動態冰漿蓄冷系統及其特性:動態冰漿由于具有較好的熱物理和傳熱特性,現已被應用于蓄冷空調系統和工業處理過程中。本文介紹了冰漿的各種發生方法和裝置,分析了動態冰漿蓄冷空調系統工作過程,闡述了冰漿的動態特性和潛在應用。前言,冰漿是由微小的冰晶和溶液組成,而溶液通常是由水和冰點調節劑(如乙二醇乙醇或氯化鈉等)構成。由于冰晶的融解潛熱大,使得冰漿具有較高的蓄冷密度:同時由于冰晶具有較大的傳熱面積,使其具有較快的供冷速率和較好的溫度調解特性。新型制冷劑的研究與應用,將進一步提高冰漿蓄冷的性能。山東專業冰漿蓄冷系統
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。湖北氣體射流冰漿蓄冷項目冰漿蓄冷技術的推廣與應用,將促進制冷行業的轉型升級。
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:1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。2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。3 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。
冰漿蓄冷系統現已被用于空調系統中,夜間低谷時蓄冷,白天高峰時供冷,冰漿蓄冷空調系統的容量一般只有高峰冷負荷的20%-50%,使其整個系統小巧、緊湊。由于冰漿蓄冷空調系統具有低溫送風特性,使得整個空調系統的風管、水管尺寸減小,冷量輸送的功耗也大為降低,運行成本減小。冰漿發生裝置,常用的產生冰漿的方法有如下幾種:過冷法、刮削法、噴射法和真空法等。它不象傳統的盤管式(內融冰、外融冰)和封裝式(冰球、冰板蓄冷系統的冰凝結在換熱器的壁面上,增加了冰層的傳熱熱阻,使其傳熱效率較低。冰漿蓄冷技術具有明顯的經濟優勢,降低運營成本。
冰漿動態特性,在常規的空調系統中,6℃/12℃的供/回水溫度所產生的冷量約為25kJ/kg,這主要是由于水的顯熱容量較小,而采用冰漿作載冷劑可以減小所需要的循環量。冰漿的供冷量是隨著冰晶的濃度而變化的,如當冰晶的濃度為20%、冰晶的供/回水溫度為0℃/13℃時,其冷量比為4.8,則其提供的冷量為120kJ/kg。冰漿的壓力降與其摩擦系數、冰晶流動速度和冰晶濃度有關。在低速流動時,冰漿溶液出現了相分離,冰晶漂浮在通道的上部,這將增加不同濃度冰漿溶液間的壓力降變化。隨著數據中心規模的擴大,冰漿蓄冷技術為制冷提供了新方案。山東專業冰漿蓄冷系統
冰漿的儲存過程實際上是冷量的儲存,通過降低水溫實現。山東專業冰漿蓄冷系統
冰漿發生器:亞穩態的過冷水在流動過程中如果受到外界的干擾,例如管道的凸臺、凹槽、法蘭、彎頭等處,容易激發過冷水促晶解除過冷狀態導致發生“冰堵"現象所以在過冷水流出換熱器后必須及時解除水的過冷狀態。冰漿發生器的作用就是將過冷狀態的水在此處解除過冷狀態,保證下游管道流動的是穩態的冰水混合物。目前解除水的過冷狀態方法很多,有機械沖擊法、局部低溫法、攬拌促晶法、冰核自促晶法、超聲波輻射法等,通過實驗測試對比,超聲波輻射法具有良好的促品效果,而且安裝、維護簡便,使用可靠。山東專業冰漿蓄冷系統