冰蓄冷就是将水制成冰的方式,利用冰的相变潜热进行冷量的储存。与水蓄冷相比,储存同样多的冷量,冰蓄冷所需的体积将比水蓄冷所需的体积小得多。蓄冰空调设备,冰盘管式系统,冰盘管式系统又称冷媒盘管式和外融冰。该系统也称直接蒸发式蓄冷系统,其制冷系统的蒸发器直接放入蓄冷槽内,冰冻结在蒸发器盘管上。融冰过程中,冰由外向内融化,温度较高的冷冻水回水与冰直接接触,可以在较短的时间内制出大量的低温冷冻水,出水温度与要求的融冰时间长短有关。这种系统特别适合于短时间内要求冷量大、温度低的场所,如一些工业加工过程及低温送风空调系统。我国官方高度重视节能减排,动态冰技术得到政策支持。冰晶式动态冰节能技术
流态化动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰过程中的主要缺点,而且制出的冰以流态化冰浆的形式存在。传统静态制冰过程中,水通过自然对流换热,冰层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,致使结冰越来越困难,制冷剂提供的冷却温度也必须越来越低。流态化动态冰蓄冷技术制冰过程的较大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水,然后把过冷水转移到远离传热壁面的空间里解除过冷、生成冰浆。这样就彻底避免了冰在传热壁面上形成的可能性,既消除了固态冰层导热热阻的存在,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得到大幅度提高。另一方面,制冰过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态,并不因时间而变化,从而保证了出冰速度的恒定,也便于系统的控制。流态化动态冰蓄冷主要包括两种形式,即以高砂热学为表示的过冷水式和以Sunwell(日本)为表示的刮刀扰动式。吉林速冻库动态冰散热随着科技进步,动态冰技术将不断优化,为更多行业带来绿色、高效的冷却解决方案。
刮刀扰动式动态制冰技术,刮刀扰动式动态制冰技术的基本原理是:水(溶液)在换热器内部通过换热壁面被冷却到低于冰点的过冷状态,由于刮刀以较快的回转速度旋转,靠近换热器换热壁面的过冷水被及时刮离壁面,从而确保了换热器壁面上不会生成冰晶,如图3所示。从壁面附近被刮出的过冷水随即进入水侧的中心主流区,并在主流区中经已经存在的冰晶颗粒促晶解除过冷,生成冰浆。与过冷水式相比,刮刀扰动式动态制冰系统无需过冷却解除装置。需要指出的是,这种刮刀扰动式动态制冰技术中的刮刀所起的作用是及时清理换热壁面附近的过冷水,而非像一些传统制冰机那样用于刮除已经生长在换热壁面上的冰层。因此这种制冰方式也避免了因冰层热阻引起的传热恶化,而且还因为刮刀叶片的强烈扰动而大幅强化了对流换热效果。
两种技术在基本原理上是一致的,但形式差别较大,下面分别说明。过冷水式动态制冰技术,过冷水式动态制冰技术的基本原理是: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颗粒,与剩余的液态水一起形成0℃下的冰浆。这种制冰过程中较关键的技术在于确保流过过冷却热交换器的液态水具有尽可能大的过冷度,但同时又必须保证过冷水不能在流出热交换器之前生成冰晶,否则换热器将被堵塞甚至破坏。此外,还应有高效率的过冷却解除技术,以确保过冷水能够连续快速结晶。独特的冰晶结构,提高热传导效率。
国内外技术研究现 ,流态化动态冰蓄冷技术从上世纪90年代末开始在日本展开研究。到目前为止,已经有包括高砂热学、Sunwell(日本)等公司成功研发出新型的动态冰蓄冷技术。其中高砂热学较早掌握过冷水式动态冰蓄冷的商业化实用技术,而Sunwell(日本)则较早掌握了刮刀扰动式动态冰蓄冷的商业化实用技术。目前两种技术都已在日本大量应用。然而,在我国不但没有动态冰蓄冷空调的应用实例,就连基础研究也非常少见。清华同方在过冷水动态制冰方面做了一定程度的基础性研究。冰球储存,采用封闭式储冰槽,防止冰球融化。冰晶式动态冰节能技术
我国企业积极研发动态冰技术,提升国际竞争力。冰晶式动态冰节能技术
冰蓄冷空调系统具有以下主要特点:(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1~4℃,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, 机器损耗冰晶式动态冰节能技术
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