所谓蓄冷冷库,即在夜间电网低谷时间(同时也是冷库负荷很低的时间),制冷主机开机制冷并由蓄冷设备将冷量储存起来,待白天电网高峰用电时间(同时也是冷库负荷高峰时间),再将冷量释放出来满足高峰冷库负荷的需要或生产工艺用冷的需求、这样,制冷系统的大部分耗电发生在夜间用电低峰期,而在自大用电高峰期只有辅助设备在运行,从而实现用电负荷的”移峰填谷”。

众所周知,许多工程材料都具有蓄热(冷)特性,材料的蓄热(冷)特性往往伴随着温度变化,物态变化以及化学反应过程而体现出来。蓄冷冷库系统就是根据水、冰以及其他物质的蓄热特性,尽可能地利用非峰值电力,使制冷机在满负荷条件下运行,将冷库所需的制冷量以显热或潜热的形式部分或全部地储存于水、冰或其他物质中,一旦出现冷库负荷,便可使用这些蓄冷物质储存的冷量满足冷库系统的需要。

用来储存水、冰或其他介质的设备,通常是一个空间或一个容器,称为蓄冷设备。蓄冷设备也可能是二个可以存放蓄冷介质的热交换器,如结冰盘管等。蓄冷系统则包含蓄冷设备、制冷设备,连接管路及控制系统。蓄冷冷库系统则为蓄冷系统与冷库系统的总称。

目前,用于冷库蓄冷的方式较多,按储能方式可分为显热蓄冷和潜热蓄冷两大类,按蓄冷介质可分为水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷和气体水合物蓄冷四种方式。按蓄冷装胃结构形式可分为盘管式、板式、球式、冰晶式和冰片滑落式等几种形式如下所示。

水蓄冷就是利用水的显然进行冷量储存。具体来讲,就是利用4~7℃的低温水进行蓄冷,这种蓄冷方式的优点是:投资省,技术要求低,维护费用少,可以使用常规冷库制冷机组,而且冬季可以用于蓄热,适宜于既可蓄冷又可蓄热的冷库热泵机组。但由于水的蓄冷密度低【水的比热为4.18kJ/(kg·℃)】,只能利用8℃温差,故系统有占地面积大、冷损耗大、防水保温麻烦等缺点。

冷库水蓄冷系统的设计,应异于常规冷库系统的设计,就是说应该尽可能提高冷库回水温度,以充分利用蓄冷水槽的体积:蓄冷水槽所需体积受蓄冷水和回水之间保持分层程度的影响。

水蓄冷技术适用于现有常规制冷系统的扩容或改造,可以在不增加或少增加制冷机组容量的情况下提高供冷能力、另外,水蓄冷系统可利用消防水池、蓄水设施或建筑物地下室作为蓄冷容器,从而进一步降低系统的初投资,提高系统的经济性。

水蓄冷冷库系统的主要缺点是蓄冷槽容积大、占地面积大,这在人口密集、土地利用率高的大城市是一个问题,是水蓄冷冷库系统的使用受到制约的主要原因。

除了水蓄冷以外,共晶盐蓄冷也是一个很好的选择,因为共晶盐蓄冷在蓄冷和放冷的过程中要发生固液相变,所以储存同样的冷量容积和占地要小的多,同时也可以适用于低温的冷库。冰河冷媒是一种适用于共晶盐蓄冷的载冷剂,不仅可以作为蓄冷的相变材料,同时也能作为载冷剂进一步缩小换热温差,提高制冷系统效率。