動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng) - 弗格森制冰機(jī)
動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)原理
動態(tài)冰蓄冷技術(shù)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(yùn)行空調(diào)機(jī)組，使用冰塊釋放冷量。目前，動態(tài)冰蓄冷技術(shù)在日本、美國、加拿大、歐盟等發(fā)達(dá)國家正在成為蓄冷空調(diào)的主流技術(shù)?？照{(diào)壓縮機(jī)組在夜間電網(wǎng)供電富余的情況下運(yùn)行制冰并儲存，在白天電網(wǎng)供電緊張的情況下，停止運(yùn)行，空調(diào)系統(tǒng)利用夜間機(jī)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(wǎng)供電緊張，又利用夜間廉價(jià)電費(fèi)，節(jié)省空調(diào)制冷機(jī)組的整體運(yùn)行成本。動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)采用板片型蒸發(fā)器，多片并聯(lián)，安裝在一個(gè)蓄冰池正上方。壓縮冷凝機(jī)組一般由多臺高溫螺桿壓縮機(jī)并聯(lián)。
動態(tài)的制冰儲冰：制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行后，內(nèi)循環(huán)水泵將蓄冰池內(nèi)的水輸送至蒸發(fā)器頂部的灑水槽處，通過灑水槽將水均勻的灑在板冰機(jī)蒸發(fā)器的外表面，與板冰機(jī)蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑熱交換，部分水在板冰機(jī)蒸發(fā)器上結(jié)冰，沒有結(jié)冰的水落入蓄冰池內(nèi)，再次循環(huán)。待蒸發(fā)器表面的冰層厚度達(dá)到5-8mm時(shí)，采用熱氟將板冰機(jī)蒸發(fā)器上的冰脫落，掉進(jìn)蓄冰池內(nèi)，漂浮在水面上，通過快速的制冰脫冰循環(huán)，蓄冰池內(nèi)的水全部制成冰。
融冰吸熱：通過溫度比例調(diào)節(jié)閥，將部分空調(diào)回水通過板冰機(jī)蒸發(fā)器頂部的灑水槽均勻?yàn)⒃诎灞鶛C(jī)蒸發(fā)器外表面，由于制冷機(jī)組停止運(yùn)行，空調(diào)回水經(jīng)過板冰機(jī)蒸發(fā)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(diào)回水處混合，將空調(diào)回水溫度降低至空調(diào)出水的標(biāo)準(zhǔn)，通過比例調(diào)節(jié)閥和空調(diào)出水溫度配合控制空調(diào)的出水溫度。在儲冰量不足時(shí)，機(jī)組可運(yùn)行在冷水制冷模式，即運(yùn)行部分壓縮機(jī)，作為空調(diào)機(jī)組使用。
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的經(jīng)濟(jì)價(jià)值
在空調(diào)工況下，制冷量相同動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)與空調(diào)機(jī)組相比，壓縮冷凝機(jī)組、冷卻塔系統(tǒng)、蒸發(fā)器的的總成本相差不大，而動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)僅須增加一個(gè)蓄冰池，蓄冰池可采用土建方式或鋼架結(jié)構(gòu)，附帶保溫層，但成本較低。舉例：在夜間不用空調(diào)的場所，如辦公樓，白天使用空調(diào)時(shí)間設(shè)定為10小時(shí)，夜間低谷電時(shí)間設(shè)定為8小時(shí)，空調(diào)機(jī)組的制冷量設(shè)定為550kw。如果替換成一套空調(diào)工況下制冷量為550kw的動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)，其運(yùn)行電耗為130kw；該系統(tǒng)在制冰工況下的制冷量約為300kw，運(yùn)行電耗115kw，每天運(yùn)行8小時(shí)制冰模式，產(chǎn)冰量約為17噸，相當(dāng)于3小時(shí)的空調(diào)制冷量，其余7小時(shí)可用動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)作為空調(diào)主機(jī)使用。按照電費(fèi)峰值1元谷值0.3元計(jì)算，節(jié)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(gè)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。因此將空調(diào)機(jī)組替換成動態(tài)冰蓄冷系統(tǒng)，兩年內(nèi)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(jié)省約41610÷365=75.6元人民幣。
傳統(tǒng)冰蓄冷空調(diào)以靜態(tài)制冰方式運(yùn)行，多數(shù)采用載冷機(jī)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(shè)備龐大、換熱效率差、制冷機(jī)能耗高等問題無法克服。動態(tài)冰蓄冷則以動態(tài)的過冷水來制冰，控制結(jié)冰厚度，換熱效率高、制冰速度快、設(shè)備緊湊、制冷機(jī)能耗低結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)十分突出，是國際上冰蓄冷的主要發(fā)展方向。
系統(tǒng)特點(diǎn)
- 采用制冰——脫冰循環(huán)，動態(tài)制冰，冰的厚度控制在5～8mm，保證蒸發(fā)器與水的傳熱效
率，大幅度提升制冰、蓄冷能力；
- 制冷時(shí)空調(diào)水通過板片蒸發(fā)器，直接與制冷劑進(jìn)行熱交換，不使用載冷劑，制冷效率高，更
節(jié)能；
- 融冰吸熱時(shí)，空調(diào)回水直接與冰混合，吸熱快，通過比例調(diào)節(jié)，出水溫度更穩(wěn)定；
- 蒸發(fā)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(fā)器為開放式蒸發(fā)器，水在外表面結(jié)冰，蒸發(fā)器沒有凍裂的可能；
- 整個(gè)系統(tǒng)可作為空調(diào)機(jī)組運(yùn)行。
