广州工业冰浆蓄冷散热

动态冰浆由于具有蓄冷密度大、流动性和传热性能好等优点，现已被用于蓄冷空调系统中用于用电负荷的“移峰填谷”，还有用于工业处理过程和食品工程领域中。随着对动态冰浆技术的深入研究，其设备成本将降低、运行效率将提高，潜在的应用领域将进一步扩大，动态冰浆是一种非常实用的新技术。中国清洁供热平台讯：从成本来看，按目前储电综合成本约3000元/kWh，移峰1kWh的电力负荷，蓄冷的成本只为350-500元/kWh（LiB储能技术的10~20%）。此外，蓄冷的上下游产业配套比较成熟，规模化应用后的成本下降空间大。在6月22-23日于常州召开的2021年第三届中国储热大会上，中国科学院广州能源研究所研究员、储能技术研究室副主任宋文吉就“过冷水冰浆技术及其蓄冷应用”作主题演讲。冰浆蓄冷系统可充分利用低谷电资源，提高电力利用率。广州工业冰浆蓄冷散热

储存在蓄冷槽内的冰浆以疏松的颗粒堆积状存在，在融冰放冷时，冰、水接触比表面积极大，放冷速度成数倍提高，使得融冰单独供冷也可满足尖峰负荷需求，从而确保主机完全避开尖峰电费时段用电，实现经济效益较大化。回水与冰层之间的渗透性充分接触，确保能从蓄冰槽稳定取出的2℃的低温水，满足特殊工艺用冷（如鲜奶冷却）或温、湿度单独处理空调系统等冷源需求。蓄冰槽内不再设置制冰设备，由于制冰设备采用板式换热器和超声波促晶器等设备，并且全部置于蓄冰槽内，因此蓄冰槽内不需要布置制冰设备，槽体的几何形状设计无任何特别要求，因地制宜的灵活性较大程度上增强。制冰设备全部置于蓄冰槽外，维修保养方便简单。广州工业冰浆蓄冷散热某制药企业采用冰浆蓄冷技术，保障药品质量，降低生产成本。

冰浆跨季节蓄冷涉及以下几个关键技术:1、如何高效、低成本地蓄冷：蓄冷周期内的低价电力制冷（低谷电、可再生的发电的富余电、等等）；蓄冰槽内的温度管理（水温分层、斜温层控制等等）、中短周期操作策略等。2、如何高效地用冷：蓄冰槽内的温度管理（蓄冷-放冷）；冷能品位的梯级利用（直接换热-制冷机组提冷、除湿（温湿度单独控制等）、大温差供冷等等）。3、如何构建大型人工储冷设施：结构对性能的影响（能效、储能效率、等效循环次数等）、对环境的影响等；选址、投资分析、盈利模式等等。

综合起来冰浆蓄冷技术克服了盘管和冰球蓄冷技术中固有的几个难题，归结如下:(盘管和冰球制冰工况只有空调工况制冷的 0.65，衰减很大且在制冰过程中，随着冰层的加厚，制冷效率越来越低，当制冰结束时制冷量只有额定制冰工况的一半)冰浆制冰效率高 20%以上紊流状态的液液交换创造了很好的传热条件，这是盘管和冰球无法相比的;-3°℃的蒸发器出水温度保证了制冷效率比盘管和冰球的-6℃高 10%以上;水的结冰不像盘管和冰球附着在管壁上，保证了蓄冰 8 小时过程中稳定的制冷效率。释冷工艺根据用冷需求，控制冰浆在用冷设备中的融化速度。

部分典型工程案例，从技术升级方向来看，下一代冰浆蓄冷技术升级将坚持能效提升和装备提升两个思路，一是简化系统，减少载冷剂循环，可节省约20%泵功；减少换热损失，可提高约6%的效率；二是提高制冰设备的集成度，减小占地面积；研发大容量制冰机组，实现电-冷转换（制冰）装备的集成化、模块化、大型化，降低蓄冷系统成本，提高场景适应性。冰浆技术在供热及其他领域的应用，宋文吉指出，冰浆技术也可在供热领域实现应用。利用可控相变技术，可以进一步提取由水到冰的相变潜热，这个热可以作为热泵供热的热源，冰源热泵可为跨季节储冷提供无偿的冰。未来冰浆蓄冷系统将更加智能化，实现远程监控和自动调节。中山丁烷冰浆蓄冷适用范围

冰浆蓄冷技术具有明显的经济优势，降低运营成本。广州工业冰浆蓄冷散热

在常规的空调系统中，6℃/12℃的供/回水温度所产生的冷量约为25kJ/kg，这主是由于水的显热容量较小，而采用冰浆作载冷剂可以减小所需的循环量。冰浆与冷水的供冷量比较。冰浆的供冷量是随着冰晶的浓度而变化的，如当冰晶的浓度为20%、冰晶的供/回水温度为0℃/13℃时，其冷量比为4.8，则其提供的冷量为120kJ/kg。冰浆溶液的传热系数随其流量和浓度的变化。从图中可知:传热系数是随着流量的增加而增加、随着冰浆浓度的增加而减小。这是由于冰浆浓度的增加减小了溶液的扰动，通过换热器的流动是层流而不是紊流。尽管在较高冰浆浓度下，其传热系数下降，但由于微小的冰晶增加了其传热表面积，以及具有较大的传热温差，仍然使其具有较高的传热量。广州工业冰浆蓄冷散热