常用空調(diào)蓄冷技術(shù)根據(jù)蓄冷介質(zhì),可分為水蓄冷(顯熱式)、冰蓄冷和共晶鹽蓄冷系統(tǒng)三大類。每一大類可分為多個小類。水蓄冷系統(tǒng)就是利用水的顯熱進(jìn)行蓄冷和釋冷(水的比熱容為4.18kJ/kg?℃)。在蓄冷階段,制冷機制出的冷凍水放入蓄冷槽儲存,在釋冷階段,將冷凍水抽出使用以滿足空調(diào)負(fù)荷需要。共晶鹽蓄冷也稱之為優(yōu)態(tài)鹽蓄冷是利用固液相變特性蓄冷的另一種形式。共晶鹽是由無機鹽、水、成核劑和穩(wěn)定劑組成的混合物。目前應(yīng)用較廣的共晶鹽相變溫度約8~9℃,相變潛熱約95kJ/kg,在蓄冷系統(tǒng)中,這些蓄冷介質(zhì)大多裝在板狀、球狀或其它形狀的密封件里,再放入蓄冷槽中。蓄冰槽采用立體蛇形盤管,換熱面積增加50%,融冰速度提升40%。江蘇冰晶式動態(tài)冰蓄冷原理
通過控制制冷機組的數(shù)量和融冰泵的可變流量,使負(fù)荷調(diào)節(jié)更靈活、更準(zhǔn)確、更簡單。蓄冰間精細(xì)空調(diào)的工作形式:蓄冷系統(tǒng)的工作形式是指蓄冷時系統(tǒng)是否還在制冷,制冷時蓄冰設(shè)備和制冷機組是分開工作還是一起工作,蓄冷系統(tǒng)需要以幾種有規(guī)律的方式工作。為滿足冷負(fù)荷的要求,常用的工作形式有:機組制冰、制冰與供冷一起、單臺制冷機供冷、單臺融冰供冷、制冷機與融冰供冷一起。由于冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)在夜間運行,環(huán)境溫度低,冷凝溫度也低,因此具有更高效的制冷功率,可以在一定程度上節(jié)約能源。冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)也有缺點。運行時需要增加制冰槽等設(shè)備,不光占用較多的建筑面積,而且增加了系統(tǒng)中的環(huán)路,給管理和維修帶來一定的難度。北京冰片滑落式動態(tài)冰蓄冷價格動態(tài)系統(tǒng)年運行時間可達(dá)6000小時,設(shè)備壽命較常規(guī)系統(tǒng)延長30%。
冰蓄冷系統(tǒng)有兩種形式:全蓄冷系統(tǒng)和部分蓄冷系統(tǒng)。全蓄冷系統(tǒng):即建筑物在電力高峰期所需要的全部冷負(fù)荷,在夜間低谷期全部儲存起來,從而避免制冷機在電力高峰期的運行,運行費用降到較低。部分蓄冷系統(tǒng):即在夜間電力低谷期只儲存一部分冷量, 在白天用電高峰期(或平谷期),電制冷機和蓄冷設(shè)備聯(lián)合供應(yīng)建筑其余部分冷負(fù)荷。這種部分蓄冷方案可以減少初投資和縮短投資回收期。故部分蓄冷系統(tǒng)應(yīng)用較多。系統(tǒng)制冰蓄冷時,如有連續(xù)且較大的空調(diào)負(fù)荷時,宜另設(shè)基載主機單獨向空調(diào)系統(tǒng)供冷,以獲取較高的制冷效率,降低能耗。
刮刀擾動式動態(tài)制冰技術(shù),刮刀式動態(tài)制冰技術(shù)的基本原理是:水(溶液)在換熱器內(nèi)部通過換熱壁面被冷卻到低于冰點的過冷狀態(tài),由于曲枝輪轉(zhuǎn)以較快的回轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn),靠近換熱器換熱壁面的過冷水被及時刮離壁面,從而確保了換熱器壁面上不會生成淺浮雕冰晶,如圖3所示。從壁面旋即附近被刮出的過冷水再次進(jìn)入水側(cè)的中心主流區(qū),并在主流區(qū)中經(jīng)已經(jīng)存在的冰晶顆粒促晶解除過冷,生成冰漿。與過冷水式相比,刮刀擾動分離式式動態(tài)制冰系統(tǒng)無需過冷卻解除裝置。需要指出的是,這種刮刀擾動式動態(tài)制冰技術(shù)中的刮刀所起的作用是及時清理換熱壁面附近的過冷水,而非像一些制冰機那樣用于刮除已經(jīng)生長在換熱壁面上的冰層。因此這種制冰方式引致也避免了因冰層熱阻引起的傳熱惡化,而且還因為刮刀葉片的強烈擾動而大幅強化了對流換熱效果。冰漿管道流速1.5-2m/s,實現(xiàn)湍流換熱,傳熱系數(shù)提高50%。
另一方面,制冰操作過程中的換熱溫差、流量等參數(shù)都保持穩(wěn)態(tài),并不因微秒而變化從而保證了出冰速度的恒定,也便于系統(tǒng)的控制。六種流態(tài)化動態(tài)冰蓄冷主要包括兩種形式,即以高砂熱學(xué)為表示的溫水過涼水式和以 Sunwell(日本)為表示的筒擾動式。兩種二種技術(shù)在基本原理上才是一致的,但形式差別較大,下面分別說明。過shui銀式動態(tài)制冰技術(shù)過熱水式動態(tài)制冰技術(shù)的式基本原理是:首先把水在過冷卻熱交換器中冷卻至低于 0℃的過冷狀態(tài),然后把過冷水輸送至特殊的過冷卻解除器中解除過冷,生成大量細(xì)小的冰晶基質(zhì),與剩余的液態(tài)水一起形成 0℃下的冰漿。這種制冰投資過程中確保關(guān)鍵的技術(shù)在于較流過過冷卻熱交換器的液態(tài)水具有盡可能大的過冷度,但同時之前需要保證過冷水不能在流出熱交換器又生成冰晶,否則換熱器將被堵塞甚至破壞。此外,還應(yīng)有高效率的過關(guān)鍵技術(shù)冷卻解除技術(shù),以確保過冷水能夠連續(xù)快速結(jié)晶。冰晶相變潛熱達(dá)334kJ/kg,冷量釋放穩(wěn)定度±1℃。江蘇冰晶式動態(tài)冰蓄冷原理
冰蓄冷與無償冷卻聯(lián)用,全年節(jié)約運行費用45%。江蘇冰晶式動態(tài)冰蓄冷原理
該系統(tǒng)相對于靜態(tài)蓄冰的優(yōu)勢,主機能效高。初始的冰點溫度約為-1℃,蒸發(fā)溫度約為-4.5℃,每個循環(huán)約形成2%的冰晶,每個循環(huán)后溶液會有增加,一般設(shè)計為50%的蓄冰量,蓄冰完成后,溶液濃度會增加到6%,這時對應(yīng)的冰點是-2.5℃℃,蒸發(fā)溫度約為-5.5℃,主機能效有所下降,主機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,主機需要卸載,從而會延長制冰時間,增加能耗。注:對于系統(tǒng),須考慮綜合能耗。(對于大于1200RT,同樣需要用雙工況冷水機組經(jīng)制冰換熱器實現(xiàn)。)江蘇冰晶式動態(tài)冰蓄冷原理