【文章內(nèi)容簡介】 的制冷量與制冰工況應有制冷量之比） 為 51%。 案例二 同濟大學的黃潔，王長慶 《某大樓冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)運行性能分析》 【 6】 ， 5 臺螺桿式(R22) 制冷主機 ,其中 4 臺雙工況主機供 1 地塊 ,每臺制冷量 : 1 925 (KW)/ 1 239 (KW) (制冷工況 / 制冰工況 ) 。1 臺單工況主機作為基準系統(tǒng)供 2 地塊 ,制冷量為 700 (KW)。 此案例用內(nèi)融冰結(jié)構(gòu)。作者于 2021 年 7 月 18 日 19： 30 到 7 月 19 日 17： 30 對主機進行測試，見表 8 表 8 案例二的逐時運行數(shù)據(jù) 從表 8 可以得出如下幾個 結(jié)論 ： 1) 隨著制冰的進行，乙二醇的回水溫度逐漸下降；溫差越來越小，回水由 20:30 時 刻的 ℃下降到 04:30 時刻的 ℃，溫差從 ℃下降到 ℃； 2) 制冰工況制冷量由實際運行 20:30 時刻的 1084 (KW)下降到 04:30 時刻的 662 (KW)，也就是說制冰最后一小時只有開始的 60%。這與案例一種的 50%相接近 ； 3) 由于夜間冷凝效果好，此案例機組在 23： 30 達到一個意外的制冷量，說明制冷工況本身在夜間由于冷凝效果好，制冷量本身是比原來只考慮蒸發(fā)溫度的情況下高。─── “ islurry” 蓄冰儲能系統(tǒng) 技術經(jīng)濟分析報告書 第 16 頁，共 36 頁 冷凝溫度每降低 1℃，制冷量會提高 %。 4) 制冰工況主機的制冷系數(shù) （制冰工況主機中的制冷量與常規(guī)空調(diào)工況制冷量之比）為 （ 32063274） (KW)/（ 1952*4*9） (KW)=%，這個數(shù)據(jù)與外融冰時主機制冰工況的制冷系數(shù)完全一致 。 5) 計算結(jié)果由于此案例在冰蓄冷中設計比較成功，制冰能力 （制冰工況主機中的制冷量與制冰工況應有制冷量之比） 為 （ 32063274） KW/（ 1239*4*9） =%。 6) 能效比 EER 逐漸減小，由 減小到 。 案例三 SNOWKEY 雪人的片冰蒸發(fā)器 F050S【 7】 ， 采用的是內(nèi)刮式制冰方式 生產(chǎn)能力為 ,其潛熱值為 6968 (KJ)，即 (KW)。 必要 的制冷量為 2350(kcal/h)= (KW)。所以 制冰能力（制冰工況主機中的制冷量與制冰工況應有制冷量之比） 為 ＝ 71%。 其他型號比率也是如此。 冰片厚度為 ～ 。 此 方法適合小功率的制冰設備。 案例 四 上海博特 【 8】 是引進美國產(chǎn)業(yè)片冰的領先技術 Vogt ice 的先進技術 導入熱氣冷媒化霜脫冰的制冰方式結(jié)冰厚度為 6～ 12mm,。其設備 3610，在 6mm厚，蒸發(fā)溫度為 18℃時，冷凍能力為 143(KW)，若全部轉(zhuǎn)移到含冰率且為 100％的冰上，應制得 噸 /天 ,而其產(chǎn) 品得制冰能力為 23 噸 /天。 制冰能力 為 23/＝ %。 另設備 3672，制冰 6mm 厚，蒸發(fā)溫度為 18℃時，冷凍能力為 1055(KW)，若全部轉(zhuǎn)移到含冰率且為 100％的冰上，應制得 噸 /天，而其產(chǎn)品得制冰能力為 167 噸 /天。 制冰能力（制冰工況主機中的制冷量與制冰工況應有制冷量之比） 為為 167./＝ %。 案例三和案例四分析 案例三：機械刮冰不存在著改變機組運行工況來脫冰，相對而言他的制冰效率要高一些，但是這種制冰方式傳熱面是圓形的，以方便刮冰。