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      連載五十九 | “源牌自控”為中國樓控夢想而來

      2022-02-04

      納米導熱復合盤管的誕生

       

      那么,源牌的蓄冰盤管,到底有什么好,能打動中信大廈的?

       

      要明確納米級復合材料蓄冰盤管的優勢,首先就要明白蓄冰盤管的用途,即變水為冰。這個用途在冷源系統中所發揮的節能作用,就是所謂的移峰填谷。

       

      移峰填谷

      利用夜間電網的低谷電力全力地、大量地制冷,將電能以冰的形態存續起來;而到了白天的用電高峰時,盡量不用開啟制冷主機,而是用融冰的方式將夜間的制冷成果釋放出來,緩解了高峰用電壓力,為電網實現移峰填谷,提高電力系統運行效率,用戶節省電費。

      因為這個辦法利用冰作為載體,延時錯位地將峰值的重負搬到了低谷,故又被形象地稱為移峰填谷。我們都知道,交流電是無法儲存的,因此這個辦法不僅僅造福了本單位, 還提高了電廠的一次能源利用效率,創造了良好的社會經濟效益。

       

      蓄冰裝置是冰蓄冷空調系統的核心產品,源牌的帶頭人葉水泉董事長,這位科技型的領導在20多年前就被冰蓄冷的魔力深深吸引,他很清楚,影響其使用效果、決定其節能能力的,正是蓄冰盤管。

       

      這個蓄冰盤管,它其實就是一組組的盤管式熱交換器。其工作原理簡單地說,就是蓄冰裝置內部是個注滿了水的大水槽,盤管式換熱器浸泡其中。蓄冰時低溫的載冷劑在盤管內不斷循環,使管外的水逐漸凍結成冰,由此儲存大量的冷能量。需要供冷時,空調水進入這些盤管里, 使水槽內的冰融化,空調水的溫度由此降低,經過送風管送到各個房間,便獲得了降低室溫的效果??梢?,在蓄冰空調中,盤管的重要性無可比擬。

       

      早在幾十年前,對這一重要換熱設備,美國的生產廠家就已經有了蓄冰盤管。根據盤管的材質分為蓄冰鋼盤管和蓄冰塑料盤管。但源牌發現,其實這兩種盤管都存在缺陷。

       

      蓄冰鋼盤管來說,優點是鋼的導熱性能好,可以設計成不完全凍結方式,從而獲得較好的融冰性能;缺點是鋼材的耐腐蝕性差,水和乙二醇均對碳鋼管有一定的腐蝕性,由于鋅與乙二醇有化學反應,因此內壁不能鍍鋅,外壁鍍鋅層可以有一定防腐能力,但是不能杜絕腐蝕。外融冰盤管需要通過鼓氣裝置增加水體的擾動,水槽內含氧量高,鋼盤管更易被腐蝕,表現為鋼盤管使用壽命短。從運營維護及使用壽命方面, 碳鋼材料硬度高,管壁薄,若過量結冰,容易漲破管材,維修非常困難。為了減少不凍液的腐蝕性,鋼制蓄冰盤管廠家通常要求用戶采用進口工業抑制性乙二醇,并且對水質有嚴格要求,定期檢測加藥,運行維護成本高。一般設計使用壽命10年左右。

       

      鋼盤管這么多的弊端,優點也不是沒有,鋼制盤管的導熱系數高,但問題是,整個結冰過程的主要熱阻來自冰,鋼制盤管導熱系數高的作用并不能發揮出來,不能顯著提升綜合換熱性能。再加上一個缺點,自身重量太重,安裝起來不方便。

       

      好了,鋼盤管不行,美國就生產塑料盤管。塑料盤管耐腐蝕,但導熱系數低[通常為  0.10.3W/m·K)],只有冰的1/20,低的導熱能力限制了其作為導熱材料的應用。制冰時制冷主機效率降低,能耗增大。融冰時無法保證穩定的出水溫度。不能應用于外融冰系統。


      我們反復比較了這兩種材質的盤管,發現鋼質盤管的導熱系數過大,一旦表面結冰,冷熱量的傳遞容易被冰擋住,即它的熱阻是在冰上,而塑料盤管的熱阻則在塑料材質上。其實早在1995年我就異想天開,有沒有一種新材質,導熱系數接近于冰,而又能像塑料那樣耐腐蝕、重量輕、維修方便?葉水泉說,正是循著這一思路,當時的研究團隊一直在尋找理想的盤管材質。

       

       


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