热回收式冰浆蓄冷空调系统。在蓄冷运行模式时,制冷循环中的风冷冷凝器工作,二元溶液从蓄冷罐被泵送到冰晶发生器,产生的冰晶再输送到蓄冷罐的底部,在蓄冷罐内冰晶聚集在其上部。供冷运行时,二元的冰浆溶液被送到中间换热器,将冷量传递给来自末端机组的冷媒水:从中间换热器返回的温度较高的溶液被喷洒在罐内上部的冰晶上,冰晶溶化后,溶液温度再下降。在热回收运行模式时,风冷冷凝器不工作、水冷冷凝器开始工作,水冷冷凝器释放的热量传递给末端机组,适用于既需制冷又需制热的多功能建筑。冰浆蓄冷技术的创新之处在于利用冰的热力学特性,实现高效制冷。河北气体射流冰浆蓄冷舱

如图 6所示为热回收式冰浆蓄冷空调系统。在冷运行式时,制冷循环中的风冷冷凝器工作,二元溶液从蓄冷罐被泵送到冰晶发生器,产生的冰晶再输送到蓄冷罐的底部在蓄冷罐内冰晶聚集在其上部。供冷运行时,二元的冰浆溶液被送到中间换热器,将冷量传递给来自末端机组的冷媒水;从中间换热器返回的温度较高的溶液被喷洒在罐内上部的冰晶上,冰晶溶化后,溶液温度再下降。在热回收运行模式时,风冷冷凝器不工作、水冷冷凝器开始工作,水冷冷凝器释放的热量传递给末端机组,适用于既需要制冷、又需要制热的多功能建筑。浙江过冷水动态冰浆蓄冷舱冰浆蓄冷技术具有明显的节能效果,降低电力成本。

发展蓄冷技术的重要意义,宋文吉指出,制冷是社会能源消耗的重要组成部分。制冷空调的能耗和温室气体排放是中国30/60双碳目标的重要组成部分。中国夏季电力高峰负荷的40%以上是制冷空调造成的,商业/公共建筑50%以上的能耗是空调机组。同时,越来越多的楼宇采用热泵空调,夏季供冷、冬季供热,空调机组同时影响全年的供电负荷。因此,必须充分重视制冷空调对电力负荷的影响,否则反馈到上游,则直接影响电力的供应和可再生能源的消纳。
冰浆跨季节蓄冷涉及以下几个关键技术:1、如何高效、低成本地蓄冷:蓄冷周期内的低价电力制冷(低谷电、可再生的发电的富余电、等等);蓄冰槽内的温度管理(水温分层、斜温层控制等等)、中短周期操作策略等。2、如何高效地用冷:蓄冰槽内的温度管理(蓄冷-放冷);冷能品位的梯级利用(直接换热-制冷机组提冷、除湿(温湿度单独控制等)、大温差供冷等等)。3、如何构建大型人工储冷设施:结构对性能的影响(能效、储能效率、等效循环次数等)、对环境的影响等;选址、投资分析、盈利模式等等。其基本原理是夜间低谷电时段制冰,日间高峰电时段释放冷量。

冰浆蓄冷在中央空调领域的应用,中央空调蓄冷充分利用峰谷电价,夜间制冰蓄冷、白天融冰放冷,为各种中央空调和产业制冷系统提供冷量,为用户节约运行费用的同时,实现电力负荷移峰填谷。一般情况下,在用户现有中央空调系统基础上,增加一套冰浆机组和相应的蓄冷/放冷设备,即可满足用户不同时段的用冷需求。类比化学储电系统,可实现功率与容量、制冷功率与放冷功率的双解耦。结合冬季气候特点和电力供应特点高效制冰,将冷量储存起来用于夏季及过渡季节的集中供冷,从而实现空调制冷系统的GWh级储能。由于浅层土壤温度与储冷介质的温差较小(较低0℃),所以跨季节蓄冷的热效率要高于跨季节蓄热(热水温度80-90℃),且工程难度更低。冰浆蓄冷系统主要由冰浆制备、储存和释冷三个环节构成。浙江过冷水动态冰浆蓄冷舱
冰浆蓄冷技术在商业领域具有普遍的应用前景,如超市、商场等。河北气体射流冰浆蓄冷舱
冰浆发生装置,常用的产生冰浆的方法有如下几种:过冷法、刮削法、喷射法和真空法等。过冷法,过冷法冰浆发生系统。在过冷换热器中,水被过冷到-2℃,当其离开过冷器时,大约2.5%的过冷水变成冰晶,其余大部分仍是液相,产生的冰晶落入蓄冷槽,在蓄冷槽内由于冰、水的密度差,冰晶聚集在蓄冷槽的上部,而水储存在蓄冷槽的下部,其水温仍保持约0℃。夜间低谷时,蓄冷系统产生冰晶,使蓄冷槽内的冰晶浓度达到20%—30%;白天高峰时,蓄冷槽底部的冷水被送到空调末端换热器中向房间供冷。河北气体射流冰浆蓄冷舱