動態冰蓄冷系統原理
動態冰蓄冷技術基本原理是利用夜間的低谷電力制冰、儲冰,在白天用電高峰期停止運行空調機組,使用冰塊釋放冷量。目前,動態冰蓄冷技術在日本、美國、加拿大、歐盟等發達國家正在成為蓄冷空調的主流技術??照{壓縮機組在夜間電網供電富余的情況下運行制冰并儲存,在白天電網供電緊張的情況下,停止運行,空調系統利用夜間機組所制的冰作為冷源,提供給需要供冷的場所。移峰填谷,既緩解電網供電緊張,又利用夜間廉價電費,節省空調制冷機組的整體運行成本。
動態冰蓄冷系統采用板片型蒸發器,多片并聯,安裝在一個蓄冰池正上方。壓縮冷凝機組一般由多臺高溫螺桿壓縮機并聯。
動態的制冰儲冰:制冷系統正常運行后,內循環水泵將蓄冰池內的水輸送至
板冰機蒸發器頂部的灑水槽處,通過灑水槽將水均勻的灑在板冰機蒸發器的外表面,與板冰機蒸發器內部的制冷劑熱交換,部分水在板冰機蒸發器上結冰,沒有結冰的水落入蓄冰池內,再次循環。待蒸發器表面的冰層厚度達到5-8mm時,采用熱氟將板冰機蒸發器上的冰脫落,掉進蓄冰池內,漂浮在水面上,通過快速的制冰脫冰循環,蓄冰池內的水全部制成冰。
融冰吸熱:通過溫度比例調節閥,將部分空調回水通過板冰機蒸發器頂部的灑水槽均勻灑在板冰機蒸發器外表面,由于制冷機組停止運行,空調回水經過板冰機蒸發器,均勻的灑在蓄冰池上方的冰層上,通過熱交換,溫度降低至接近0℃,再由蓄冰池底部采用水泵輸送至空調回水處混合,將空調回水溫度降低至空調出水的標準,通過比例調節閥和空調出水溫度配合控制空調的出水溫度。在儲冰量不足時,機組可運行在冷水制冷模式,即運行部分壓縮機,作為中央空調機組使用。
卓越的經濟價值
在空調工況下,制冷量相同動態冰蓄冷系統與空調機組相比,壓縮冷凝機組、冷卻塔系統、蒸發器的的總成本相差不大,而動態冰蓄冷系統僅須增加一個蓄冰池,蓄冰池可采用土建方式或鋼架結構,附帶保溫層,但成本較低。
舉例:在夜間不用空調的場所,如辦公樓,白天使用空調時間設定為10小時,夜間低谷電時間設定為8小時,空調機組的制冷量設定為550kw。如果替換成一套空調工況下制冷量為550kw的動態冰蓄冷系統,其運行電耗為130kw;該系統在制冰工況下的制冷量約為300kw,運行電耗115kw,每天運行8小時制冰模式,產冰量約為17噸,相當于3小時的空調制冷量,其余7小時可用動態冰蓄冷系統作為中央空調主機使用。按照電費峰值1元谷值0.3元計算,節省成本如下式:
1元/kw*h×130kw×3h-0.3元/kw*h×115 kw×8=114元/天=41610元/年

而建造一個儲存17噸冰的蓄冰池,按照L4000×W3000×H3000mm的尺寸(36立方米)的蓄冰池,土建類僅需2-4萬,鋼架類僅需5-8萬即可。因此將中央空調機組替換成動態冰蓄冷系統,兩年內即可收回成本,從第三年開始,每1千瓦安裝制冷量每年可節省約41610÷365=75.6元人民幣。
傳統冰蓄冷空調以靜態制冰方式運行,多數采用載冷機二次冷卻方式制,更沒有脫冰儲存功能,無法解決冰塊過厚的傳熱問題,制冰速度低、設備龐大、換熱效率差、制冷機能耗高等問題無法克服。動態冰蓄冷則以動態的過冷水來制冰,控制結冰厚度,換熱效率高、制冰速度快、設備緊湊、制冷機能耗低結構簡單等優點十分突出,是國際上冰蓄冷的主要發展方向。
系統特點
- 采用制冰——脫冰循環,動態制冰,冰的厚度控制在5~8mm,保證蒸發器與水的傳熱效
率,大幅度提升制冰、蓄冷能力;
- 制冷時空調水通過板片蒸發器,直接與制冷劑進行熱交換,不使用載冷劑,制冷效率高,更
節能;
- 融冰吸熱時,空調回水直接與冰混合,吸熱快,通過比例調節,出水溫度更穩定;
- 蒸發器為板片式,并且安裝在蓄冰池頂部,方便維修、清潔;
- 板片蒸發器為開放式蒸發器,水在外表面結冰,蒸發器沒有凍裂的可能;
- 整個系統可作為空調機組運行。