但蒸發(fā)溫度極低 20℃～ 25℃ 。 案例四： 可以看出導入熱氣冷媒化霜脫冰的制冰方式會損失機組的冷量來導入熱的冷媒和融冰， 不僅影響機組的正常運行，還損失了寶貴的制冰時間，影響制冰效率，蒸發(fā)溫度也低，一般在 15℃左右 。 “ iislurry” 系 統(tǒng)在制冰效率上的幾個優(yōu)勢： 1， 所有熱交換是有液態(tài)水來完成， 即間接的液液交換， 所以不存在著在傳熱面上 產(chǎn)生冰層─── “ islurry” 蓄冰儲能系統(tǒng) 技術經(jīng)濟分析報告書 第 17 頁，共 36 頁 熱阻的可能； 2， 在制冰時間內(nèi)不發(fā)生冰堵，也不存在轉(zhuǎn)換運行工況，停機解除冰堵等負面因素； 3， 在目前所有大型機組的制冰方式中，都需要載冷劑來進行中間換熱。一般為 5℃～ 10℃，而我們的 “ islurry” 系 統(tǒng)載冷劑是在 2℃～ 3℃，已接近制冰時載冷劑的極限溫度，所以效率是最高的。 我們的 “ islurry” 系 統(tǒng)效率損失只有在蓄冰罐的罐體、管道以及泵的溫升等比可避免的冷量損失，一般＜ 10%。如我們研發(fā) 200(KW)的 “ islurry” 系 統(tǒng)是 ，流量 40t/h，在未作任何保溫的前提下，環(huán)境通過管道、換熱器與罐體使水從 ℃上升到 ℃。冷損計算如下： Q損 =(℃ 40 t/h)/3600=(KW)。機組制冰工況制冷量 150(KW)，冷損為 %。所以我們的 “ islurry” 系 統(tǒng)制冰能力（制冰工況主機中的制冷量與制冰工況應有制冷量之比）為 %（ 未 保溫） 。 按常規(guī)保溫條件下可以避免將近 5%冷量計算，我們的 “ islurry” 系 統(tǒng)制冰能力≥ 95%， 制冰工況主機的制冷系數(shù) （制冰工況主機中的制冷量與常規(guī)空調(diào)工況制冷量之比） 為 （一般主機制冰工況與空調(diào)工況制冷量之比） %=%， 保守 計算 取60%。 ， “ islurry” 系統(tǒng)構(gòu)成簡單、穩(wěn)定 盤管制冰 系統(tǒng)構(gòu)成雖然簡單，但系統(tǒng)中管路復雜 ： 靜態(tài)盤管結(jié)冰不管是外融冰或者內(nèi)融冰，蓄冰罐內(nèi)需要大量的盤管 。 1） ， 蓄冰盤管對空間的長、寬、高有嚴格要求，蓄冰罐必需放在機房內(nèi)； 2），盤管內(nèi)或外側(cè)走乙二醇 水 溶液，乙二醇水溶液本身具有一定的腐蝕性， 加上數(shù)量龐大的盤管，接口太多， 發(fā)生泄漏的可能 可能性就很大 ； 片冰（刮削式） 系統(tǒng)比較簡單，但機械刮削部件比較復雜。制冰的水溶液對管路、傳熱面和機械刮冰部件存在著一定的腐蝕性。 片冰（冷媒化霜脫冰） 系統(tǒng)構(gòu)成比較簡單，制冰的水溶液對管路、傳熱面存在著一定的腐蝕性。 “ islurry” 系統(tǒng) 1），蓄冰罐內(nèi)沒有任何盤管，罐體對空間幾乎沒有什么要求； ─── “ islurry” 蓄冰儲能系統(tǒng) 技術經(jīng)濟分析報告書 第 18 頁，共 36 頁 2），載冷循環(huán)和制冰循環(huán)簡單，幾乎 沒有其他組成部分； 3），換熱器內(nèi)是載冷劑與水換熱，液液換熱效率高，內(nèi)沒有任何接口，不會有泄漏的隱患。 ， “ islurry” 系統(tǒng)控制簡單、穩(wěn)定 盤管制冰：雖然系統(tǒng)簡單，制冰時候控制簡單。但由于通?？紤]到載冷劑的腐蝕和經(jīng)濟性，很少在末端直接進行載冷循環(huán)。