
共晶盐蓄冷的主要优点是相变温度较高,并可以使用普通的空调冷水机组,可以克服冰蓄冷要求很低的蒸发温度的弱点。
二、冰蓄冷空调的运行方式冰方式归纳起来无非是两大类:即静止制冰与动态制冰,运行方式有两种:(1)全蓄冷式,蓄冷时间与空调时间完全分开,夜间制冷机开启制冰,一般采用静止型制冷,当冰层厚度达到设定值时便停机,白天使用空调期间,制冷机不运行,空调负荷全部靠溶冰制取冷水承担,通常在间歇性空调系统中使用,如体育馆、影剧院等建筑。
蓄冷器要求容量大,初投资费用高。
(2)半蓄冰式,在用电低谷制冷机用于制冰运行,在白天用电高峰期,单靠蓄冰器溶冰无法满足全部空调负荷时,不足的部分由制冷机直接运行承担,制冷主机需具备制冷制冰双工况性能。
这种运行方式因蓄冰器容量小,初投资较省而得到普通的应用。
三、冰蓄冷空调系统的经济性分析方法(一)冰蓄冷空调的优势冰蓄冷空调技术在用电低谷时用电制冰并暂时蓄存在蓄冰装置中,在需要时把冷量取出来利用。
可以实现对电网的“削峰填谷”,有利于降低发电装机容量,维持电网的安全高效运行,可以减少由于新建火力发电厂而引起的环境污染,从而保护环境,给人们带来良好的社会生态平衡效益。
夜间用电制冰,白天化冰制冷,不仅可以移峰填谷,而且利用峰谷差价,可节省不少电费,这是冰蓄冷空调给人们带来的实惠。
(二)冰蓄冷空调的经济性分析冰蓄冷空调系统经济分析评价范围包括整个蓄冰空调系统与整个常规空调系统的比较,有多种评价方法和评价指标;评价方法主要分为动态经济评价和静态经济评价;评价指标为投资回收期。
静态经济评价方法主要考虑设备的成本和运行费用。
冰蓄冷系统优缺点简述1冰蓄冷系统优点1)平衡电网峰谷荷,减缓电厂和供配电设施的建设。
2)制冷主机容量减少,减少空调系统电力增容费和供配电设施费。
3)利用电网峰谷荷电力差价,降低空调运行费用。
4)电锅炉及其蓄热技术无污染、无噪声、安全可靠且自动化程度高不需要专人管理。
5)冷冻水温度可降到 1-4C,可实现大温差、低温送风空调,节省水、风输送系统的投资和能耗。
6)相对湿度较低,空调品质提高,可有效防止中央空调综合症。
7)具有应急冷〔热〕源,空调可靠性提高。
8)冷(热)量全年一对一配置,能量利用率高。
2冰蓄冷系统缺点1)通常在不计电力增容费的前提下,其一次性投资比常规空调大2)蓄能装置要占用一定的建筑空间。
3)制冷蓄冰时主机效率比在空调工况下运行低、电锅炉制热时效率有可能较热泵低。
4)设计与调试相对复杂。
采用冰蓄冷空调系统的优缺点,主要优点:(1)利用低谷段电力,具有平衡峰谷用电负荷,缓解电力供应紧张;(2)冰水主机的容量减少,节省增容费用;(3)总用电设施容量减少,可减少基本电费支出;(4)利用低谷段电价的优惠可减少运行电费;(5)冰水温可低至1〜4C,减少空调设备风管的费用;(6)冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔容量减少;(7)电力高压侧及低压侧设备容量减少;(8)室内相对湿度低,冷却速度快,舒适性好;(9)制冷设备经常在设计工作点上平衡运行,效率高,机器损耗小;(10)充分利用24h有效时间,减少了能量的间歇耗损;(11)充分利用夜间气温变化,提高机组产冷量;(12)投资费用与常规空调相当,经济效益佳。
冰蓄冷空调技术在我国的应用将成为不可逆转的趋势。
当然它也有一些缺点, 如增加蓄冷池、水泵的输送能耗及增加蓄冷池等设备的冷量损失等。
与普通空调相比所具有的优势:(1)节省电费。
(2)节省电力设备费用与用电困扰。
(3)蓄冷空调效率高,具有节能效果。
(4)节省冷水设备费用。
(5)节省空调箱倒设备费用。
(6)除湿效果良好。
动态动态冰蓄冷技术冰蓄冷技术冰蓄冷技术及优势分析
及优势分析作者:弗格森研究院
(本文非经弗格森公司、FOCUSUN TECHNOLOGY 、KUELINDA INC.之公司书面同意,不可转载。
保护版权,大家一起努力!)简介:本文从冰蓄冷空调系统的原理出发,介绍了几种国内外比较常用的冰蓄冷空调系统的形式,提出动态冰蓄冷技术的优势,并指出其潜在的社会价值和经济价值。
关键字:动态冰蓄冷冰蓄冷制冰机空调节能
