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智慧低碳蓄冷式冷库技术

2025-02-25 17:21:23
云上高博会 https://heec.cahe.edu.cn
所属领域:
新能源与节能环保
项目成果/简介:

蓄冷技术是一种利用特定物质温差变化和相变转化进行能量储存与灵活释放的新技术,具有能量时空转移、稳定蓄冷、占地空间、安全环保等优势,可广泛应用于建筑空调、冷链物流、电子控温等领域。

蓄冷式冷库是一种具有蓄冷功能的新型冷库,其利用夜间廉价谷电或富余新能源电力进行蓄冷,然后在用冷高峰期进行释放,进而实现冷库低成本运行,实现电力的移峰填谷。蓄冷功能的实现方式有相变蓄冷和载冷剂蓄冷。其中,相变蓄冷具有蓄冷密度大,造价成本低等优势,目前已成为蓄冷式冷库的主要技术。

相变蓄冷式冷库的运行模式是一种基于相变蓄冷材料对冷量的吸收和释放特性,将白天需要的冷量转移到夜间制取的运行模式。

1、夜间蓄冷模式

夜间低谷电价时段,控制冷库温区低于蓄冷模组内相变蓄冷材料的相变温度,冷库制冷机组启动时,将产生的冷量经风机吹出,流经安装于冷库货架顶部或其他位置的蓄冷模块,在该过程中蓄冷模组将自然吸冷,并维持冷库低温。以-18℃冷库为例,库内平均温度为-18℃左右的冷藏库蓄冷改造时应采用相变温度为-18℃的相变材料,在夜间将冷库内温度控制在-21℃左右,营造2——3℃左右的充冷温差,以达到充冷的目的。

图1 充冷原理

2、白天放冷模式

白天在高峰电价时段,控制冷库温区高于蓄冷模组内相变蓄冷材料的相变温度,以-18℃冷库为例,在白天将冷库内部温度控制在-15℃左右,营造2——3℃的放冷温差,以达到放冷的目的。制冷机组大多数时间停运,库内冷空气向下自然流动,热空气自然向上流动,且随着库内空气温度的升高,充满冷量的蓄冷模组将向库内空气释放冷量。吸收了冷量的冷空气会向下自然流动,进而为货架上的货物提供冷量。

图2 放冷原理

蓄冷式冷库的特点

1、巨大节费:能够在夜间谷段(低电价)储存冷量,然后在白天峰段(高电价)释放冷量。节费额=转移电量Q*峰谷电差价X,峰谷电价差约0.5元/kWh,能达到30%——50%的节费率。

2、安装便捷:超级蓄冷模组无需接电,安装单元较小,安装迅速、便捷、可拆卸。

3、灵活可调:超级蓄冷模组尺寸多样,可根据冷库实际情况调整尺寸和安装方式。此外还可根据冷库具体温度需求调整蓄冷模组温度型号,适配度高。

4、稳定可靠:系统热储存性能稳定,保持室内温度稳定,具有较高的稳定性和较长的使用寿命,使用寿命可达20年。

5、绿色安全:超级蓄冷模组内部材料采用水盐共晶溶液和食品级材料,安全绿色可再生。蓄冷模组外部壳体采用高密度聚乙烯材料,抗压能力强,无泄漏等风险。

蓄冷式冷库安装方式

1、货架内嵌式:将蓄冷模组安装在货架横梁内部,不影响货物摆放,安装结构稳定,安全系数高。适用于有货架的冷库。

2、悬挂吊顶式:将蓄冷模组采用吊顶的方式悬挂在冷库顶部,不占用货物摆放空间,没有货架的地堆库可采用该安装模式。

3、储冷辐射墙:将蓄冷板安装在冷库四周墙壁上,占用空间小,还可减少冷量外泄,节能性好,适用于小型地堆库。

图3 蓄冷式冷库安装方式

应用范围:

上海海事大学储能技术实验室冷库

本项目是上海海事大学储能技术实验室的蓄冷式冷库测试和示范项目。采用本公司FS-18-超级蓄冷模组15——30组,采用悬挂吊顶的安装方式,利用夜间8小时谷电蓄冷,白天释冷,转移高电价时段耗电量,节费率可达30%——55%,节能率可达10%。

图4 实验室冷库冷库安装效果

图5 实验室冷库蓄冷测试温度曲线

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