啤酒厂蓄冰制冷系统

电力不能储存，必须随发、随供、随用，因目前电网存在着较大的峰谷负荷差，导致了白天用电高峰时产生了缺口，夜间部分电力又白白浪费。

电力步入市场经济后，推出了“分时电价”这一经济杠杆，但客户要得到实惠须以改变传统的生活习惯为代价。

鱼与熊掌能否兼得，传统习惯与优惠电价能否两全？根据“能量守恒”定律，一种新型的蓄冰制冷技术继在国外市场成熟应用后，已悄然进入我国。这种“有偿做功于夜晚，无私奉献在白天”的全新理念奏出了传统与现代理念的和谐之音。

它像一颗璀璨的星星，在夜空中闪烁。

 

一、蓄冰制冷的国内背景

我国是一个能源供应十分紧张的国家，建国以来，特别是改革开放以来，政府虽用了大量的财力建设电厂，仍满足不了每年用电以5～7％增长的需要，近年来随着现代工业的发展和生活水平的提高导致中央空调的需求量越来越大，一些大中城市空调用电量已占其高峰用电量的30％以上，使得电力系统峰谷荷差加大，电网负荷率下降，电网不得不实行拉闸限电，严重制约工农业生产和投资环境。蓄能技术是转移高峰电力、开发低谷用电，优化资源配置，保护生态环境的一项重要技术措施。冰（水）蓄能技术在中国20世纪90年代通过引进和发展，作为电能应用的一项成熟技术，已在大型商场、办公楼、商住楼、宾馆、饭店、娱乐场所、体育场馆、金融大楼、医院、学校等场所得到了广泛的应用，效果显著。同时电力公司根据电网的负荷特性确定峰谷时段，高峰和低谷时段实行不同的电价，在高峰时段提高电价，在低谷时段降低电价，峰期电价高以抑制用电，谷期电价低以鼓励用电，充分利用电网低谷电量，控制高峰负荷。通过电价实现移峰填谷的目的，缓解用电高峰时段紧张局面，同时减轻用电企业负担，实现双赢。国内大部分地区谷峰电价比为1：3.5至1：5不等。

二、蓄冰制冷工作原理

电是不可以储存的，但是可以用电使介质形态变化，储存能量，通过能量的转换起到间接“储存”电能的作用。

众所周知，蓄冰制冷就利用夜间低价电能，让制冷机在最佳节能状态下运行，用多余的冷量将蓄冰罐内的蓄冰介质冷冻成冰，在白天高电价时间融化蓄冰介质冰释放冷量独立或和部分制冷机一起向系统供冷。冰蓄冷技术作为一类重要的能源利用技术，近来获得了很大发展。由此可以实现对电网的“削峰填谷”，有利于降低装机容量、维持电网的安全高效运行，所以包括我国在内的许多国家都采取了各种措施以鼓励蓄能技术的发展和应用。

蓄冰制冷系统与原有制冷系统一起工作，其工作模式有五种：

1.     制冷机单独向厂区供冷；

2.     制冷机仅向蓄冰系统供冷；

3.     制冷机同时向厂区和蓄冰系统供冷；

4.     蓄冰系统单独向厂区供冷；

5.     蓄冰系统和制冷机组共同向厂区供冷。

 

三、蓄冰制冷的优点

1．利用电网峰谷电力差价，降低制冷系统运行费用，实实在在地降低了生产成本，提高了市场竞争力；

2．贮蓄冷能，应付定期和突然停电。供电部门限电期间往往是啤酒销售高峰的夏季，对啤酒厂的影响非常大，此时如能停止制冷机，而夜贮蓄的冷能向系统供冷，将有限的电力用其它部门，做到全厂不停产，其意义远远大于节省电费。

3．转移电网高峰时段负荷至夜晚谷时段，通过削峰填谷，提高电网负荷率。

 

四、啤酒厂蓄冰制冷系统构成

对于啤酒厂而言在用电谷期（各地区不一样，如安徽为低谷９小时：夜间１１时至次日８时）全厂的制冷能力往往大大高于所需的制冷量，此时一方面可用多余的制冷能力来制冰，另方面也能让制冷机组在最佳工况运行，提高了制冷机组的制冷效率。蓄冰系统安装一定容积的蓄冷介质、自动控制系统和相应的管道阀门，整个系统将按照设定好的峰谷时间和运行模式进行工作。

