1、冰蓄冷原理 冰蓄冷是指在制冷負(fù)荷較低或用電低谷、廉價(jià)電費(fèi)時(shí)段制冰蓄冷,在制冷負(fù)荷較高或用電高峰與平價(jià)時(shí)段融冰釋冷,滿足制冷負(fù)荷需求。冰蓄冷在蓄冷分類中屬于潛熱蓄冷,相對(duì)于水蓄冷等顯熱蓄冷方式,單位體積的蓄冷容量大,蓄冷設(shè)備體積小,占地面積小,保溫面積小,整體能量損失小。
2、冰蓄冷的作用
1)移峰填谷,改善國(guó)家用電結(jié)構(gòu)
應(yīng)用冰蓄冷技術(shù),可以在夜間滿負(fù)荷運(yùn)行制冷機(jī)組,將常規(guī)用電負(fù)荷從白天的高峰期移入夜間的低谷期,緩解了日益增長(zhǎng)的電力需求對(duì)現(xiàn)有電力設(shè)備的壓力,將對(duì)電力供應(yīng)和國(guó)民生產(chǎn)帶來(lái)顯著的效益。
2)可擴(kuò)大系統(tǒng)供冷量
以現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)為例,有的僅在白天供冷,如寫字樓、工廠及商場(chǎng)等,在這種情況下,對(duì)想擴(kuò)大空調(diào)區(qū)域使用面積的用戶,只需設(shè)置與送冷負(fù)荷相匹配的蓄冷設(shè)備,并利用低谷時(shí)段進(jìn)行蓄冷,就能達(dá)到不增加制冷機(jī)組而又能擴(kuò)大空調(diào)區(qū)域使用面積的目的。對(duì)于食品快速冷卻行業(yè)也是同樣的道理。
3)減少制冷機(jī)組容量,提高制冷效率
由于一般制冷設(shè)備容量都是根據(jù)最高制冷負(fù)荷設(shè)計(jì)的,而制冷高負(fù)荷期相對(duì)整個(gè)制冷周期又較短,故此,多數(shù)制冷機(jī)組的負(fù)荷率都較低,效率較低。采用冰蓄冷后,尤其是制冷負(fù)荷比較集中或波動(dòng)較大的場(chǎng)合,制冷機(jī)組裝機(jī)容量可大幅減小。又由于蓄冰時(shí)制冷機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行,現(xiàn)有運(yùn)行狀況可得以改善,提高制冷效率,降低能耗,整個(gè)制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)將更加穩(wěn)定。而且,夜間環(huán)境溫度的降低會(huì)使制冷設(shè)備的制冷量有所提高、能耗有所降低。
4)可以應(yīng)對(duì)緊急停電事故
冰蓄冷系統(tǒng)在緊急停電時(shí)可作為應(yīng)急備用冷源,只需自備發(fā)電設(shè)施發(fā)電啟動(dòng)用電量很小的水泵融冰即可繼續(xù)供冷,使整個(gè)制冷系統(tǒng)受到停電事故的影響有限。
5)經(jīng)濟(jì)效益顯著
采用冰蓄冷,不僅由于減小制冷機(jī)組裝機(jī)容量而減小電力設(shè)備投資,如變壓器、配電柜及自備發(fā)電設(shè)施等,整套制冷系統(tǒng)的輔助設(shè)備及輔件也都減小,制冷機(jī)房面積減小。綜合比較后,相對(duì)于常規(guī)設(shè)備配置,冰蓄冷系統(tǒng)的初投資增加有限。按電力公司分時(shí)計(jì)價(jià)的電價(jià)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)合理的模式運(yùn)行冰蓄冷系統(tǒng),電費(fèi)節(jié)省可觀;制冷設(shè)備總體配置減小,制冷系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低;緊急停電時(shí)自備發(fā)電量很少,節(jié)省了高額的自備發(fā)電費(fèi)用;由于融冰時(shí)溫度較低,配合大溫差系統(tǒng)時(shí),空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、風(fēng)道投資降低可觀。長(zhǎng)年運(yùn)行,企業(yè)用戶綜合運(yùn)營(yíng)成本將大幅降低,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
6)節(jié)能減排,符合國(guó)家大政方針
2009年12月7-18日在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_的世界氣候大會(huì)使全球氣候惡化的問(wèn)題更加突出的呈現(xiàn)在世人面前,中國(guó)在本次會(huì)議中做出了高調(diào)承諾。
由于冰蓄冷對(duì)空調(diào)電力使用的“移峰填谷”,使整個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷趨于均衡化,夜間電站發(fā)電量使用率大大提高,減少了低谷電力的浪費(fèi),等效于節(jié)省了能源、減少了二氧化碳溫室氣體和硫化物等污染性氣體的排放。
3、冰蓄冷的應(yīng)用發(fā)展史
美國(guó)早在1930年就開始把冰蓄冷應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代初,冰蓄冷開始得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)90年代,日本開始大力發(fā)展冰蓄冷,并使之迅速替代了水蓄冷在蓄冷領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
除美國(guó)、日本之外,在英國(guó)、加拿大、德國(guó)、澳大利亞等國(guó),冰蓄冷技術(shù)都得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)對(duì)冰蓄冷的發(fā)展始于20世紀(jì)80年代中期,最早始于1984年,在臺(tái)灣建成第一個(gè)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)對(duì)冰蓄冷系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越廣泛,技術(shù)逐漸成熟并在某些方面達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
4、冰蓄冷的應(yīng)用領(lǐng)域
1)商業(yè)、民用建筑空調(diào)
如:辦公室 、商店、電影院、學(xué)校、大學(xué)、賓館、醫(yī)院、博物館、機(jī)場(chǎng)、制造車間等。
2)大型區(qū)域集中供冷
如:冷站集中布置,用冷區(qū)域及用冷時(shí)間較分散的行業(yè)。
3)工業(yè)冷凍、食品加工,特別是加工過(guò)程冷卻,短時(shí)間內(nèi)制冷、冷負(fù)荷波動(dòng)大的地方
如:小型釀酒廠、牛奶車間、牛奶農(nóng)場(chǎng)、奶酪車間、飲料車間、食品加工車間、低溫房間、食品快速冷卻、化工廠、制藥廠等。
4)電力發(fā)電工程
5、冰蓄冷的形式分類
從制冷系統(tǒng)構(gòu)成上分類,可分為直接蒸發(fā)式和間接冷媒式。所謂直接蒸發(fā)式,是指制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器直接用作制冰元件,如盤管外結(jié)冰、制冰滑落式等;所謂間接冷媒式,是指利用制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器冷卻冷媒,再用冷媒進(jìn)行制冰。
根據(jù)制冰方式的不同,可分為靜態(tài)制冰和動(dòng)態(tài)制冰兩種。靜態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)冰的制備和融化在同一位置進(jìn)行,蓄冷設(shè)備和制冰部件為一體結(jié)構(gòu),具體形式有冰盤管式、完全凍結(jié)式、密封件式等多種形式;動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)冰的制備和融化不在同一位置進(jìn)行,制冷機(jī)和蓄冰槽相對(duì)獨(dú)立,如滑落式制冰和冰晶式系統(tǒng)。
中機(jī)能源開發(fā)的“板冰/冷水機(jī)組”用在冰蓄冷系統(tǒng)時(shí)為直接蒸發(fā)式的動(dòng)態(tài)制冰,是動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)。