所谓冰蓄冷空调,是指空调压缩机组在夜间电网供电富余的情况下运行制冰并储存(同时也是空调负荷很低的时间),在白天电网供电紧张的情况下(同时也是空调负荷高峰时间),空调系统利用夜间机组所制的冰作为冷源,提供给需要供冷的场所。
这样制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期,而在白天用电高峰期只有辅助设备在运行,从而实现用电负荷的“移峰填谷”。
蓄冰空调技术正是从电力用户着手,参与电力调峰,平衡电网,充分利用谷期电力,将部分峰期电力需求转移到谷期,削减供电量,减少电力建设投资,保护大气环境。
利用冰蓄冷技术,还可转移50%以上的高峰电力需求移峰填谷,既缓解电网供电紧张,又利用夜间廉价电费,节省空调制冷机组的整体运行成本。
冰蓄冷空调系统的发展过程
冰蓄冷技术在空调领域的应用,从世界范围来看,大致经历了四个阶段:
(1)上世纪30~60年代,以削减空调设备装机容量为主要目标,以小冷机带动大负荷的冰蓄冷阶段。
主要在一些周期性使用、供冷时间又很短的建筑物如教堂、体育馆、会堂中采用,旨在降低初投资。
(2)上世纪70~80年代,以转移尖峰用电时段空调用电负荷为主要目的的“移峰填谷”的冰蓄冷阶段。
主要在一些只在用电高峰时段使用空调的建筑物,如办公楼、大型商场内推广使用。
对于单纯的冰蓄冷工艺,由于蓄冷过程需降低蒸发温度,因而降低了制冷效率及增加了制冷时的电耗,所以虽然表面上运行费降低了(由于实行峰谷电价差与其它优惠措施),但实际电能消耗却增加了,而且总投资也高,偿还期一般在4年以上。
(3)从80年代末至90年代中期开始,除了转移尖峰用电时段的空调负荷外,又增加了利用冰蓄冷的“高品位冷能”,以提高空调制冷系统整体能效和降低整体投资及建筑造价、改善室内空气品质和热舒适为目标的冰蓄冷空调阶段。
(4)从90年代中期到现在,各生产厂家突出以地碳、环保为主要目标,在努力提高冰蓄冷工作性能之同时,还侧重在设备体积、安装维护、性价比等方面下工夫。
比较有名的制造商是以德国弗格森(Focusun Refrigeration )和美国Fafco 为代表(Fafco Energy)。
目前世界各国的冰蓄冷中央空调系统主要采用“冰球”式、“冰盘管”式蓄冷系统,这两种方式虽然能从根本上达到蓄冰降温之最终使用目的,但存在很多缺陷:
冰球冰蓄冷系统介绍:
采用冰球式冰蓄冷方式,冰球外表面为聚乙烯材质,外形为直径100mm 左右的圆球,表面设有多个凹坑,球内水结冰膨胀时,结冰时凹坑凸起,防止胀裂。
将很多冰球放入装有乙二醇载冷剂的大蓄冰槽中,冰球通过与乙二醇热交换,球内的水结冰蓄冷、融冰吸热,实现冰蓄冷功能。
冰球冰蓄冷系统的一些不足之处如下:
1、冰球蓄冷系统采用乙二醇载冷剂,带有载冷剂的制冷方式均为二次传热制冷方式,
制冷效率低;
2、球内冷水冻结膨胀时,通过球表面凹处凸起缓解应力,凹面反复动作,容易开裂,
而且结冰膨胀不一定会在凹处形成;
3、冰球的直径通常为80~120mm ,由于冰的热阻大,外部的冷量至少要通过20~
30mm 厚的冰层才能抵达中心点,冰球越中心的冷水越难结成冰,空间利用率低,蓄冷量低,释放冷量慢。
4、冰球表层本身使用聚乙烯材质,传热性能差。
冰盘管冰蓄冷系统介绍:
冰盘管式冰蓄冷,冰盘管采用不锈钢SUS304材质的盘管,盘管外表面附带翅片,盘管一般为多组并联,放置在一个装有水的大蓄冰槽内,蓄冰槽内的水与盘管内部的载冷剂热交换,在制冷蓄冷时,冰盘管外表面结成冰,储存冷量;在融冰吸热时,盘管外表面的冰融化,释放冷量,实现冰蓄冷功能。
冰盘管蓄冷系统的一些不足之处如下:
1、冰盘管蓄冷系统采用载冷剂,带有载冷剂的制冷方式均为二次传热制冷方式,制
冷效率低。
2、冰盘管摆放在蓄冰槽内时,管与管之间的间隙小,所有用的盘管较多,一般采用
价格高昂的SUS304不锈钢管。
投入成本高。
3、盘管外部冰结的越厚,传热效果越差,所以冰盘管外部的结冰厚度一般都比较薄,
蓄冷能力低。
4、盘管较多,而且放置在蓄冰槽中,发生泄漏,不方便维修。
动态冰蓄冷系统动态冰蓄冷系统介绍介绍介绍:
:动态冰蓄冷(Dynamic Ice Storage )采用板片型蒸发器,多片并联,安装在蓄冰池正上方。
