技術介紹
在沒有實行集中供熱前,冬天時家家戶戶燒火取暖,這種原始的用能方式既浪費能源,又污染環境。北方實行
熱力站集中供熱方式後,在
節約能源的同時也保護了環境。南方地區冬天燒火取暖的時間很短或基本不燒火取暖,但夏天卻要用空調降溫。不管是南方和北方的住宅、賓館、酒店、商店、辦公樓等幾乎所有的建築物,都安裝了
分體式空調或中央空調,特別在南方地區尤其是在海南,一年四季使用空調降溫的時間都很長,空調降溫需要消耗大量的能源。
區域供冷站的供冷方式與北方冬季時的
集中供熱方式十分類似。這種供冷方式實際上就是以區域冷站作為冷源和能量中心,通過區域空調管網向周邊建築提供調溫用的冷水,滿足會議廳、展廳、酒店、大學、醫院、商場、寫字樓、住宅樓等不同用戶的用冷需求,而且,還可以利用製冷時產生的熱量,向建築物供應熱水。很明顯,與集中供熱一樣,集中供冷方式將會大大提高能源的利用率。
實際套用證明,區域供冷的能源效遠低於預期,輸送能耗增加,不同於區域供熱,輸送泵的功耗轉化為熱添加到傳輸介質中,但對於供冷,對輸冷介質的
傳熱是一種副作用。廣州一個集中個供冷失敗的案例能很好的說明問題。
冰蓄冷在製冷過程中同樣也需要能源,這種供冷方式實現能源的節約與電廠發電、電網供電和供冷的集中方式有密切的聯繫。
技術發展
這項技術是上世紀初在美國研製並開始套用,但開始並不普及。直到八十年代世界性的
能源危機,冰蓄冷的節能優勢才被世人所矚目,而得到廣泛的推廣使用。
日本能源貧乏,冰蓄冷的市場頗好。該項技術已經成為很多已開發國家解決電網供電壓力不平衡的重要強制手段。
我國從九十年代開始引進國外冰蓄冷技術,全國現有幾百家單位在使用,已經擁有核心自主智慧財產權冰蓄冷技術的公司,其自主研發的ICEBANK蓄冰技術系統打破了國外技術壟斷,是唯一達到國際先進水平的冰蓄冷民族品牌。最早實施的再運營項目使用冰蓄冷技術後,每年能為用戶節省空調運行費用117.7萬元,節約費用比率為36.6%,為國家電網轉移高峰電力338萬kwh,為國家減少1129噸電力燃煤,為環境減1238萬m3的廢氣排放的案例是比較突出的。
產品原理
冰蓄冷作為新世紀的重要節能手段發展方向之一,是造福人類並具有廣闊的發展前景的新技術,有著良好的社會效應和經濟效益,在世界能源和環保日益重要的今天,冰蓄冷將作為我國電力移峰填谷,提高電網用電負荷率,改善電力投資綜合效益和減少CO2、硫化物排放量來保護環境的重要手段。
冰蓄冷技術是利用夜間電網低谷時間,利用低價電製冰蓄冷將冷量儲存起來,白天用電高峰時溶水,與冷凍機組共同供冷,而在白天空調高峰負荷時,將所蓄冰冷量釋放滿足空調高峰負荷需要的成套技術
改造安裝簡單;
節省運行費用;
移峰填谷;
平衡電網減少國家電力投資;
從能源的合理分配角的來說,節約了能源,因為發電站是根據用電的多少來決定開啟多少負荷的
發電機組的。大型的機組的頻繁開啟、關閉是對機組有巨大損害的,而且很麻煩。如果可以做到機組不停機,就將天然能源利用得更充分了,要做的這點,不可能讓人們晚上生活。但是,機器可以工作,這就解決了這個問題。
適用範圍
寫字樓、賓館、飯店;
機場、候車室、商場、超市;
體育館、展覽館、影劇院、醫院;
化工石油、製藥業、食品加工業、精密電子儀器業、啤酒工業、奶製品工業;
現有空調系統能力已不能滿足負荷需求,需要擴大供冷量的場合,可以不增加主機,改造成冰蓄冷系統最有利。
使用效益
1.經濟效益
節省空調設備費用,減少製冷主機的
裝機容量和功率,可減少30%-50%對於用戶,利用
峰谷分時電價,大量減少運行費用30%-50%
2. 社會效率
節省能源
減少污染物排放
鹹少國家電網投資
3.成本優勢
對於用戶,利用峰谷分時電價,大量減少運行費用;
節省空調設備費用,減少製冷主機的裝機容量和功率,可減少30%-50%;
4.技術優勢
節能效果明顯,系統冷量調節靈活,過渡季節不開或少開製冷主機;
具有應急功能,停電時利用自備電力啟動水泵融冰供冷,維持空調系統運行可靠性
使用壽命長
瞬間達到冷卻效果
地下室、地面多種地方擺放;
可獨立運行,即使個別蓄冰筒出現問題,對系統沒有影響
防腐蝕能力強,採用瑞士進口
導熱塑膠盤管比金屬盤管有更好的防腐蝕能力;
機組運行效率高,結冰厚度小,蒸發溫度較高,提高運行效率;
可靠性極高,每個蓄冰筒盤管均在工廠內進行高壓檢測,不會泄漏。
5.環境優勢
降低設備噪音
減少污染物排放
節約能源
突出特點
1.實現電力“削峰填谷”,轉移電力高峰負荷,平衡電力供應;
2.減少電廠側
