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动态冰浆蓄冷技术的应用及冰浆制取|欧亚制冷分享
发布时间:2024-11-27 13:18:49

动态冰浆蓄冷技术作为目前蓄冷的最新发展方向,不仅能发挥冰蓄冷原有的“移峰填谷”及平衡电网负荷的作用,而且能利用冰浆拥有的巨大的相变潜热和低温显热,能更高效的制冷。欧亚小编在此文对冰浆的应用进行了简介,并列举了目前冰浆的过冷水制备方法。

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欧亚冰蓄冷整体综合设备|动态冰浆机

1、蓄冷作为解决峰谷电力不平衡的重要方法之一,得到了很广泛的发展。目前在蓄冷领域,最新的研究方向之一是以冰浆技术为基础的动态蓄能方式。目的主要在于使冰浆成为一种高密度的冷量输送介质,以获得节能高效的间接的冷却方式。

冰浆,即二元冰,是指一种含有大量悬浮冰晶粒子的固液两相溶液,又称“流体冰”或“可泵冰”,其中冰晶粒子的平均尺寸不超过1mm。冰浆的相变潜热和低温显热巨大,如含冰率5wt%~30wt%的冰浆,传热系数为3kW/ (m2·K),是相同条件下常规冷冻水冷却能力的5~6倍。由于冰浆中冰晶粒子直径很小,一般在微米级,因此这种冰晶粒子与水组成的两相溶液的热物性和传输性能良好,能够如普通流体一般用管道运输或者贮存于冰槽中。相对于静态蓄冷的方式,能充分发挥相变流体强化传热的优势。此外,和其他形式的冰相比,冰浆还可以流入缝隙中,而提供更高的冷却速率与更大的换热面积。

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欧亚制冷|冰蓄冷工程水箱内实拍

2、冰浆的优势及在多领域中的应用

鉴于冰浆具有相变潜热和低温显热巨大、流动性好、换热面积大、能源形式环保等优势,在众多领域中得到了应用。动态冰浆除了在建筑空调供冷上进行动态冰浆蓄冷外,在深矿井降温,食品加工,医疗保护,消防等领域都有很广泛的应用与发展。

2.1冰浆在建筑供冷上的应用

动态冰浆的蓄冷储能密度大,所占空间只有水蓄冷的25%~30%,这使得整个系统小巧、紧凑;动态冰浆蓄冷装置可就地制造,从而节约大量资金;动态冰浆蓄冷空调送风温度低,使整个空调系统的风管、水管尺寸减小,冷负荷输送的功率也大为降低,运行成本减小。目前,日本是将动态冰浆系统应用于建筑供冷最多的国家。

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中央空调机房动态蓄冰系统2+1典型结构

2.2冰浆在深矿井降温中的应用

我国拥有高居世界第一的煤矿产量,而其中95%的煤矿开采来自地下,且开采深度大都在900~1300m,井下高温的作业环境对工人的健康与安全、井下设备的安全运行及生产效率造成了极大的危害和影响。因此采用井下降温对改善矿井高温热害有着非常重要的意义。受井下空间狭小,制冷设备放置不方便等因素的影响,作为一种流动的蓄冷介质,动态冰浆成为解决深井热害的最优选择。在地面上,生成冰浆的设备将生成好的动态冰浆通过保温管道以及冰浆泵输送到井下,与井下回水管道中的水混合后,再输送到需要降温的作业面,从而实现喷淋冷却降温。

2.3冰浆在食品加工储藏上的应用

冰浆在食品冷冻冷藏行业得以广泛应用,在新鲜鱼类冷却保鲜和奶制品的冷却加工中具有很好的冷却性能。这是因为冰晶融化释放潜热,使其具有高储能密度,又由于无数的颗粒形成了很大的换热表面积,所以它还具有较快冷却速率。冰浆在冷却过程中始终维持低温水平,并提供比水或其他单相液体高的热传递系数。

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2.4冰浆在其他方面的应用

冰浆除了在上述领域应用外,对医疗保护(治疗心脏病突发等)、消防灭火等有着重要的研究意义。同时,动态冰浆还应用于仪器的冷却、清洗换热器表面、混凝土余热的去除、交通运输及人工造雪等领域。

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欧亚制冷动态冰浆冰蓄冷|工程实拍分享

3、动态冰浆的制取方法

鉴于冰浆在多领域的广泛的应用前景,因此,对具有稳定性能的动态冰浆的稳定制取成为学术研究的重点之一。冰浆的制取方法很多,包括过冷法,刮削法,流化床法,直接接触法,真空法等。目前工程上使用的装置主要采用壁面刮削式和过冷式,其他方式则基本处于试验阶段。

由于冰浆流体的特殊物理特性,使得冰浆系统在区域集中供冷中具有很大的优势。冰浆系统中最重要的环节是冰浆的制备,不同的制备方式有不同的优缺点。

目前,过冷水法制取冰浆的方法在日本已经得到了一定的应用。在国内,中科院广州能源研究所的空调与蓄能技术实验室经过3年多的科技攻关,建成了我国第一个用过冷水法制取冰浆的动态冰蓄冷示范工程一一广州能源所综合楼。

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过冷水制取冰浆是基于水的过冷结晶原理:水被冷却时,加入载冷剂(如盐水或者乙二醇溶液等),使温度降低至凝固点以下而短时间内不结冰。通过控制水的温度和流态,并在过冷装置中进行特殊扰动,从而消除过冷状态,产生连续不断的冰浆。冰浆制取过程一般包括三部分:过冷却器,过冷解除装置和蓄冰槽。过冷法具有系统简单、换热效率高的优点。

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陕西欧亚乐金制冷工程有限公司集工业冷水机组工业冷却系统动态冰浆蓄冷设备冷库设备机组低温空气源热泵机组螺杆式冷水机组变频冷水机组,乳制品生产制冷设备,食品冷冻机组等产品的研发、制造、系统配置及安装服务。服务领域涉及新能源、航空航天、空调净化、工业冷水、冷库工程、乳品及饮品加工、生物技术、电子科技、食品速冻、农副产品及中药材烘干等多个领域。具有建筑机电安装专业承包资质,安全生产许可资质等。为客户提供高性价比的服务是我们始终不渝的态度。

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