商業(yè)綜合體與高級(jí)酒店把冰漿蓄冷隱藏在建筑美學(xué)背后,卻為運(yùn)營(yíng)方帶來(lái)了真金白銀的節(jié)約。廣州珠江新城某地標(biāo)塔樓在外立面玻璃肋之間嵌入了超薄不銹鋼冰漿管道,白天融冰供冷,夜間制冰,主機(jī)裝機(jī)容量因此減少了百分之三十五,機(jī)房面積縮小了百分之四十,騰出的空間被改造成可出租的展覽區(qū),為業(yè)主帶來(lái)了持續(xù)租金收益。酒店行業(yè)則利用冰漿的高換熱效率,把客房新風(fēng)處理到更低的露出點(diǎn)溫度,從而把室內(nèi)相對(duì)濕度穩(wěn)定在百分之五十左右,客人舒適度明顯提高,同時(shí)空調(diào)末端可采用干式風(fēng)機(jī)盤管,避免了傳統(tǒng)冷凝水盤帶來(lái)的霉菌隱患。由于冰漿系統(tǒng)可在低負(fù)荷時(shí)段持續(xù)制冰,主機(jī)啟停次數(shù)減少,設(shè)備壽命延長(zhǎng),維修費(fèi)用下降。未來(lái)冰漿蓄冷將與AI預(yù)測(cè)控制結(jié)合,實(shí)現(xiàn)建筑供冷系統(tǒng)零碳化。貴州過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿蓄冷技術(shù)
冰漿動(dòng)態(tài)特性,在常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)中,6℃/12℃的供/回水溫度所產(chǎn)生的冷量約為25kJ/kg,這主要是由于水的顯熱容量較小,而采用冰漿作載冷劑可以減小所需要的循環(huán)量。冰漿的供冷量是隨著冰晶的濃度而變化的,如當(dāng)冰晶的濃度為20%、冰晶的供/回水溫度為0℃/13℃時(shí),其冷量比為4.8,則其提供的冷量為120kJ/kg。冰漿的壓力降與其摩擦系數(shù)、冰晶流動(dòng)速度和冰晶濃度有關(guān)。在低速流動(dòng)時(shí),冰漿溶液出現(xiàn)了相分離,冰晶漂浮在通道的上部,這將增加不同濃度冰漿溶液間的壓力降變化。江蘇氣體射流冰漿蓄冷設(shè)備冰漿管道采用不銹鋼材質(zhì),彎頭設(shè)計(jì)減少阻力,避免冰晶堵塞。
在實(shí)際工程應(yīng)用中,冰漿蓄冷系統(tǒng)展現(xiàn)出良好的可靠性和穩(wěn)定性。現(xiàn)代控制系統(tǒng)能夠精確監(jiān)測(cè)冰漿的含冰率,通常在10%-30%之間可調(diào),這使系統(tǒng)能夠根據(jù)負(fù)荷變化靈活調(diào)整供冷策略。系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高,多數(shù)操作可由中間控制系統(tǒng)完成,較大程度上降低了人工干預(yù)需求。在維護(hù)方面,冰漿系統(tǒng)雖然比常規(guī)系統(tǒng)復(fù)雜,但通過(guò)合理設(shè)計(jì)維護(hù)周期和采用耐磨材料,關(guān)鍵設(shè)備如制冰機(jī)、泵閥等都能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明,設(shè)計(jì)良好的冰漿蓄冷系統(tǒng)使用壽命可達(dá)15年以上,期間維護(hù)成本可控。這些特點(diǎn)使其在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中保持經(jīng)濟(jì)性。
冰漿蓄冷技術(shù)的主要在于冰漿的制備、儲(chǔ)存和釋放過(guò)程。冰漿是一種由細(xì)小冰晶、水以及添加劑組成的固液兩相流體,其中冰晶的直徑通常在幾十微米到幾百微米之間,這種細(xì)小的顆粒形態(tài)使得冰漿具有良好的流動(dòng)性和傳熱性能。在制備環(huán)節(jié),常見(jiàn)的方法有直接冷卻法和間接冷卻法。直接冷卻法是將制冷劑直接與水接觸,通過(guò)制冷劑的蒸發(fā)吸收熱量使水凍結(jié)形成冰漿,這種方法制冷效率高,但需要嚴(yán)格控制制冷劑與水的接觸條件,以避免制冷劑泄漏造成的污染。冰漿罐采用分層取冷技術(shù),優(yōu)先使用上部高含冰率冰漿提升效率。
數(shù)據(jù)中心是冰漿蓄冷在過(guò)去十年里增長(zhǎng)較快的細(xì)分市場(chǎng)之一。隨著單機(jī)柜功率密度從早期的三千瓦攀升到如今的十五千瓦甚至三十千瓦,傳統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)的回水溫度已逼近極限,而冰漿以其高傳熱系數(shù)和相變恒溫特性,可以把冷凍水供回水溫差拉大至十二攝氏度以上,管網(wǎng)流量因而減少一半,水泵功耗下降近百分之四十。深圳某互聯(lián)網(wǎng)巨頭的云計(jì)算園區(qū)在屋頂布置了容量?jī)扇f(wàn)冷噸時(shí)的冰漿罐,白天由冰漿承擔(dān)IT負(fù)載尖峰,夜間利用低谷電價(jià)制冰,全年綜合PUE從一點(diǎn)四五下降到一點(diǎn)二九。更值得注意的是,冰漿系統(tǒng)與服務(wù)器排出的四十五攝氏度熱水在板式換熱器內(nèi)進(jìn)行熱回收,熱水被用于園區(qū)生活熱水和冬季空調(diào)再熱,能源利用效率進(jìn)一步提升。食品加工行業(yè)利用冰漿快速冷卻產(chǎn)品,比傳統(tǒng)風(fēng)冷節(jié)能50%以上。北京過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿蓄冷項(xiàng)目
冰漿用于服務(wù)器機(jī)柜液冷,比風(fēng)冷系統(tǒng)PUE值降低至1.2以下。貴州過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿蓄冷技術(shù)
凌晨三點(diǎn)的數(shù)據(jù)中心依然燈火通明,但此刻維持服務(wù)器冷卻的能量并非來(lái)自電網(wǎng),而是來(lái)自地下蓄冷槽里緩緩流動(dòng)的冰漿。這種由數(shù)百萬(wàn)微米級(jí)冰晶與載冷劑組成的非牛頓流體,正在改寫(xiě)現(xiàn)代制冷系統(tǒng)的能量管理法則。冰漿蓄冷技術(shù)的本質(zhì),是利用水的相變潛熱實(shí)現(xiàn)能量的時(shí)空轉(zhuǎn)移,將電力低谷期的廉價(jià)電能轉(zhuǎn)化為可供全天調(diào)用的冷量?jī)?chǔ)備。在電子顯微鏡下,冰漿呈現(xiàn)出繁星般的晶體結(jié)構(gòu)。每個(gè)直徑50-100微米的冰晶顆粒都是單獨(dú)的能量載體,其表面積總和可達(dá)傳統(tǒng)冰蓄冷系統(tǒng)的600倍以上。這種微觀尺度的相變材料設(shè)計(jì),使得冰漿的換熱效率達(dá)到驚人的250-300W/(m2·K)。當(dāng)載冷劑(通常是乙二醇溶液)流經(jīng)蓄冰槽時(shí),流體中懸浮的冰晶會(huì)像微型冷量膠囊般持續(xù)釋放334kJ/kg的相變潛熱。貴州過(guò)冷水動(dòng)態(tài)冰漿蓄冷技術(shù)