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蓄冷系统是电力移峰填谷的重要手段。在空调领域中,将蓄冷系统与峰谷电价相结合,已经取得了很好的经济效益和社会口碑。但在同样是制冷领域的冷藏链系统中,蓄冷系统还很少有应用。冷藏库作为冷链的重要环节,用电量巨大,面对目前电价上涨、峰谷电价及错峰用电等不利因素,如何降低运行成本已经成为冷库企业所面临的主要问题。采用蓄冷系统,不仅充分利用了峰谷电价的优势,而且能够缓解错峰限电对冷库企业造成的损失。
为了克服目前应用于冷藏库的蓄冷系统的缺陷,本文的思路是将盛装相变材料的蓄冷板布置在冷藏库内部,利用夜间低谷电力和机组的富余能力蓄冷,所储存的冷量可以用于调节白天的负荷高峰,也可以作为断电情况下的备用冷源。这种蓄冷系统能够减少冷量损失、充分利用冷藏库内部有效容积以外的体积,并且采用低温相变材料,扩展了蓄冷技术的应用范围。
本文自行搭建了一套测试系统,采用恒温箱模拟冷藏库的保温效果,在恒温箱内安放了相变蓄冷板。针对高温冷藏库和低温冷藏库的不同温度要求,分别采用水和NaCl的水溶液作为相变材料,测试采用蓄冷系统的恒温箱内的温度波动、传热温差及空间温度分布。通过实验测试和经济性分析,对蓄冷板系统在冷藏库内应用的可行性进行验证。
通过分析实验结果可知,根据准许冷藏库的负荷,采用合适量的蓄冷材料,可使冷藏库的温度波动符合货物保存的要求。蓄冷板的布置方式对蓄冷材料与空气之间的传热温差影响不大,在高、低温冷藏库中,传热温差分别为4.2℃及5.0℃左右;在采用蓄冷板供冷的冷藏库内,容易出现温度分布不均匀的情况。顶置蓄冷板的情况下,最不利工况点在恒温箱底部,该点与中部空气的温差,在高、低温冷藏库中,分别达到0.03℃、0.35℃,侧置蓄冷板的情况下,最不利工况点在恒温箱上部,该点与中部空气的温差,在高、低温冷藏库中,分别达到0.59、0.46℃;根据高、低温冷藏库的温度分布结果可知,高温冷藏库中适宜采用蓄冷板顶置的安装方式,低温冷藏库中应将顶置和侧置结合起来,才能够满足恒温箱内的温度要求;由于蓄冷板表面温度较低、面积大,会产生一定的凝水或结霜现象,库内湿度较低,适宜储存对湿度要求不高的产品。
此外,分别针对高、低温冷藏库的蓄冷改造进行经济性分析,并利用Visual Basic编程语言将经济性分析的思路汇编成计算软件。对于不同库容的冷藏库,高温冷藏库的投资回收期能够保持在4~4.5年,低温冷藏库的投资回收期约为7年左右。