動態冰漿由于具有蓄冷密度大、流動性和傳熱性能好等優點,現已被用于蓄冷空調系統中用于用電負荷的“移峰填谷”,還有用于工業處理過程和食品工程領域中。隨著對動態冰漿技術的深入研究,其設備成本將降低、運行效率將提高,潛在的應用領域將進一步擴大,動態冰漿是一種非常實用的新技術。中國清潔供熱平臺訊:從成本來看,按目前儲電綜合成本約3000元/kWh,移峰1kWh的電力負荷,蓄冷的成本只為350-500元/kWh(LiB儲能技術的10~20%)。此外,蓄冷的上下游產業配套比較成熟,規模化應用后的成本下降空間大。在6月22-23日于常州召開的2021年第三屆中國儲熱大會上,中國科學院廣州能源研究所研究員、儲能技術研究室副主任宋文吉就“過冷水冰漿技術及其蓄冷應用”作主題演講。冰漿蓄冷技術的應用,有助于提高我國制冷行業的競爭力。廣州冰漿蓄冷設備
基礎知識提問與回答:過冷水冰漿制冰的原理是什么?答:一般我們會認為水的凝固點為 0℃,也就是水在 0℃以下會凍結,但實際上,水在 0℃以下仍會以過冷水的型態存在,這是因為由液態水轉變成冰的過程存在有一個能量狀態,水需要克服這個能量障礙才能結冰。結冰過程需要兩個關鍵因素:凝結核和低溫。普通的自來水較低可以形成-5℃~-6℃的過冷水,所以只要控制好溫度、材料、結構、流速、壓力等參數,就可以確保穩定地產生-2℃的過冷水,過冷水進入冰漿發生器中,冰漿發生器提供凝結核,過冷水即成為冰漿(冰水混合物),儲存在蓄冰罐中。廣州冰漿蓄冷設備冰漿蓄冷原理基于冰的熱力學性質,冰的融化過程吸收大量熱量。
動態冰漿蓄冷系統是利用水具有過冷的特性制取冰漿,而亞穩態的過冷水受到外界的干擾容易激發促品,在板式換熱器通道管道等地方結冰,導致發生“冰堵"的現象,所以動態冰漿蓄冷系統的設計、制作、工藝等要求較高,本文對動態冰漿蓄冷系統的設計作簡要的總結。制冰機內的主要部件有板式換熱器、防傳播器、冰漿發生器等。板式換熱器:動態冰漿蓄冷系統的制冰機對換熱器的要求比較高,要求工藝質量好、換熱效率高。板式換熱器的材質、工藝,換熱等條件比其他類型的換熱器好,是制冰機換熱設備比較的好選擇,但并不是所有的板式換熱器都適合,根據實驗的測試,片距小,角孔大的板式換熱器是較理想的選擇。
應用,冰漿蓄冷儲能技術在以下領域有普遍的應用;1建筑空調系統,冰漿蓄冷儲能技術在建筑空調系統中被普遍采用。通過儲存冰漿,可以在電力需求低谷時期制冷并儲存熱量,然后在電力需求高峰時期釋放熱量。這種技術可以降低建筑物的能耗,并提高供暖和制冷系統的效率。2 工業制冷,冰漿蓄冷儲能技術也可以用于工業制冷。工業生產中需要大量的冷卻水來降低設備和機器的溫度。通過使用冰漿蓄冷儲能系統,可以在低能耗期問制冷并儲存熱量,然后在高能耗期間釋放熱量,從而提高工業制冷系統的效率。3醫療設備和實驗室,冰漿蓄冷儲能技術在醫療設備和實驗室中也有應用。在一些實驗室和醫療設備中,需要保持穩定的低溫環境。通過使用冰漿蓄冷儲能系統,可以在低需求期間制冷并儲存熱量,然后在高需求期間釋放熱量,從而保持恒定的低溫環境。冰漿蓄冷技術的應用范圍普遍,包括商業、醫療、農業等領域。
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。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。冰漿蓄冷系統具有較好的調節性能,可應對電力負荷波動。廣州冰漿蓄冷設備
冰漿蓄冷工藝主要包括冰漿制備、儲存、輸送和釋冷四個環節。廣州冰漿蓄冷設備
發展蓄冷技術的重要意義,宋文吉指出,制冷是社會能源消耗的重要組成部分。制冷空調的能耗和溫室氣體排放是中國30/60雙碳目標的重要組成部分。中國夏季電力高峰負荷的40%以上是制冷空調造成的,商業/公共建筑50%以上的能耗是空調機組。同時,越來越多的樓宇采用熱泵空調,夏季供冷、冬季供熱,空調機組同時影響全年的供電負荷。因此,必須充分重視制冷空調對電力負荷的影響,否則反饋到上游,則直接影響電力的供應和可再生能源的消納。廣州冰漿蓄冷設備