真空法,水的饱和温度是随压力变化的,水在压力为0.0061bar、温度为0.01℃时达到其三相点。如果在真空室内喷入水,并将由水滴表面产生的水蒸气连续地抽出,被抽出的水蒸气由于吸收了液滴的热量,结果使液滴温度下降直至变成冰粒子由液滴表面产生的水蒸气由机械压缩装置抽走,被压缩的水蒸气再由凝结器冷凝成水。真空法冰浆发生系统,它由水供应系统、真空室、蒸气压缩机、蒸气凝结器和真空泵构成。水供应系统是由水罐、水泵和喷嘴组成,水泵将水加压至0.7MPa后供给喷嘴,真空室实际上是一个蒸发器,在真空室的上部空间布置有中空锥形的喷嘴,压缩系统是由两级压缩机组成,水凝结采用壳管式换热器,用自来水作冷却水,真空泵用来抽出系统中的不凝气体。冰浆蓄冷系统在运行过程中,无污染、低噪音,环境友好。广州新型冰浆蓄冷散热
冰浆溶液的传热系数随其流量和浓度的变化。从图中可知:传热系数是随着流量的增加而增加、随着冰浆浓度的增加而减小。这是由于冰浆浓度的增加减小了溶液的扰动,通过换热器的流动是层流而不是紊流。尽管在较高冰浆浓度下,其传热系数下降,但由于微小的冰晶增加了其传热表面积,以及具有较大的传热温差,仍然使其具有较高的传热量。动态冰浆由于具有蓄冷密度大、流动性和传热性能好等优点,现已被用于蓄冷空调系统中用于用电负荷的“移峰填谷”,还有用于工业处理过程和食品工程领域中。随着对动态冰浆技术的深入研究,其设备成本将降低、运行效率将提高,潜在的应用领域将进一步扩大,动态冰浆是一种非常实用的新技术。四川专业冰浆蓄冷项目冰浆中冰粒与水的混合物,具有较高的比热容和热导率。
在供热运行模式时,制冷剂流动换向,原来的风冷冷凝器现在作为蒸发器使用,制冷循环向水冷冷凝器提供热量,再由水冷冷凝器将热量传递给末端机组。冰浆动态特性,在常规的空调系统中,6℃/12℃的供/回水温度所产生的冷量约为25kJ/kg,这主要是由于水的显热容量较小,而采用冰浆作载冷剂可以减小所需要的循环量。冰浆与冷水的供冷量比较。冰浆的供冷量是随着冰晶的浓度而变化的如当冰晶的浓度为 20%、冰晶的供/回水温度为 0℃/13℃时,其冷量比为 4.8,则其提供的冷量为 120 kJ/kg。
宋文吉强调,大规模蓄冷是重要的储能调峰技术。以广州珠江新城为例,前40个中央空调的用电负荷就达到了106MW,约占广州从化抽水蓄能电站(8台30万kW机组)容量的1/20。相关规划实施后,珠江新城集中供冷系统采用冰蓄冷(约60MW电力负荷调节能力),使得制冷机的装机容量减少一半,不只大幅降低了峰谷差、而且减少了制冷剂的使用量,系统综合运行能效大幅提高。宋文吉介绍称,在蓄冷领域,不管是从国际组织数据,还是国内自己的调研数据来看,在商业楼宇和区域供冷这两个应用领域中,以水和冰为储冷介质的蓄冷技术都是比较成熟的技术,也是主流的技术。国内在水蓄冷、冰蓄冷的细分领域中也培育了一批优良的民族品牌,整体来看,中国蓄冷技术与日美欧并跑,处于国际先进水平。冰浆蓄冷技术的应用范围普遍,包括商业、医疗、农业等领域。
基于冰源热泵(可控相变)清洁供暖技术,可以取地下水,地表水,用热泵方式解决清洁供暖的问题,近年来,中科院广州能源研究所已建成运行南京银杏山庄等多个项目。以华东某城市冬季供暖为例:热负荷25W/m²,供暖季4个月,以冰源热泵技术进行清洁供暖,只需要0.5吨水(由15℃降为0℃的冰);按清洁供暖面积10万m²计算,耗水量只为5万吨。在满足供暖需求的同时,可跨季节收集冷量1,40万RTh,约折合1.40GWh的电能。此外,宋文吉还提到了冰浆跨季节蓄冷储能概念。冰浆蓄冷原理巧妙地利用了冰的热力学特性,实现高效节能制冷。广州新型冰浆蓄冷散热
冰浆蓄冷技术与新能源的结合,有望实现能源的可持续发展。广州新型冰浆蓄冷散热
冰桨蓄冷的特点:1)机组既可以制冰,又可以做为常规冷水机组使用,功能齐全;2)机组为一体化设计,结构紧凑,转运方便,可在各工况下高效运行,蓄冰槽内只有制冰介质溶液和冰浆,无任何维护量;3)制冰器设计独特,冰晶制成工艺先进,换热器内不粘附冰,实现较高的蒸发温度降低能耗,比传统的蓄冰方式节能 15%以上;4)机组体积小,可减少机房占地面积,对机房无特殊要求;5)冰浆以流体形式储存与蓄冰槽中,蓄冰槽可以为任何形式,尽可能减少机房的占地面积,节省基建费用;6)冰晶有极大的换热表面,融冰迅速,彻底,可提供更低的供水温度,与低温送风技术相结合,可进一步降低系统投资费用;7 )设备可集中或分离设计 易于实现在负荷变化时机组依然保持在较高的效率下运行。广州新型冰浆蓄冷散热
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