所以在融冰時，需要進行載冷劑和水進行換熱，增大了控制的復雜性。另由于盤管制冰，冰塊的釋冷性不好 難以 保證系統(tǒng)的供水水溫，需要進行輔助的措施 進行融冰 ，也增加了控制復雜性。 片冰（刮削式）：這種方式的控制在于機械刮冰部分 片冰（冷媒化霜脫冰）：控制復雜 在于化霜脫冰時需要進行冷媒管路的切換 “ islurry” 系統(tǒng)：首先是系統(tǒng)簡單，不存在解除冰堵和促使傳熱面上冰脫離的問題，幾乎不不存在復雜的控制部件。只有水泵等設備的起?？刂?。 ， “ islurry” 系統(tǒng) 冰漿應用廣泛、靈活，使得聯(lián)合區(qū)域供冷站可以成為現(xiàn)實 盤管、冰球等制冰方式制出來的冰附在傳熱管或者傳熱面上，無法進行剝離。只能取出冷水進行應用，這點限制了盤管 、冰球 等制冰 的發(fā)展。 雖然 盤管 、冰球等 制冰 的 蓄冷罐內(nèi)冷水（ 2℃）的管網(wǎng)輸送能力雖然比常規(guī)的空調(diào)冷凍水（ 7℃）大了很多，可以實現(xiàn)低溫送風，但釋冷性 差，造成供水水溫 不穩(wěn)定 。 片冰的使用廣泛一些，片冰本身會從傳熱面上脫離。小型機組應用于超市等小型需冷場所。大型片冰機的儲罐和制冷機組一體化，就對機房提出很高的層高要求。另片冰的 輸送 需要很多機械部件或者人力，前者既不方便，又缺乏可靠性；后者比較麻煩。 而 “ islurry” 系統(tǒng)制出的冰漿，首先冰漿是可以流動的，冰漿可以取出應用，所以沒有罐體空間尺寸、應用場所等要求 。 “ islurry” 蓄冰儲能不僅有小功率，成本低廉的冰漿機組，還可以在建立區(qū)域的供冷站，將冰漿輸送至分散的冷庫。 ； 如地鐵可以實現(xiàn)集中供冷，冰漿輸送至 鄰近站點，省去部分站點的機房建設； LNG 冷量轉(zhuǎn)化為冰漿進行遠距離輸送，按每噸 LNG 釋放 830 兆焦耳冷量計算，可以制出 30%IPF 冰漿 8 噸，輸送冷量 230KW； 蔬菜水果保鮮，但蔬菜水果的地域性、季節(jié)性、多樣性、高品質(zhì)要求與淡旺季節(jié)的調(diào)節(jié)矛盾十分突出，其中主要原因是保鮮技術的落后 ； 此外，啤酒、牛奶的工藝冷卻、冷鮮肉、禽加工的冷卻殺菌等為冰漿的應用提供了廣闊的舞臺。 其次， “ islurry” 系統(tǒng)可以增加蓄冰時間，如 表格下注釋所示。在相同的工程案─── “ islurry” 蓄冰儲能系統(tǒng) 技術經(jīng)濟分析報告書 第 19 頁，共 36 頁 例中， “ islurry” 系統(tǒng)可以增加蓄冰時間和利用一切可以用 的制冰時間，只需增加蓄冰罐，哪怕臨時增加也沒問題，因為冰漿可以流動。但靜態(tài)的盤管和冰球不管從技術還是經(jīng)濟角度都不能實現(xiàn)，首先增加蓄冰時間意味著增加盤管和冰球，而盤管和冰球的成本是和蓄冰量是直接關聯(lián)的，如 注釋所述，利用周五、周六晚上低谷電力，就意味著增加原來 2 倍的蓄冰量。 “ islurry” 系統(tǒng)只需增加罐體成本，幾乎可以忽略不計， 而 靜態(tài)盤管和冰球卻需要 2倍于原來的盤管和冰球，成本自然增加原來的 2 倍；而且盤管和冰球需要載冷劑，在控制上難易實現(xiàn)。 第三， 制冰的水是可食用水，不論是食品、工業(yè)冷卻還是建筑空調(diào)蓄冷，都可以放心使用；冰漿因為巨大的表面積使得其釋冷性是其他冰無法比擬的； 第四， 釋冷速率快，不僅是可靠的應急冷源，也是最可靠的蓄冷介質(zhì)；冰漿 細 小，可以充分的接觸需冷物質(zhì)或工藝過程，給予全面的需冷所求，這也是其他冰形式無法做到的。 最后 20%～ 30%冰漿的輸送，使得城市 的區(qū)域 供冷供熱站的實現(xiàn)有了最根本的技術基礎。