中山低碳动态冰保温
动态冰蓄冷中央空调系统实现用户电力负荷峰谷差有效技术之一。动态冰蓄冷中央空调系统实现用户电力负荷峰谷差有效技术之一。动态冰蓄冷中央空调是指在夜间低谷电力时段开启制冷主机,将建筑物所需的空调冷量部分或全部制备好,并以冰的形式储存于蓄冰装置中,在电力高峰时段将冰融化提供空调用冷。由于充分利用了夜间低谷电力,不光使中央空调的运行费用大幅度降低,而且对电网具有明显的移峰填谷功能,提高了电网运行的经济性。动态冰蓄冷技术采用制冷剂直接与水进行热交换,使水结成絮状冰晶;同时,生成和溶化过程不需二次热交换,由此很大方面提高了空调的能效。冰浆的孔隙远大于固态冰,且与回水直接进行热交换,负荷响应性能很好。关键性技术是:(1)过冷却水稳定生成技术。过冷却水生成技术是冰浆冷却及蓄冷技术的重点。过冷却水是冰浆生成的基础,只有稳定生成过冷却水,才可以通过促晶等技术生成冰浆;(2)超声波促晶技术。在生成过冷水后,只有通过促晶才能使过冷水快速生成冰浆,这就需要促晶技术。目前,国际上采用的技术有超声波促晶、电动阀促晶以及其他一些促晶技术;(3)冰晶传播阻断技术。动态冰当储冰罐结冰时,动态冰蓄冰盘管中制冷剂的温度会随着流动距离的变化而变化。中山低碳动态冰保温
动态冰蓄冷系统有两种形式:全蓄冷系统和部分蓄冷系统。全蓄冷系统:即建筑物在电力高峰期所需要的全部冷负荷,在夜间低谷期全部储存起来,从而避免制冷机在电力高峰期的运行,运行费用降到低。部分蓄冷系统:即在夜间电力低谷期只储存一部分冷量,在白天用电高峰期(或平谷期),电制冷机和蓄冷设备联合供应建筑其余部分冷负荷。这种部分蓄冷方案可以减少初投资和缩短投资回收期。蓄冰装置一般分静态制冰和动态制冰两类。静态制冰的形式有内、外融冰冰盎管式,封装式(冰球、冰板式)等;动态制冰的形式有冰片滑落式,冰晶(冰浆)式等。冰片滑落式动态冰储能动态冰的原理是蓄冷装置是由盘管浸入充满水的蓄冰中组成的坦克。
动态冰蓄冷和静态冰蓄冷。目前,比较成熟的蓄冷技术主要有2种:水蓄冷和冰蓄冷。其中,水蓄冷属于显热蓄冷;冰蓄冷在蓄冷过程中,蓄冷介质发生了液—固相变,被归纳为相变潜热蓄冷。2种蓄冷技术在工商业领域都有了工程应用。根据制冰工艺的区别,冰蓄冷技术又可以分为静态制冰和动态制冰两种。(1)静态制冰:即冰在冷却管外或封闭容器内凝结,冰本身处于相对静止状态。在静态制冰过程中,随着制冰量的增加,水与冷源之间的热阻逐渐增大,能量损失增加。尽管静态制冰系统简单,运行稳定,易于实现,目前已成为冰蓄冷系统应用中的主流。(2)动态制冰:制冰过程中有冰晶、冰浆生成,且冰晶、冰浆处于运动状态。动态制冰换热表面不会形成冰层,水与冷源之间热阻在制冰过程基本保持不变,因而能够一直保持较高的热交换效率;由于冰晶、冰浆换热面积大,容易快速消融,动态制冰技术在放冷过程中的负荷跟随性比较好。
数据中心动态冰蓄冷罐单级泵并联蓄冷架构和单级泵串联蓄冷架构。单级泵并联蓄冷架构:蓄冷罐和冷机并联,蓄冷罐配置单独的放冷泵,当需要不同的供冷模式时,启动相应的泵来完成相应的工作,如冷机制冷时,维持循环泵工作;蓄冷罐放冷时,启动放冷泵进行工作。其中放冷泵和末端设备电源需要由UPS提供。单级泵并联蓄冷有三种工作模式,分别是保冷模式、放冷模式和充冷模式。优点:采用开式蓄冷罐和多台冷机并联,蓄冷罐的蓄冷能力比较大,蓄冷系统可以用于节能运行,如夜间利用低谷电价对蓄冷罐进行蓄冷,蓄冷运行时,主机一直处于满载区间运行,主机运行效率高;白天利用蓄冷罐夜间存储的冷量进行放冷。对于大型的数据中心,由于冷水机组的容量都比较大,调峰效果是非常明显的。既满足了数据中心供冷需求,又充分利用了电网的低谷电价,缓解了电网高峰时段的电力紧张状况,节省大量的运行费用。动态冰对换热器内部的流场特性也有很高的要求。
动态冰蓄冷技术均有优于传统冰球、盘管式冰蓄冷的明显优势。在各类大中型中央空调系统、区域供冷、化工工艺、土建等行业和领域都有动态冰蓄冷的广阔应用前景。当前,我国已经有许多省市实行了针对冰蓄冷空调的分时电价政策,如浙江、江苏、上海、北京、深圳等,其他地方也都在相继制定之中。因此,动态冰蓄冷实用技术的突破必将为我国的蓄冷空调行业产生深远的影响。占地面积小、场地适应性强。动态冰蓄冷无需盘管、冰球等预制设备,因此蓄冰槽有效利用率提高,占地空间减小,而且对空间形状要求降低,场地适应性增强。热交换系统简单、节省设备和材料费用。动态冰蓄冷技术中的冰浆生成热交换器可以采用制冷剂直接蒸发,省去了冰球、盘管式冰蓄冷中必须采用的不冻液换热循环,因此带来换热设备和材料费用的节省,降低了初投资费用。动态冰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。冰片滑落式动态冰储能
动态冰整个制冰环节的传热系数得到大幅度提高。中山低碳动态冰保温
过冷水式动态制冰技术。过冷却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。过冷却解除技术也包括多种,如机械方法、热方法、超声波方法等。过冷水式动态制冰技术的系统控制要求非常高,这也是该技术走向实用化所面临的一大技术难点。由于冰浆中固液两相存在密度差,在蓄冰槽中可以循环抽取出冰浆中分离出来的液态水,再送回制冰系统中生成冰浆,由此可使蓄冰槽内的冰浆固相含量(IPF)达到60%以上。中山低碳动态冰保温
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