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冰蓄冷技術在工業冷凍工藝上的應用
冰蓄冷技術在工業冷凍工藝上的應用
1、概述
冰蓄冷技術，就是在電力負荷很低的夜間用電低谷期，采用電動制冷機制冷，使蓄冷介質結成冰，利用蓄冷介質的顯熱及潛熱特性，將冷量儲存起來。在電力負荷較高的白天，也就是用電高峰期，使蓄冷介質融冰，把儲存的冷量釋放出來，以滿足建筑物空調或生產工藝的需要。
它最適用于全天間斷運行和峰谷負荷差較大的連續運行空調或生產工藝系統，尤其是空調或生產工藝的峰值負荷與電網峰值負荷同步的系統。
冰蓄冷技術用于空調或生產工藝，可以轉移用電高峰，均衡電網峰谷負荷。采用冰蓄冷的空調或生產工藝，它既能避開日間高峰用電，同時又能減少制冷機組、水泵、冷卻塔等的數量與裝機容量，節省一次性投資。并充分利用電網低谷負荷廉價電力，大大節約運行費用。
冰蓄冷中央空調技術以其顯著的社會效益和經濟效益日益受到重視，且已經得到了較為廣泛的應用。而其他行業應用冰蓄冷技術的生產工藝系統卻相對較少。
本文是對一個乳品生產工藝系統應用冰蓄冷技術的簡要介紹。
1、基本情況
1.1、乳品生產工藝流程
生產工藝流程一：收奶（10-15℃）——冰水冷卻（2-4℃）——暫存——版式換熱器殺菌（出口43℃）——發酵（43℃）——冰水冷卻（15-20℃）——灌裝——入冷庫降溫（4小時降至2-6℃）
生產工藝流程二：罐內升溫殺菌（95℃）——罐內冰水降溫（30℃）——板式換熱器、冰水冷卻到（2-6℃）——灌裝——入冷庫
1.2生產加工時間
生產加工分兩班，加工時間為：早6：30至晚23：00。
1.3用電峰谷時段
業主所在地電業部門規定的用電用電峰谷時段：峰電時段8:00-11:00，18:00-23:00。平電時段7:00-8:00，11:00-18:00。谷電時段23：00-7：00
1.4用冷部位
需要制冷系統提供冷源的地方：冷庫（乳制品儲藏庫）1-5℃、生產工藝冰水0-2℃、空調冷水7℃。
2、制冷工藝方案
2. 1制冷系統
2.1.1制冷方式
整個制冷主機選用半封閉螺桿式制冷壓縮機。
2.1.2蒸發溫度系統
因蒸發溫度相近，將冷庫、生產工藝、空調系統的制冷工藝合并為一個蒸發溫度系統（-7℃）。
2.1.3冷卻方式
2.1.3.1冷庫系統的冷卻方式
冷庫內采用風冷方式，設備采用熱浸鋅高效空氣冷卻器。
2.1.3.2乳品工藝系統的冷卻
乳品生產用冷量由冷凍水提供，冷凍水采用冰水槽冷卻，冰水槽為鋼結構槽體，螺旋管蒸發器，多水道，攪拌機強制循環。冰水槽的的設計冷量為日生產量平均負荷值。冷凍水泵采用變頻控制，來滿足生產工藝用冷量的變化。
2.1.3.3空調系統的冷卻
空調系統不單獨設置冷水機組，空調用冷由冰水系統提供，通過板式換熱器換出。
2.2蓄冷系統
2.2.1采用蓄冷的條件
根據業主提供的乳品加工生產加工時間是自早上6：00到夜間23：00，整個加工時間正好和高峰用電同步，這個時間內，工藝和空調都同時用冷，冷負荷最大。而夜間23：00到早上6：00的最便宜的低谷用電時段只有冷庫用冷，冷負荷最小。整個工藝生產過程的用冷適合采用蓄冷技術，
乳品生產的的用冷是0-2℃的冰水，空調系統用的是7℃的冷水，冰蓄冷的出水溫度能同時滿足生產工藝和空調系統的要求。
為節省投資和運行費用，采用蓄冷系統來平衡生產和空調的峰谷負荷。
2.2.2蓄冷的形式和容量
蓄冷裝置采用鋼結構蓄冰槽，蓄冷系統和冰水槽系統并聯使用。
生產工藝蓄冰采用分量蓄冰，容量為可測算的日工藝生產負荷峰值和平值之差的合計。空調系統的負荷相于工藝生產負荷相比，相對很小，采用全量蓄冰。總蓄冰量為前兩者之和。
2.3系統流程和運行策略
2.3.1系統流程
冰水和空調冷水的流程如下圖所示：
為充分保證生產工藝的冰水溫度要求，蓄冰槽和冰水槽采用串聯連接。工藝生產上的回水，首先進入蓄冰槽降溫，然后進入冰水槽二次降溫，直至達到工藝溫度要求。
2.3.2運行策略
2.3.2.1制冰運行
根據生產工藝的生產時間安排，23：00—6：00為非生產生產時段，而此時段為谷電時段，電價最低，是峰電價格的1/3。此段時間安排制冷機全力制冰運行。
2.3.2.2融冰運行
空調系統為全融冰系統。
生產工藝的融冰時間為工藝生產峰值期間和峰電時段
非工藝生產峰值期間或平電時段，由冰水槽來滿足生產工藝負荷要求。
2.3.2.3冬季運行
冬季運行時，由于沒有了空調系統的冷負荷，蓄冰系統全力為生產工藝系統提供服務，具有更大的節約運行費用空間。
3、應用廣泛
3.1使用效果
整個制冷工藝系統增加蓄冷裝置后，不僅減少了主機容量，還減少了白天高價用電時段的同步開機數量，而且有應付生產負荷突然增大的能力，防止了因生產負荷的突然增大而造成的主機運行工況的波動。可以使主機在比較平穩的工況下運行，從而延長使用主機壽命。
3.2投資和回收期
與空調系統的季節性運行同，生產工藝的運行是全年不間斷的。一般空調系統因增加蓄冷裝置后而增加的投資，回收期為2~3年。而生產工藝因增加蓄冷裝置后而增加的投資。則當年就能收回
3.3應用范圍
冰蓄冷的特性決定了冰蓄冷系統為其他用冷設施提供的冷源溫度范圍為0~15℃的冷水，而很多的生產工藝溫度要求正在這個溫度范圍之內。如冰淇淋等冷食生產中的原料老化成熟；速凍蔬菜生產中蔬菜漂燙后的冷卻；家禽宰殺后的冷卻；啤酒生產過程中的發酵成熟、奶業乳品生產中的冷卻系統以及化工產品生產過程中的冷卻等等。
工業用冰蓄冷技術有著極廣闊的推廣前景。技術支持：0592-5212965/13860121165
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