清華大學的朱穎心教授和江億教授在 2021年第 38卷第 1 期《暖通空調(diào)》上發(fā)表文章《區(qū)域供冷系統(tǒng)的能耗分析》【 9】，對日本新宿新都心燃氣熱點冷三聯(lián)供 DHC（區(qū)域供冷站）系統(tǒng)分析，認為此系統(tǒng)供回水分別為 6℃ /14℃， 8℃溫差太小，加上冷水泵的高電耗，導致管網(wǎng)的冷損失（ ℃溫升） ， 不可接受，最后得出結(jié)論：因為區(qū)域供冷站供回水溫差小于 10℃，加上輸配水泵電耗加熱冷水帶來的負面效應，不適宜推廣大規(guī)模區(qū)域供冷。但 我們 “ islurry”流動 冰漿蓄冷儲冰技術 的 成熟，使得大規(guī)模區(qū)域供冷成為可能： 1，冰漿輸送技術；輸送 20%~30%冰漿技術已在國內(nèi)外都有大量的研究，是可行的。 30%冰漿輸出， 10℃供回水溫差，就使得管網(wǎng)的單位輸送密度等于 140（ kJ/kg），相當于 供回水33℃的溫差。即使水泵電耗加熱冷水帶來 ℃的溫升，也只有 %的冷損。所以采用“ islurry” 蓄冰儲能技術，大規(guī)模城市區(qū)域供冷站的推廣完全沒有技術難題； 2，我國北方冬季進行的區(qū)域供熱站，一般才有蒸汽，故單位管網(wǎng)的輸能密度大，但還有一點值得更加注意，那就是管網(wǎng)本身的能量損失。架空管道，外界的空氣是零下十幾度，管內(nèi) 100℃以上的蒸汽，熱量損失不會小；即使埋地，但地表下 3米的位置，因為周圍土壤的巨大容量，全年基本是保持在 7℃左右；對供熱而言，也存在 100℃以上的溫差。但對供冷而言，幾乎是天然的 保溫層，對于 0℃的冰水混合物供水管道只有 7℃溫差， 10℃回水有 3℃溫差，是供熱管道 溫差 的十幾分之一。 ─── “ islurry” 蓄冰儲能系統(tǒng) 技術經(jīng)濟分析報告書 第 20 頁，共 36 頁 正如朱穎心教授和江億教授分析的日本新宿新都心燃氣熱點冷三聯(lián)供 DHC（區(qū)域供冷站），這種電熱冷三聯(lián)合的能源站點已在日本有很多應用。而我國幾乎一片空白。 “ islurry” 系 統(tǒng) 與 傳統(tǒng)蓄冰儲能技術分析總結(jié) 綜合前面不同制冰方式的技術分析， 就制冰工況的制冷系數(shù)、制冰能力、系統(tǒng)構(gòu)成和系統(tǒng)的控制技術比較如 表 9所示 制冰方式 盤管制冰外融冰 盤管制冰內(nèi)融冰 小型片冰 大型片冰Muller “ islurry” 制冷系數(shù) 60% 60% —— 50% 60% 制冰能力 70% 75% 71% 75% 90% 系統(tǒng)構(gòu)成 大量盤管 管道腐蝕泄漏 大量盤管 管道腐蝕泄漏 機械刮冰 傳熱面、機械腐蝕 簡單 傳熱面、機械腐蝕 簡單 系統(tǒng)控制 融冰需要輔助手段 融冰需要輔助手段 刮冰機構(gòu)控制 冷媒切換控制 簡單 設備起停 應用 冷水 冷水 片狀冰，輸送需要人力物力 片狀冰，輸送需要人力物力 冰漿， 1，可食用； 2，流動性； 3，可以增加蓄冰時間； 4，釋冷速率高； 5，區(qū)域供冷站 表 9 不同制冰方式 的技術比較 制冷系數(shù)：制冰工況主機中的 額定 制冷量與常規(guī)空調(diào)工況制冷量之比 制冰能力：制冰工況主機中的 實際 制冷量與制冰工況 額定 制冷量之比 第三篇：動態(tài)冰漿蓄冰儲能技術 “ islurry” 經(jīng)濟分析 蓄冰儲能技術從經(jīng)濟性考慮的核心：蓄冰儲能系統(tǒng)初投資 Mx相對于非蓄冰儲能系統(tǒng)