冰漿蓄冷并不是新近才出現(xiàn)的概念,它較早在二十世紀(jì)七十年代的北歐實(shí)驗(yàn)室里被反復(fù)驗(yàn)證,隨后在日本、北美、中歐的工業(yè)冷卻場(chǎng)景里得到規(guī)模應(yīng)用,進(jìn)入二十一世紀(jì)以后又被中國(guó)工程師以驚人的建設(shè)速度和本土化改造能力推廣到更廣闊的領(lǐng)域,如今從赤道附近的煉化基地到高緯度地區(qū)的乳品倉(cāng)儲(chǔ),從地下兩百米的礦井到海拔四千米的蔬菜保鮮中心,冰漿蓄冷系統(tǒng)都在悄無(wú)聲息地吞吐著巨量的潛熱,把峰谷電價(jià)差、工藝余冷、可再生能源波動(dòng)這些看似零散的能源碎片重新黏合成連續(xù)而可控的冷量輸出。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需計(jì)算逐時(shí)冷負(fù)荷,優(yōu)化冰漿蓄冷量和釋冷策略。江蘇淡水冰漿蓄冷儲(chǔ)能
商業(yè)綜合體與高級(jí)酒店把冰漿蓄冷隱藏在建筑美學(xué)背后,卻為運(yùn)營(yíng)方帶來(lái)了真金白銀的節(jié)約。廣州珠江新城某地標(biāo)塔樓在外立面玻璃肋之間嵌入了超薄不銹鋼冰漿管道,白天融冰供冷,夜間制冰,主機(jī)裝機(jī)容量因此減少了百分之三十五,機(jī)房面積縮小了百分之四十,騰出的空間被改造成可出租的展覽區(qū),為業(yè)主帶來(lái)了持續(xù)租金收益。酒店行業(yè)則利用冰漿的高換熱效率,把客房新風(fēng)處理到更低的露出點(diǎn)溫度,從而把室內(nèi)相對(duì)濕度穩(wěn)定在百分之五十左右,客人舒適度明顯提高,同時(shí)空調(diào)末端可采用干式風(fēng)機(jī)盤(pán)管,避免了傳統(tǒng)冷凝水盤(pán)帶來(lái)的霉菌隱患。由于冰漿系統(tǒng)可在低負(fù)荷時(shí)段持續(xù)制冰,主機(jī)啟停次數(shù)減少,設(shè)備壽命延長(zhǎng),維修費(fèi)用下降。吉林氣體射流冰漿蓄冷原理冰漿與相變材料(PCM)復(fù)合使用,可進(jìn)一步提升系統(tǒng)蓄冷密度。
冰漿蓄冷技術(shù)的主要在于冰漿的制備、儲(chǔ)存和釋放過(guò)程。冰漿是一種由細(xì)小冰晶、水以及添加劑組成的固液兩相流體,其中冰晶的直徑通常在幾十微米到幾百微米之間,這種細(xì)小的顆粒形態(tài)使得冰漿具有良好的流動(dòng)性和傳熱性能。在制備環(huán)節(jié),常見(jiàn)的方法有直接冷卻法和間接冷卻法。直接冷卻法是將制冷劑直接與水接觸,通過(guò)制冷劑的蒸發(fā)吸收熱量使水凍結(jié)形成冰漿,這種方法制冷效率高,但需要嚴(yán)格控制制冷劑與水的接觸條件,以避免制冷劑泄漏造成的污染。
可再生能源富集地區(qū)把冰漿蓄冷視為消納風(fēng)電、光伏的柔性負(fù)荷。新疆達(dá)坂城風(fēng)電基地在升壓站旁建設(shè)了萬(wàn)噸級(jí)冰漿蓄冷站,夜間風(fēng)機(jī)大發(fā)時(shí)制冰,白天融冰為周邊設(shè)施農(nóng)業(yè)供冷,解決了傳統(tǒng)電制冷無(wú)法跟隨風(fēng)電功率波動(dòng)的問(wèn)題。海南三亞的漁港在屋頂鋪設(shè)光伏板,白天光伏直驅(qū)冰漿機(jī)組,夜間用冰漿維持冷凍水產(chǎn)品的冷藏鏈,實(shí)現(xiàn)了100%可再生能源供冷。由于冰漿系統(tǒng)對(duì)電源頻率和電壓波動(dòng)具有天然容忍度,風(fēng)電、光伏的間歇性不再成為制約因素,反而成為系統(tǒng)靈活調(diào)峰的資源。冰漿蓄冷罐需設(shè)置攪拌裝置防止冰晶板結(jié),維持均勻懸浮狀態(tài)。
流體特性的工程魔術(shù):冰漿在管道中的流動(dòng)行為顛覆了傳統(tǒng)流體力學(xué)的認(rèn)知。當(dāng)剪切速率達(dá)到臨界值時(shí),這種賓漢塑性流體的表觀粘度會(huì)突然下降三個(gè)數(shù)量級(jí),呈現(xiàn)出"剪切稀化"的典型特征。工程實(shí)踐中,維持1.5-2.5m/s的流速既保證了系統(tǒng)輸送效率,又避免了冰晶聚集造成的管道堵塞。在清華大學(xué)某實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試中,添加0.1%羧甲基纖維素鈉的冰漿混合物,其流動(dòng)穩(wěn)定性比普通冰漿提升40%以上。這種對(duì)非牛頓流體流變特性的精確調(diào)控,是冰漿系統(tǒng)能效比達(dá)到4.8的關(guān)鍵所在。冰漿泵送時(shí)需控制流速防止冰晶聚集,管道保溫可減少冷量損失。江蘇動(dòng)態(tài)冰漿蓄冷廠家
食品加工行業(yè)利用冰漿快速冷卻產(chǎn)品,比傳統(tǒng)風(fēng)冷節(jié)能50%以上。江蘇淡水冰漿蓄冷儲(chǔ)能
從經(jīng)濟(jì)性角度分析,冰漿蓄冷系統(tǒng)的投資回報(bào)周期通常在3-5年。雖然系統(tǒng)初投資比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)高出20%-30%,但通過(guò)電費(fèi)節(jié)約可在較短時(shí)間內(nèi)收回增量成本。在實(shí)行峰谷電價(jià)差較大的地區(qū),投資回收期可能更短。系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性還體現(xiàn)在容量費(fèi)用節(jié)省上,許多地區(qū)的電力收費(fèi)包含基于較大需量的基本電費(fèi),冰漿系統(tǒng)通過(guò)降低白天較大用電需求,可帶來(lái)可觀的長(zhǎng)期費(fèi)用節(jié)約。全生命周期成本分析表明,在運(yùn)行超過(guò)10年的情況下,冰漿蓄冷系統(tǒng)的總成本通常低于常規(guī)系統(tǒng)。江蘇淡水冰漿蓄冷儲(chǔ)能