北京低碳动态冰蓄冷保温

浅谈动态冰蓄冷系统的发展历程。动态冰蓄冷技术是上世纪初在美国研制并开始应用，但开始并不普及。直到八十年代世界性的能源危机，蓄冷技术的发展得到了新的、更强大的推动力。1979年编写并出版了《建筑物非峰值期降温导则》，1981年后推广应用蓄冷技术，并颁布相关的奖励措施。到90年代，美国已有40多家电力公司制定了分时计费电价，从事蓄冷系统开发及动态冰蓄冷专门使用制冷机开发的公司也多达数十家。欧洲、日本等经济发达国家以及我国的地区也在80年代开始了蓄冷技术的应用研究。日本由于战败引起的经济衰退、资金紧张，90年代前，主要是发展初始投资较低的水蓄能系统，近年转而大量发展动态冰蓄冷系统；1990年日本只有200个左右的动态冰蓄冷系统，时至，已经发展到数十万个蓄冷空调系统，电网低谷电约有超过60%被加以利用。我国的地区已经有数千幢建筑采用蓄能空调系统。动态冰蓄冷采用低温送水才能满足要求。北京低碳动态冰蓄冷保温

动态冰蓄冷和静态冰蓄冷。目前，比较成熟的蓄冷技术主要有2种：水蓄冷和冰蓄冷。其中，水蓄冷属于显热蓄冷；冰蓄冷在蓄冷过程中，蓄冷介质发生了液—固相变，被归纳为相变潜热蓄冷。2种蓄冷技术在工商业领域都有了工程应用。根据制冰工艺的区别，冰蓄冷技术又可以分为静态制冰和动态制冰两种。（1）静态制冰：即冰在冷却管外或封闭容器内凝结，冰本身处于相对静止状态。在静态制冰过程中，随着制冰量的增加，水与冷源之间的热阻逐渐增大，能量损失增加。尽管静态制冰系统简单，运行稳定，易于实现，目前已成为冰蓄冷系统应用中的主流。（2）动态制冰：制冰过程中有冰晶、冰浆生成，且冰晶、冰浆处于运动状态。动态制冰换热表面不会形成冰层，水与冷源之间热阻在制冰过程基本保持不变，因而能够一直保持较高的热交换效率；由于冰晶、冰浆换热面积大，容易快速消融，动态制冰技术在放冷过程中的负荷跟随性比较好。北京冰片滑落式动态冰蓄冷适用范围动态冰蓄冷有利于熔化温度的稳定。

在不同场景下如何应用动态冰蓄冷技术呢？一、机房、图书馆等特殊空调领域。机房、图书馆该类场景相较于普通空调领域的明显特点是除湿负荷占比大，且供冷时间长。这种除湿负荷占比大的蓄冷技术应该采用冰蓄冷技术，能够实现低温送风，除湿效果好，满足用户侧需求。以电视台音像馆为例，主要服务于办公区、机房和档案室，全年供冷时长超过2000小时，设计冷负荷1300RT，蓄冷量3564RTH，蓄冰形式采用冰盘管内融式。二、办公楼、商场等单独大厦场景。独栋大厦应视不同情况选择合适的蓄冷技术。1）改造项目。常规空调系统改造为蓄冷系统，应多以水蓄冷项目为主。水蓄冷系统制冷主机不用更换，可利用消防水池或原有储水设施做蓄水池，改造工程量小，初投资小。2）新建项目光蓄冷。由于冰蓄冷密度高，占地小，冷水温度低可靠，因此当前国内冰蓄冷项目多于水蓄冷项目，冰蓄冷形式也多样化。3）新建项目蓄冷/热。在国内节能减排政策的指引下，蓄冷/热项目在北方逐渐受到人们重视，这也使得水蓄冷项目找到新的发展路线。水既可作为蓄冷介质也可成为蓄热工质。

动态冰蓄冷。动态冰蓄冷具有削峰填谷、平衡电力负荷的特点，具有制冷快、效果好、供冷温度低等优点，缺点是初始投资略高，且不适用于夜间用电的用户。水蓄冷。水蓄冷优点是初投资较低，技术要求低，维修简单，同样具有削峰填谷、平衡电力负荷的特点，但占用空间大，冷损耗也大，对蓄冷水池的保冷及防水措施要求高，且由于水池部分是开启的，循环水容易污染。节电效益不同。动态冰蓄冷。动态冰蓄冷目前很多地区都有蓄冷专门使用电价，低光0.08元/度左右，节省电费高达80%左右。水蓄冷。水蓄冷一般光能享受低谷电价，额外补助较少，综合节电效益不及动态冰蓄冷。综上，从初始投入角度来讲，水蓄冷比较经济实惠，运行可靠，但由于动态冰蓄冷相变过程具有等温性好、蓄冷密度大等优点，相比于水蓄冷，动态冰蓄冷具有更为广阔的应用前景。动态冰蓄冷节省面积，同时使冷水供应可靠有效。

动态冰蓄冷系统。动态冰蓄冷系统也称为制冷剂盘管和外部融冰。该系统也称为直接蒸发冷库系统。制冷系统的蒸发器直接放入冷库，冰在蒸发器盘管上结冰。融冰过程中，冰由外向内融化，温度较高的冷冻水的回水与冰直接接触，可在短时间内产生大量低温冷冻水。动态冰蓄冷系统特别适用于需要较大制冷量和短时间内低温的场所，如一些工业加工过程和低温空调系统。内部融冰储存。动态冰蓄冷系统是将冷水机产生的低温乙二醇水溶液送入动态冰蓄冷罐（桶）内的塑料管或金属管中，使管外的水结冰成冰。动态冰蓄冷罐可将90%以上的水冻结成冰。当冰融化时，从空调负载端返回的高温乙二醇水溶液进入动态冰蓄冷罐，流经塑料或金属盘管，将管外的冰融化，乙烯温度升高，乙二醇水溶液下降，然后被泵回用于空调负载侧。动态冰蓄冷设备更环保，近乎零污染、零排放。北京冰片滑落式动态冰蓄冷适用范围

动态冰蓄冷过程采用高效对流换热，放冷过程采用冰水直接接触换热的方式。北京低碳动态冰蓄冷保温

流态化动态动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰过程中的主要缺点，而且制出的冰以流态化冰浆的形式存在。传统静态制冰过程中，水通过自然对流换热，冰层首先在换热壁面上形成，然后逐渐变厚。这样就导致形成新的冰层所需的热量传递必须以导热的形式穿过越积越厚的原有冰层，从而严重的恶化了传热效率，致使结冰越来越困难，制冷剂提供的冷却温度也必须越来越低。流态化动态动态冰蓄冷技术制冰过程的大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水，然后把过冷水转移到远离传热壁面的空间里解除过冷、生成冰浆。这样就彻底避免了冰在传热壁面上形成的可能性，既消除了固态冰层导热热阻的存在，同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式，因此整个制冰环节的传热系数得到大幅度提高。北京低碳动态冰蓄冷保温

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