蓄冰制冷可分为两个不同的状态：蓄冷和放冷。

蓄冷状态：当通过蓄冷介质的载冷剂温度低于其凝结温度时，蓄冷介质结冰将冷能储存起来。

在蓄冷放冷期间，通过蓄冷介质的载冷剂的温度较高，蓄冷介质渐渐融化，向系统放出冷量。

1.蓄冷策略

（1）分时蓄冷

当电网采用分时计量，一天中会有某些时段内电价特别高，有些电力部门明文规定的这个时段内要求限制用电，因此可利用蓄冷装置在电力谷段蓄存冷量，而在用高峰期释放冷量。

（2）应急蓄冷

当供电部门要强制限电前或制冷机组需要进行紧急维前，可进行应急蓄冷，以备后用。

2.流程选择

蓄冷系统的流程选择按制冷机组与蓄冷装置的相对位置不同可设计为并联或串联连接，串联连接又可以分主机上游或主机下游两种位置。

（1）     关联流程

并联流程的主要特点：均衡地发挥控制冷机组和蓄冷装置的效率，取冷温差大，释冰速率高。

 

并联流程五种运行方式：

①     制冷机仅向蓄冰系统供冷

  该运行方式在啤酒厂中几乎用不上，因为只要啤酒厂始终都有冷负荷。

②     制冷机同时向厂区和蓄冰系统供冷

  该运行方式是啤酒厂夜间蓄冷时的主要方式，蓄冷量取决于多余的制冷能力，由于这种多余的能力是随季节、产量而变化的，我们产品将在控制系统中给出选择项，确保蓄冰效果。

③     蓄冰系统和制冷机组共同向厂区供冷

  该运行方式在产品旺季经常使用，由我们产品的控制系统根据冷负荷作出选择，按用户给出制冷机启动顺序分别启动，但前提是厂里的制冷机组能够自动运行

④     蓄冰系统单独向厂区供冷

  该运行方式在一年中作用时间较长，只要蓄冰系统能够满足厂区的冷负荷，就不启动制冷机组。

⑤     制冷机单独向厂区供冷

该运行方式工作在平价电期间和蓄冰用完的时候，其控制方式需和用户一起根据具体情况确定。

 

（2）串联流程

串联流程中制冷机组和蓄冷装置各提供一部分温差，使蒸发温度在合理的温差下运行，该流程运行方式不再具体说明。

①蓄冷装置位于上游

冷媒串联先经过蓄冷装置，释冰在较高的液温下进行，释冰速率较快，适合于负荷急速变化的系统。

②主机位于上游

冷媒串联先流经制冷机组，回液温度较高提高了制冷机组的设备性能，但进入蓄冷装置的液温较低，释冰速率慢，适用于负荷变化缓慢的系统。

根据啤酒厂的特点，我们的产品采用并联流程工作方式。

 

五、系统的经济性比较分析

假设某地区用电谷期为22:00----8:00，峰谷电价分别为0.88元和0.22元，峰谷电价比为4：1。

该地区某啤酒厂在用电谷期制冷能力富裕量为40万Kcal/h，即465.2kw，所需制冷机组功率约为155kw。我们采凝结温度为-10℃左右的蓄冷介质，制冷机组氨出口温度为-15℃，蓄冷系统放冷时氨出口温度约为-7℃。每立方蓄冷介质液态时比热容为0.7 kwh，固态时比热容为1.1kwh，相变潜热为51.9kwh.

1.制冷机10小时内的制冷量为4652kwh

2.每立方米蓄冷介质蓄冷量为63kwh

3.所需的蓄冷介质数量为2326/63=74m3

4.每天节约电费约为：1023元

5.全年节约电费为(按200天计)：204600元

6.该蓄冷系统投入约为：60万元

表面上看该系统投入运行后需三年才能收回投资，但该系统能够让用户在生产旺季(也是社会用电高峰)的定期限电时不停产，由此带来的各种效益是可以按难以计算的，所以蓄冰制冷产品对于啤酒厂提高综合经济效益来说是非常必要的。

 

 

蓄冰制冷给啤酒厂带来的直接经济效益是显而易见的，但用于对付突然停电和定时限电所带来间接经济效益是无法计算的，总之充分挖掘能源潜力，最大限度地节能降耗是永恒的主题。蓄冷、蓄热是目前使用的最多、技术最成熟的节能降耗方法，各级政府、发电供电部门都在大力推广，各地都相应优惠政策，我们适时地推出该产品也是顺应潮流，与时俱进，和用户一起某求双赢，共同发展。