压缩冷凝机组一般由多台高温螺杆压缩机并联,实现制冰、蓄能。
动态冰蓄冷简易流程图.jpg
动态的制冰储冰:制冷系统正常运行后,内循环水泵将蓄冰池内的水输送至板冰机蒸发器顶部的洒水槽处,通过洒水槽将水均匀的洒在板冰机蒸发器的外表面,与制冰机(板片状冰形制冰机,又名板冰机)蒸发器内部的制冷剂热交换,部分水在板冰机蒸发器上结冰,没有结冰的水落入蓄冰池内,再次循环。
待蒸发器表面的冰层厚度达到5-8mm时,采用热氟将板冰机蒸发器上的冰脱落,掉进蓄冰池内,漂浮在水面上,通过快速的制冰脱冰循环,最终将蓄冰池内的水全部制成冰。
融冰吸热:通过温度比例调节阀,将部分空调回水通过板冰机蒸发器顶部的洒水槽均匀洒在板冰机蒸发器外表面,由于制冷机组停止运行,空调回水经过板冰机蒸发器,均匀的洒在蓄冰池上方的冰层上,通过热交换,温度降低至接近0℃,再由蓄冰池底部采用水泵输送至空调回水处混合,将空调回水温度降低至空调出水的标准,通过比例调节阀和空调出水温度配合控制空调的出水温度。
在储冰量不足时,机组可运行在冷水制冷模式,即运行部分压缩机,
作为中央空调机组使用。
动态冰蓄冷蓄冰池外观图.jpg
动态冰蓄冷系统特点:
采用制冰-脱冰循环,动态制冰,控制冰的厚度为5~8mm,保证蒸发器与水的传热效率,大幅度提升制冰、蓄冷能力;
制冰时空调水通过板冰机蒸发器,直接与制冷剂进行热交换,不使用载冷剂,制冷效率高,更节能;
融冰吸热时,空调回水直接与冰混合,吸热快,通过比例调节,出水温度更稳定;
蒸发器为板片式,并且安装在蓄冰池顶部,方便维修、清洁;
板冰机蒸发器为开放式蒸发器,水在外表面结冰,蒸发器没有冻裂的可能;
整个系统可作为空调机组运行。
动态冰蓄冷系统的价值体现:
在空调工况下,制冷量相同动态冰蓄冷系统与空调机组相比,压缩冷凝机组、冷却塔系统、蒸发器的的总成本相差不大,而动态冰蓄冷系统仅多了一个蓄冰池,蓄冰池可采用土建方式或钢架结构,附带保温层,成本不高。
举例:在夜间不用空调的场所,如办公楼,白天使用空调时间设定为10小时,夜间低谷电时间设定为8小时,空调机组的制冷量设定为550kw。
如果替换成一套空调工况下制冷量为550kw的动态冰蓄冷系统,其运行电耗为130kw;该系统在制冰工况下的制冷量约为300kw,运行电耗115kw,每天运行8小时制冰模式,产冰量约为17吨,相当于3小时的空调制冷量,其余7小时可用动态冰蓄冷系统作为中央空调主机使用。
按照电费峰值1元谷值0.3元计算,节省成本如下式:
1元/kw*h×130kw×3h-0.3元/kw*h×115kw×8=114元/天=41610元/年
而建造一个储存17吨冰的蓄冰池,按照L4000×W3000×H3000mm的尺寸(36立方米)的蓄冰池,土建类仅需2-4万,钢架类仅需5-8万即可。
因此将中央空调机组替换成动态冰蓄冷系统,最多两年内收回成本,从第三年开始,每1千瓦安装制冷量每年可节省约41610÷365=75.6元人民币。
结语
随着冰蓄冷系统在我国的应用越来越广泛,它的空调形式也随着时代对节能的要求出现很多新的形式,动态冰蓄冷技术具有更优的经济效益。
本文抛砖引玉,希望得到各位专家指正。
参考文献:
1-Optimization of a dynamic method ice-storage programming,W.&Steffen,America. 2-21世纪冰蓄冷空调技术发展方向探讨潘雨顺中国
3-Dynamic ice-making research of super-cooled water,Katharina J,Germany
4-冰蓄冷器性能及其评价指标王利军李敏霞田玉卓中国
5-Dynamic modeling of the storage of an encapsulated ice tank,T Kousksou,Japan
6-Analysis of dynamic ice storage building&testing,Tom Cruse,Germany
作者:马凯文,弗格森制冷中国公司研究院总监,马先生在加盟弗格森中国之前,曾先后在海尔冰箱研发部、开利空调中国研发部、德国KTIC混凝土冷却研究中心任职。