制冰原理:
溶液溫度降至冰點析出晶冰與溶液混合形成流態冰(或稱冰漿)
儲存在儲冰桶中的防凍溶液進入機組的流態冰蒸發器與從壓縮冷凝部分來的液體制冷劑交換熱 量,從防凍溶液中移去熱量, 隨著溶液溫度降低,低溫溶液中一些水從溶液中凍結析出,形成晶冰,這些含晶冰的溶液或是排入蓄冰桶,或是被泵送到蓄冰桶的頂部。
3.4.1特殊的滿液式多功能冷水機組,運行時以水基導熱液替代水作為載冷劑。
3.4.2水基導熱液:
低溶度(3. 5%)乙二醇水溶液、丙二醇水溶液、酒精、氯化鈉水溶液、海水等。
空調工況時水基導熱液與水特性相當,改性的抑制性低溶度乙二醇水溶液(如陶氏導熱油)腐蝕性比水小。蓄冷工況時利用其溶液低溫結晶特性制冰蓄冷。
3.4.3冰晶發生器
立式滿液式蒸發器配有旋浮式攪拌桿強化換熱、促進冰晶生成。軌道管旋浮式攪拌桿制冰技術,連續制冰,效率極高,己經二十多年的商業運行,是目前世界上較為適宜工商空調應用的動態制冰技術。
主要部件
流態冰機組主要由制冷壓縮機、水冷冷凝器、干燥過濾器、電子膨脹閥、流態冰發生器、回熱器、電氣控制系統等構成。
制冷壓縮機:半封閉螺桿壓縮機具有運轉平穩、效率高、振動小、噪音低等顯著優點,是目前世界上先進的壓縮機之一。具有四段卸載能調方式,即100 %,75 %,50%和25 %,其中25 %專用于啟動過程。用戶也可選擇具有無級卸載能調方式的壓縮機。
水冷冷凝器:殼管式水冷冷凝器由計算機輔助設計和制造,傳熱管為高效換熱管。傳熱效率高,體積小,冷凝器殼程通過制冷劑;管程通過冷卻水。
干燥過濾器:過濾器為角型焊接式,更換濾芯方便,濾芯為進口分子篩。能快速吸收制冷劑中的水分,過濾雜質,且濾芯可再生重復使用,節約運行成本。
電子膨脹閥:膨脹閥的作用是調節制冷劑進入蒸發器的流量。機組選用知名品牌的膨脹閥,對機組負荷變化的反應迅速,動作靈敏、可靠。在使用范圍內可隨機組負荷變化進行調節,維持機組較高的COP值水平。
晶冰發生器:晶冰發生器采用專利技術,由計算機輔助設計和制造,傳熱管為高效換熱管。制冷劑為滿液蒸發方式,其中制冷劑在發生器的殼程通過;冷水在管程通過。
回熱器:回熱器由計算機輔助設計和制造,傳熱管為高效換熱管。傳熱效率高,體積小,回熱器改善吸氣過熱度,提高制冷劑液體的過冷度,同時兼有系統的儲液功能。
電氣控制系統:主要零部件皆采用進口件,以確保機組的可靠性。機組控制采用PLC控制,各種保護使機組運行更加可靠。操作面板采用HMI人機界面,操作界面友好,使用更為簡便。
冰蓄冷是一種利用夜間低谷電價蓄冰,白天電價高峰或負荷高峰融冰供冷,達到降低系統配電及裝機容量,減少運行費用目的的技術。
冰蓄冷的優點
1)配電及裝機容量降低30%;
2)運行費用降低30-60%;
3)作為應急冷源,系統可靠性高;
4)除濕效果好,空調品質高;
5)減少二氧化碳排放量。
冰蓄冷的缺點
1)系統初投資高20-30%;
2)機房占地面積大10-20%;
該機組可提供-2℃~7℃的流態冰或冷水,晶冰含量可達15%~50%,廣泛適用于商場、賓館、影劇院、醫院、大型廠房及高層樓宇等舒適性空調場所的空調制冷蓄冰,工藝冷卻;同時也可滿足海水淡化,礦井降溫,蔬菜海鮮等食品冷藏,飲料與乳制品加工,制藥與化工等行業需求。
6.2.1用戶的經濟效益
采用冰蓄冷系統作為建筑的供冷系統,可以為用戶帶來如下收益:高度可靠舒適的系統,雙工況機組與冰蓄冷互為備用,冰蓄冷與常規機組互為備用,流態冰與常規機組互為備用,過渡季節舒適性好可觀的經濟收益,可以利用低溫處理新風,提高系統除濕能力,提升空調室內空氣品質;運行費用常規系統降低30—50%;投資回收期在3年左右。
6.2.2社會效益分析
蓄能空調系統的節能效益,并不是直接反映在用戶側能源消耗的絕對值上,而是通過“移峰填谷”間接反映在提高電力系統發電效率、優化能源結構上。其宏觀節能效益體現在以下方面:減少了低效高煤耗機組的運行時數,增加了高效低煤耗機組的運行時數;電網調度的一個重要原則是盡量增加大型高效機組的運行小時數,縮短低效機組的運行時間。根據相關數據,2010年我國6MW以上不同容量的發電機組的供電煤耗率相差約70g/kWh。提高和穩定了火電機組負荷率,改善機組運行狀況,使其更多的在高效區運行。機組負荷的高低會影響火電供電煤耗的曲線。負荷率過低時,煤耗會顯著提高??梢栽谝欢ǔ潭壬蠝p少火電機組參與調峰啟動次數,從而降低了火電機組的啟停能耗。燃煤發電機組啟停需要大量的電、煤、油、水的額外消耗,一臺200MW的火電機組冷啟動一次大致耗電3萬kWh,煤33t、油料20t、水800t。
蓄能系統的應用是建設新電站的一種替代方法,可以減少電站和相關電力設施建設過程中的能耗和其它資源消耗。其投資比建設新電站的投資額要少很多,且建設周期短、見效快。由于電力系統的復雜性,以上宏觀節能效益難以精確量化。在蓄能空調系統的節能評價中,可以根據年移峰電量對系統的宏觀一次能耗節約量進行粗略計算。
ms =α q E
式中,ms — 一次能耗年節約量,kgce/y;
α —電力系統宏觀節能效益折算系數,取15%~25%;
q —供電標準煤耗,取近年的統計值,2014年為0.318kgce/kWh;
E — 年移峰電量,kWh/y。