空氣污染物的排放,減少建築物側CFC和燃燒物的排放;
3.提高電廠側發電效率從而提高能源的利用效率;
4.降低總
電力負荷,減少電力需求,緩解建設新電廠(機組)的壓力;
6.節省用戶對空調系統的投資、改造、運行維護等費用,降低用戶空調系統的運行費用。冰蓄冷技術原理及套用
系統優點
蓄冰桶利用其自身的特有技術,在結冰過程中水不會被冰包圍,冰塊可以自由滑動,因而避免產生應力或使冰桶損壞;
無轉動部件,蓄冰桶內未凍結的水無須攪拌;
特有的換熱器,使流體流動更均勻,結冰厚度一致。
換熱面積大、結冰厚度薄、蓄融冰效率高
蓄冰桶是盤管換熱器中單位蓄冷量換熱面積最大的蓄冰設備;
蓄冰冰層薄,厚度僅為12mm,蓄冰時乙二醇溫度無需很低。因此蓄冰桶可與蓄冰能耗低的三級高心
冷水機組 相配合,蓄冷時冷機效率高,耗電量小,節能特性突出;
由於傳熱面積大,蓄冰速率穩定;融冰效率高;
系統特點
1. 製冰率高
由於融冰方式屬於完全凍結內融冰方式,因為無須預留空間作為冷水通道,因此具有較高的製冰率。
2. 防腐防堵、耐久性強、可靠性高
換熱器材質為改性導熱塑膠管,徹底防止內外腐蝕;
管徑為16mm,與冷水機組管束接近,難以賭塞;
蓄冰桶內無金屬部件與水的接觸,徹底防止氧化腐蝕。
3. 冷損失小
蓄冰桶採用整體發泡,保溫性能好,是所有蓄冰裝置中冷損失最少的;可置於室外等任何場所。
技術優點
1、模組化設計
模組化設計,當萬一有個別高靈蓄冰桶泄漏時,只需將該蓄冰桶關閉,其他蓄冰桶則可繼續工作,不會影響整個系統運行。
2.對環境無污染,蓄冰桶內為乙二醇系統和凍結冰水系統,因其整體為封閉式結構,對環境無污染。
3.故障率低、使用壽命長,蓄冰桶內無運轉部件,無
內應力,故冰桶故障率低,設計使用壽命在20 年以上。
5. 安裝方式靈活、快捷,蓄冰桶在工廠內整體組裝配管,發運至現場後作為成品只待就位。由於接管標準化,產品
模組化、成品化,安裝簡單方便,現場無須製冷專業安裝人員。
6. 對原有系統的改造擴建快捷、靈活,在擴建項目中,蓄冰桶模組化的設計能很方便地在原有系統上增加一個或者多個蓄冰桶,即可滿足用戶新的需求,實現用戶
中央空調系統的升級換代。在改造項目中,只需斷開部分管路,就地改造原有的
冷卻盤管,便可使系統更新為
蓄冰系統。
7. 單元體積小,可充分利用有效空間,蓄冰桶直徑分別為2.3 米和1.8 米,根據蓄冷量不同,蓄冰桶高度分為各種規格,可充分利用建築物內邊角等廢棄空間。蓄冰桶可根據空間的需要安裝於室內、室外,甚至可以疊放,或埋在地下以節約空間;
8、靈活的設計使蓄冰空調系統均可達到五種運行模式:1.
雙工況主機製冰模式(夜間蓄冷)2.雙工況主機製冰兼為未端供冷模式3.雙工況主機單獨供冷模式4.蓄冰桶融冰單獨供冷模式
9、同普通的送風系統相比較,
低溫送風的好處包括減少初投資,養活耗電量和降低運行費用。採用名義溫度7℃送風系統(6℃到8℃的範圍)在具有蓄冰裝置的套用中可以提供最大的好處。初投資的減少來自於空氣處理機組、風管、水泵、管道和配電設備等規格的減少。有些建築中,由於風管尺寸減小從而使要求的建築層高減小,可以節約建造費用。例如,
送風溫度從136℃降到7℃。在送風和配水系統上的投資可減少14%—9%。將採用136℃送風溫度的一般
冷水機組與采76℃送風的
蓄冰系統相比較時,淨投資上的減少還包括在機組和蓄
冰桶上的投資可減少5%-11%。
蓄冰系統與
低溫送風結合的系統在初投資上面是可以與常規空調系統相競爭的。在初投資相等的情況下。蓄冷系統具有常規系統無可匹敵的優點:它可以減小電力需求。對於冷水機組,風機和水泵的耗電量可減少50%甚至更多。增加高峰期以外的耗電千瓦小時數(KWH)而減少高峰期內的耗電量;至少可以減少用戶的運行費用20%;它為用戶提供了更加靈活的系統,包括將蓄存的製冷容量在短缺的時候提供給一些關鍵場合使用,並且它的維護要求也較低。一般來說,一天使用10—14小時的各種大樓,建議採用低溫的送風系統和蓄冰系統。
10、蓄冰筒的材料技術要求
蓄冰筒外殼採用
電冰櫃外殼生產工藝,筒體由8MM工程材料製成;蓄冰筒
保溫材料由50毫米厚的聚氨酯發泡材料整體發泡而成,外殼用1.0毫米厚的防火防撞防潮鋁合金保護板,整個蓄冰桶由聚氨酯發泡成為一個整體,具有強度高,保溫性能好的特徵;蓄冰筒的關鍵
導熱材料均系國外特殊定製進口,工廠化批量生產能保證每一個蓄冰筒性能完全一致;蓄冰筒採用逆流熱交換器平均控制法,在結凍的過程中,水不會被冰包圍,
冰塊可以自由滑動,因而避免產生應力或凍壞冰筒。