如圖 6所示為熱回收式冰漿蓄冷空調系統。在冷運行式時,制冷循環中的風冷冷凝器工作,二元溶液從蓄冷罐被泵送到冰晶發生器,產生的冰晶再輸送到蓄冷罐的底部在蓄冷罐內冰晶聚集在其上部。供冷運行時,二元的冰漿溶液被送到中間換熱器,將冷量傳遞給來自末端機組的冷媒水;從中間換熱器返回的溫度較高的溶液被噴灑在罐內上部的冰晶上,冰晶溶化后,溶液溫度再下降。在熱回收運行模式時,風冷冷凝器不工作、水冷冷凝器開始工作,水冷冷凝器釋放的熱量傳遞給末端機組,適用于既需要制冷、又需要制熱的多功能建筑。冰漿蓄冷有助于減少碳排放,助力綠色發展。蒸發式冰漿蓄冷系統
防冰晶傳播器:確保動態冰漿蓄冷過程穩定運行的關鍵在于有效防止過冷水在換熱器中凍結,是目前動態冰漿蓄冷較大的技術難題。解除過冷狀態后的水變成冰漿,存在大量具有沿過冷水管道向上游的換熱器傳播的冰晶,如不采取有效的阻斷冰晶將迅速傳播到過冷板式換熱器中,從而凍結換熱器的通道,造成制冰循環中斷,防冰晶傳播器能有效阻斷冰晶向上游傳播,保證制冰循環正常進行,防冰晶傳播器采用溫度較高的空調冷卻水加熱外壁面和內涂憎水材料制作,效果良好。蒸發式冰漿蓄冷系統冰漿儲存工藝要求蓄冷容器具有良好的保溫性能,防止冷量損失。
冰漿是否會在蓄冰罐中結塊?答:不會。因為過冷水在冰漿發生器中已經完全釋放冷量,成為冰水混合物,冰水混合物進入蓄冰罐,冰留在罐中,水經過過濾,進入二次循環,降溫、過冷,變為冰漿。蓄冰罐中的冰漿較終隨著水的減少,冰的增多,成為固態的雪花,雪花在蓄冰罐中由于沒有冷量的提供,是不會結塊的,只要保溫妥當,會以雪的狀態長久保持。冰漿蓄冷與水蓄冷相比的優缺點,答:主要優點:體積小,同樣的蓄冷量,冰漿蓄冷是水蓄冷的1/6;無需像水蓄冷那樣密置布水器,不存在回溫水對冷水的混合及熱損。主要缺點:制冰系統比水蓄冷復雜。
宋文吉強調,大規模蓄冷是重要的儲能調峰技術。以廣州珠江新城為例,前40個中央空調的用電負荷就達到了106MW,約占廣州從化抽水蓄能電站(8臺30萬kW機組)容量的1/20。相關規劃實施后,珠江新城集中供冷系統采用冰蓄冷(約60MW電力負荷調節能力),使得制冷機的裝機容量減少一半,不只大幅降低了峰谷差、而且減少了制冷劑的使用量,系統綜合運行能效大幅提高。宋文吉介紹稱,在蓄冷領域,不管是從國際組織數據,還是國內自己的調研數據來看,在商業樓宇和區域供冷這兩個應用領域中,以水和冰為儲冷介質的蓄冷技術都是比較成熟的技術,也是主流的技術。國內在水蓄冷、冰蓄冷的細分領域中也培育了一批優良的民族品牌,整體來看,中國蓄冷技術與日美歐并跑,處于國際先進水平。冰漿蓄冷技術作為一種高效的儲能方式,正日益受到重視。
基于冰源熱泵(可控相變)清潔供暖技術,可以取地下水,地表水,用熱泵方式解決清潔供暖的問題,近年來,中科院廣州能源研究所已建成運行南京銀杏山莊等多個項目。以華東某城市冬季供暖為例:熱負荷25W/m2,供暖季4個月,以冰源熱泵技術進行清潔供暖,只需要0.5噸水(由15℃降為0℃的冰);按清潔供暖面積10萬m2計算,耗水量只為5萬噸。在滿足供暖需求的同時,可跨季節收集冷量1,40萬RTh,約折合1.40GWh的電能。此外,宋文吉還提到了冰漿跨季節蓄冷儲能概念。冰漿蓄冷技術的推廣與應用,將促進制冷行業的轉型升級。蒸發式冰漿蓄冷系統
案例分析表明,冰漿蓄冷技術具有普遍的適用性和良好的市場前景。蒸發式冰漿蓄冷系統
冰漿的其他潛在應用,冰漿溶液除了用于舒適性空調、工業生產過程、食品處理與保存外,還可用于以下方面,用于管道和換熱器清洗,傳統的清理管道和換熱器污垢臟物的方法常采用機械方法,但對于形狀復雜的換熱器該方法很難完成去污。采用 10%的冰漿溶液能夠完成復雜幾何形狀管道和換熱器的清污工作。用作冷藏汽車的蓄冷劑,在冷藏汽車的四周保溫夾層空間內充入冰漿溶液,使車廂內保持所要求的溫度,它與普通運輸車輛相比,能保證冷藏食品的新鮮。冰漿的充入和更換可在專門的充冷站進行。用作滅火劑,現有的滅火裝置和噴嘴仍然可以輸送濃度為 30%的冰漿溶液,采用冰漿溶液滅火可以使滅火時間減少一半,同時使室內溫度急劇降低。與水相比,采用冰漿滅火所需的量較少。蒸發式冰漿蓄冷系統