一、技術(shù)名稱:動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍:建筑行業(yè) 各種中央空調(diào)系統(tǒng)及工藝用冷系統(tǒng)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
我國大部分地區(qū)處于溫帶和亞熱帶,每年空調(diào)使用時(shí)間較長(zhǎng),在南方地區(qū)甚至可達(dá)8個(gè)月。夏季高溫時(shí)段空調(diào)用電負(fù)荷,特別是大型中央空調(diào)、區(qū)域供冷和地鐵空調(diào)等空調(diào)負(fù)荷集中,是造成城市電力負(fù)荷峰谷差的主要原因,而冰蓄冷空調(diào)是實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)調(diào)峰的有效技術(shù)之一。目前我國已有的蓄冰空調(diào)工程設(shè)備70%以上來自國外,且99%都屬于靜態(tài)蓄冰技術(shù),主要包括盤管制冰、冰球制冰等傳統(tǒng)靜態(tài)制冰方式,其體積大、運(yùn)行成本高、制冰效率低,平均制冷量只有空調(diào)工況制冷量的50%。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量30萬tce/a,CO2減排約79萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
冰蓄冷中央空調(diào)是指在夜間低谷電力時(shí)段開啟制冷主機(jī),將建筑物所需的空調(diào)冷量部分或全部制備好,并以冰的形式儲(chǔ)存于蓄冰裝置中,在電力高峰時(shí)段將冰融化提供空調(diào)用冷(見圖(1)。由于充分利用了夜間低谷電力,不僅使中央空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低,而且對(duì)電網(wǎng)具有顯著的移峰填谷功能,提高了電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)采用制冷劑直接與水進(jìn)行熱交換,使水結(jié)成絮狀冰晶;同時(shí),生成和溶化過程不需二次熱交換,由此大大提高了空調(diào)的能效。冰漿的孔隙遠(yuǎn)大于固態(tài)冰,且與回水直接進(jìn)行熱交換,負(fù)荷響應(yīng)性能很好。
2.關(guān)鍵技術(shù)
(1)過冷卻水穩(wěn)定生成技術(shù)。過冷卻水生成技術(shù)是冰漿冷卻及蓄冷技術(shù)的核心。過冷卻水是冰漿生成的基礎(chǔ),只有穩(wěn)定生成過冷卻水,才可以通過促晶等技術(shù)生成冰漿;
(2)超聲波促晶技術(shù)。在生成過冷水后,只有通過促晶才能使過冷水快速生成冰漿,這就需要促晶技術(shù)。目前,國際上采用的技術(shù)有超聲波促晶、電動(dòng)閥促晶以及其他一些促晶技術(shù);
(3)冰晶傳播阻斷技術(shù)。
3.工藝流程
動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù)可應(yīng)用于新建系統(tǒng)以及既有系統(tǒng)的節(jié)能改造。新建系統(tǒng)需要
根據(jù)冷量輸送需求進(jìn)行全新設(shè)計(jì),其它過程相同,包括根據(jù)制冷機(jī)組的額定功率
搭配制冰機(jī)組;根據(jù)負(fù)荷情況合理配置蓄冰槽,并根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合配置不同的控制
系統(tǒng)。流程見圖1所示。
圖1 動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)流程圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.額定制冰工況下,主機(jī)蒸發(fā)溫度≥-6℃;
2.制冰工況下,制冷主機(jī)單機(jī)能效(COP)>3.0;
3.蓄冰槽最大蓄冰量≥45%。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,該技術(shù)在民用建筑、工業(yè)廠房已得到應(yīng)用,如佛山高新區(qū)創(chuàng)新中心動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)、富士康集團(tuán)辦公樓動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)、清華紫光信息港、新百麗鞋業(yè)等實(shí)施了多項(xiàng)動(dòng)態(tài)冰蓄冷工程。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶:深圳富士康集團(tuán)辦公樓動(dòng)態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)、東莞帝光電子科技有限公司100RT制冷空調(diào)機(jī)組改造等
典型案例1
技術(shù)提供單位:中國科學(xué)院廣州能源研究所
建設(shè)規(guī)模:深圳富士康集團(tuán)辦公樓中央空調(diào)系統(tǒng),供冷面積2萬m2,制冷機(jī)組額定功率600RT,蓄冷量3600RTh,蓄冰槽360m3。主要技改內(nèi)容:增加制冰機(jī)組、蓄冰槽以及控制系統(tǒng),主要技改設(shè)備:動(dòng)態(tài)制冰機(jī)組一臺(tái)、蓄冷槽360m3 、控制系統(tǒng)一套。節(jié)能技改投資額255萬元,建設(shè)期3個(gè)月。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益86萬元,投資回收期3年。
典型案例2
技術(shù)提供單位:中國科學(xué)院廣州能源研究所
建設(shè)規(guī)模:東莞帝光電子科技有限公司100RT制冷空調(diào)機(jī)組改造,供冷面積2000 m2。主要技改內(nèi)容:增加制冰機(jī)組、蓄冰槽以及控制系統(tǒng)。節(jié)能技改投資額100萬元,建設(shè)期3個(gè)月。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益22萬元,投資回收期4.5年。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
2011 年全國高峰用電負(fù)荷約為7.86 億kW,其中空調(diào)負(fù)荷占高峰負(fù)荷的30%,全國現(xiàn)有大型中央空調(diào)約250萬套,預(yù)計(jì)未來5年在全國推廣5%,約12.5萬套空調(diào)可使用采用動(dòng)態(tài)冰蓄冷技術(shù),全年轉(zhuǎn)移峰時(shí)電量約52億kWh,減少電廠裝機(jī)容量1180萬kW,減排能力約400萬tCO2,節(jié)能潛力較大。
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