广西工业冰浆蓄冷
发展蓄冷技术的重要意义,宋文吉指出,制冷是社会能源消耗的重要组成部分。制冷空调的能耗和温室气体排放是中国30/60双碳目标的重要组成部分。中国夏季电力高峰负荷的40%以上是制冷空调造成的,商业/公共建筑50%以上的能耗是空调机组。同时,越来越多的楼宇采用热泵空调,夏季供冷、冬季供热,空调机组同时影响全年的供电负荷。因此,必须充分重视制冷空调对电力负荷的影响,否则反馈到上游,则直接影响电力的供应和可再生能源的消纳。冰浆蓄冷技术的创新之处在于利用冰的热力学特性,实现高效制冷。广西工业冰浆蓄冷
宋文吉表示,总体来看,蓄冷储能在用户侧调峰的优势明显,主要表现在以下几个方面:1、成本低、效率高:大规模蓄冷技术以水为介质,成本低廉;靠近负荷中心,储能效率高,移峰1kWh的电力负荷成本只是电池技术的10~20%;蓄冷作为冷量缓存装置,放冷时可大幅提高主机运行效率,进而提高系统的综合能效比。2、功率和能量调节范围很宽、适应性好:蓄冷系统的功率变换装置为制冷主机和换热器,调节范围从MW~GW,储能装置为保温水槽,根据需要可满足Hour、Day、甚至跨季节的调节需求;系统寿命可达20年以上。3、环保效益:蓄冷系统除了对电网产生移峰填谷效益外,能大幅度减少制冷机组的装机容量,从而减少氟利昂的使用,获取环保效益。佛山工业冰浆蓄冷散热冰浆蓄冷技术的推广,有助于推动我国制冷行业的绿色发展。
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。冰浆蓄冷原理巧妙地利用了冰的热力学特性,实现高效节能制冷。
综合起来冰浆蓄冷技术克服了盘管和冰球蓄冷技术中固有的几个难题,归结如下:(盘管和冰球制冰工况只有空调工况制冷的 0.65,衰减很大且在制冰过程中,随着冰层的加厚,制冷效率越来越低,当制冰结束时制冷量只有额定制冰工况的一半)冰浆制冰效率高 20%以上紊流状态的液液交换创造了很好的传热条件,这是盘管和冰球无法相比的;-3°℃的蒸发器出水温度保证了制冷效率比盘管和冰球的-6℃高 10%以上;水的结冰不像盘管和冰球附着在管壁上,保证了蓄冰 8 小时过程中稳定的制冷效率。与传统制冷方式相比,冰浆蓄冷可减少电力高峰时段的用电需求。贵州蒸发式冰浆蓄冷适用范围
冰浆蓄冷冷水机组制出低温乙二醇水溶液(二次冷媒)进入蓄冰槽里的盘管内,使管外的水结成冰。广西工业冰浆蓄冷
宋文吉强调,大规模蓄冷是重要的储能调峰技术。以广州珠江新城为例,前40个中央空调的用电负荷就达到了106MW,约占广州从化抽水蓄能电站(8台30万kW机组)容量的1/20。相关规划实施后,珠江新城集中供冷系统采用冰蓄冷(约60MW电力负荷调节能力),使得制冷机的装机容量减少一半,不只大幅降低了峰谷差、而且减少了制冷剂的使用量,系统综合运行能效大幅提高。宋文吉介绍称,在蓄冷领域,不管是从国际组织数据,还是国内自己的调研数据来看,在商业楼宇和区域供冷这两个应用领域中,以水和冰为储冷介质的蓄冷技术都是比较成熟的技术,也是主流的技术。国内在水蓄冷、冰蓄冷的细分领域中也培育了一批优良的民族品牌,整体来看,中国蓄冷技术与日美欧并跑,处于国际先进水平。广西工业冰浆蓄冷
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