浅谈动态冰浆蓄冷系统设计要点

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1、浅谈动态冰浆蓄冷系统设计要点【分类号】:TB657.2一冰蓄冷系统概述冰蓄冷系统的核心就是制冰系统，传统的冰蓄冷技术主要包括冰球式和盘管式两种，这两种冰蓄冷技术的制冰过程都是在相对静止的状态下由低温不冻液把冷量传递给水而结冰，因此统称为静态冰蓄冷，目前是国内主耍应用的冰蒂冷技术。但是静态冰蒂冷由于冰的制备和融化在同一设备进行，以及其自身纳冰特性的限制，随着管外冰层厚度的增加，管外热阻同时增加，导致管内制冷剂蒸发温度降低，使制冷机性能系数（COP）降低，同时还存在着制冰速率低、対负荷变化响应能力差等的问题。针对静态冰

2、蓄冷的固冇技术缺点而发展起来的动态冰浆蓄冷技术则从根本上解决了静态冰蓄冷技术的缺点，是国际冰蓄冷发展的主要方向。动态冰浆蓄冷技术发展较晚,国内最近几年才开始对其进行研发和建设，可提供参考的工程案例比较少。动态冰浆蓄冷系统是利用水具有过冷的特性制取冰浆，而亚稳态的过冷水受到外界的干扰容易激发促晶，在板式换热器通道、管道等地方结冰，导致发牛“冰堵”的现象，所以动态冰浆蓄冷系统的设计、制作、工艺等要求较高，本文对动态冰浆蓄冷系统的设计作简要的总结。二动态冰浆蓄冷系统的设计要点动态冰浆蓄冷系统由双工况空调主机、制冰机、蓄冰

3、槽、水泵、板式换热器、微冰晶处理器、管道及控制系统等组成，如下图所示：动态冰浆蓄冷系统2.1双工况空调主机：静态冰蓄冷随着管外冰层厚度增加，传导热阻也同时增加，导致主机输出温度不断降低，温度是变动的。动态冰浆蓄冷采用乙二醇载冷剂与水在板式换热器内强制对流换热，在运行中板式换热器的换热热阻不会发生变化，所以要求主机输出温度恒定，确保系统运行稳定。2.2制冰机：制冰机是动态冰浆蓄冷系统的核心部件，制冰机的作用是制取过冷水并促使过冷水解除过冷度变成冰浆，然后通过水泵输送到蓄冰槽进行储存。制冰机内的核心部件有板式换热器、防

4、传播器、冰浆发生器等。1）板式换热器：动态冰浆蓄冷系统的制冰机对换热器的要求比较高，要求工艺质量好、换热效率高。板式换热器的材质、工艺、换热等条件比其他类型的换热器好，是制冰机换热设备比较的好选择，但并不是所有的板式换热器都适合，根据实验的测试，片距小、角孔大的板式换热器是较理想的选择。2）冰浆发生器：亚稳态的过冷水在流动过程屮如果受到外界的干扰，例如管道的凸台、凹槽、法兰、弯头等处，容易激发过冷水促晶解除过冷状态导致发生“冰堵”现象，所以在过冷水流出换热器后必须及时解除水的过冷状态。冰浆发生器的作用就是将过冷状态

5、的水在此处解除过冷状态，保证下游管道流动的是稳态的冰水混合物。目前解除水的过冷状态方法很多，有机械冲击法、局部低温法、搅拌促晶法、冰核自促晶法、超声波辐射法等，通过实验测试对比，超声波辐射法具有良好的促晶效果，而且安装、维护简便，使用可靠。3）防冰晶传播器：确保动态冰浆蓄冷过程稳定运行的关键在于有效防止过冷水在换热器中冻结，是目前动态冰浆蓄冷最大的技术难题。解除过冷状态后的水变成冰浆，存在大量具有沿过冷水管道向上游的换热器传播的冰晶，如不采取冇效的阻断，冰品将迅速传播到过冷板式换热器中，从而冻结换热器的通道，造成制

6、冰循环中断。防冰晶传播器能有效阻断冰晶向上游传播，保证制冰循环正常进行，防冰晶传播器采用温度较高的空调冷却水加热外壁面和内涂憎水材料制作，效果良好。2.3微冰晶处理器：冰浆输送到蓄冰槽后，由于水流的作用，大量的冰品容易跟随水流被吸入制冰取水系统中，从而进入制冰机的换热器，过冷状态的水就会以冰晶结晶核结晶解除过冷状态冻结板换通道，从而导致板换发生”冰堵”现象。防止蓄冰槽的冰晶随循环取水进入过冷换热器是防止系统发生“冰堵”的有效方法，在制冰取水管道系统中设置过滤精度小于20um的过滤器，能冇效过滤微小的冰晶，防止冰品进

7、入制冰机的板式换热器，减小过冷却热交换器东结的可能性，使动态蓄冰系统的运行可靠性更高。3蓄冰槽动态冰浆蓄冷系统的蓄冰槽内只有水和简单的布管系统，无需放置大量的盘管和冰球，蒂冰槽的利用率人幅提高，与静态冰蒂冷相比，在相同蓄冷量的情况下，蓄冰杷的休积大幅缩小，所占用的空间少，而・且蓄冰槽设计灵活，不受建筑物层高、场地等的影响，可根据场地的实际情况设计,充分利用场地边角区域、空闲地方设置，减少蓄冰槽对建筑物使用的影响,具有很好的经济效益。三结语动态冰浆蓄冷技术利用水的过冷特性设计的，而过冷的水是属亚稳状态，如果在换热器内

8、受到外界干扰后容易促晶结冰，造成“冰堵”现象，导致蓄冷系统不能稳定运行，影响蓄冷效率和质量，所以系统设计合理、工程质量控制是设计和建设动态冰浆蓄冷系统的关键两点。参考文献：1.方贵银等编著《蓄冷空调技术》ISBN：97871111914382006-7-1机械工业出版社