详细介绍: 1、冰蓄冷原理 冰蓄冷是指在制冷负荷较低或用电低谷、廉价电费时段制冰蓄冷,在制冷负荷较高或用电高峰与平价时段融冰释冷,满足制冷负荷需求。冰蓄冷在蓄冷分类中属于潜热蓄冷,相对于水蓄冷等显热蓄冷方式,单位体积的蓄冷容量大,蓄冷设备体积小,占地面积小,保温面积小,整体能量损失小。
2、冰蓄冷的作用
1)移峰填谷,改善国家用电结构
应用冰蓄冷技术,可以在夜间满负荷运行制冷机组,将常规用电负荷从白天的高峰期移入夜间的低谷期,缓解了日益增长的电力需求对现有电力设备的压力,将对电力供应和国民生产带来显著的效益。
2)可扩大系统供冷量
以现有的空调系统为例,有的仅在白天供冷,如写字楼、工厂及商场等,在这种情况下,对想扩大空调区域使用面积的用户,只需设置与送冷负荷相匹配的蓄冷设备,并利用低谷时段进行蓄冷,就能达到不增加制冷机组而又能扩大空调区域使用面积的目的。对于食品快速冷却行业也是同样的道理。
3)减少制冷机组容量,提高制冷效率
由于一般制冷设备容量都是根据最高制冷负荷设计的,而制冷高负荷期相对整个制冷周期又较短,故此,多数制冷机组的负荷率都较低,效率较低。采用冰蓄冷后,尤其是制冷负荷比较集中或波动较大的场合,制冷机组装机容量可大幅减小。又由于蓄冰时制冷机组满负荷运行,现有运行状况可得以改善,提高制冷效率,降低能耗,整个制冷系统运行状态将更加稳定。而且,夜间环境温度的降低会使制冷设备的制冷量有所提高、能耗有所降低。
4)可以应对紧急停电事故
冰蓄冷系统在紧急停电时可作为应急备用冷源,只需自备发电设施发电启动用电量很小的水泵融冰即可继续供冷,使整个制冷系统受到停电事故的影响有限。
5)经济效益显著
采用冰蓄冷,不仅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。综合比较后,相对于常规设备配置,冰蓄冷系统的初投资增加有限。按电力公司分时计价的电价结构,设计合理的模式运行冰蓄冷系统,电费节省可观;制冷设备总体配置减小,制冷系统运行维护费用降低;紧急停电时自备发电量很少,节省了高额的自备发电费用;由于融冰时温度较低,配合大温差系统时,空调系统设备、风道投资降低可观。长年运行,企业用户综合运营成本将大幅降低,经济效益十分可观。
6)节能减排,符合国家大政方针
2009年12月7-18日在丹麦首都哥本哈根召开的世界气候大会使全球气候恶化的问题更加突出的呈现在世人面前,中国在本次会议中做出了高调承诺。
由于冰蓄冷对空调电力使用的“移峰填谷”,使整个电网负荷趋于均衡化,夜间电站发电量使用率大大提高,减少了低谷电力的浪费,等效于节省了能源、减少了二氧化碳温室气体和硫化物等污染性气体的排放。
3、冰蓄冷的应用发展史
美国早在1930年就开始把冰蓄冷应用在空调系统。到20世纪80年代初,冰蓄冷开始得到广泛应用。20世纪90年代,日本开始大力发展冰蓄冷,并使之迅速替代了水蓄冷在蓄冷领域的领先地位。
除美国、日本之外,在英国、加拿大、德国、澳大利亚等国,冰蓄冷技术都得到了广泛应用。我国对冰蓄冷的发展始于20世纪80年代中期,最早始于1984年,在台湾建成第一个冰蓄冷空调系统。现在,国内对冰蓄冷系统的发展和应用越来越广泛,技术逐渐成熟并在某些方面达到了国际领先水平。
4、冰蓄冷的应用领域
1)商业、民用建筑空调
如:办公室 、商店、电影院、学校、大学、宾馆、医院、博物馆、机场、制造车间等。
2)大型区域集中供冷
如:冷站集中布置,用冷区域及用冷时间较分散的行业。
3)工业冷冻、食品加工,特别是加工过程冷却,短时间内制冷、冷负荷波动大的地方
如:小型酿酒厂、牛奶车间、牛奶农场、奶酪车间、饮料车间、食品加工车间、低温房间、食品快速冷却、化工厂、制药厂等。
4)电力发电工程
5、冰蓄冷的形式分类
从制冷系统构成上分类,可分为直接蒸发式和间接冷媒式。所谓直接蒸发式,是指制冷系统的蒸发器直接用作制冰元件,如盘管外结冰、制冰滑落式等;所谓间接冷媒式,是指利用制冷系统的蒸发器冷却冷媒,再用冷媒进行制冰。
根据制冰方式的不同,可分为静态制冰和动态制冰两种。静态冰蓄冷系统冰的制备和融化在同一位置进行,蓄冷设备和制冰部件为一体结构,具体形式有冰盘管式、完全冻结式、密封件式等多种形式;动态冰蓄冷系统冰的制备和融化不在同一位置进行,制冷机和蓄冰槽相对独立,如滑落式制冰和冰晶式系统。
中机能源开发的“板冰/冷水机组”用在冰蓄冷系统时为直接蒸发式的动态制冰,是动态冰蓄冷系统。
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