一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统及方法与流程
1.本发明涉及工业余热回收与区域建筑供冷技术领域，特别是涉及一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统及方法。
背景技术：
2.按照碳达峰、碳中和战略部署，全国各行各业都积极响应并作出了具体实施路径，其中包括工业、建筑、交通等等，并且利用清洁能源、提高能源系统效率以及降低生产生活过程的能耗成为各行的共识。
3.夏季利用峰谷供电时段灵活采用冰蓄冷(低温相变蓄冷)技术是实现建筑用电“削峰填谷”的重要举措，即晚上利用谷电通过制冰设备蓄冷，白天可由制得的冰提供建筑冷量而不用开启空调。常用的冰蓄冷技术包括盘管式、冰球式等。由于其制冰装置为固定式，冰为固态不可流动，需要通过中间液态载冷剂将冰中储存的冷量输送至建筑物使用端。目前常用再冷剂为低凝固点的乙二醇溶液。这种结构一方面由于多次中间换热，不可避免存在能量的损失；另一方面由于载冷剂的比热容较小，单位管长输送过程中温升较大，输送距离十分受限。已有的一些技术文件及项目表明，常规冰蓄冷-载冷剂模式的供冷管道经济长度一般不超过1000米，最好在500米以内。此外，由于蓄冰装置在制冰和融化阶段存在冰-水-金属管壁-乙二醇溶液四层介质换热，换热综合系数较低，谷电“充冷”时间长，白日也不能实现快速释冷，系统的灵活性和经济性均受限。
4.针对固定式冰蓄冷系统的缺点，动态冰浆蓄冷技术被提出并得到了行业广泛关注。动态冰浆蓄冷是采用一定技术手段制作含有极小冰晶颗粒的冰水混合物，利用供冷管网系统送至用冷末端提供冷量，在实现冰浆泵送的同时，利用冰的相变过程温度不变性保证输送过程中混合流体温度不增大，这样既省去了中间载冷剂的使用(即冷能损耗)，又可实现冷能远距离输送。同时，冰浆在向末端提供冷负荷时，融化速度快，释冷速率高，可适应负荷突变的情况。从单位体积蓄冷总量角度分析，冰浆蓄冷介于固定式冰蓄冷和水蓄冷之间。然而，目前已开发的动态冰浆蓄冷系统依然没有摆脱单体建筑或者单位建设的思维禁锢，均是以单个分散项目形式建设，这样在单体项目能量总量较小，动态冰浆蓄冷的远距离输送优势和瞬态负荷响应优势并未得到发挥，反而其蓄冷总量小的缺点被放大，再加上冰浆制备、存储及输送的技术要求高，使冰浆蓄冷技术推广受限，也因此现有该技术对城市区域的用能不平衡性改进有限。
5.能源供需矛盾较突出的除了城市建筑外，还包括工业领域，为此国家也三令五申要求在工业领域深入开展节能降碳，并强调这是国家实现“碳达峰碳中和”战略目标的重要措施。我国在工业领域大规模开展节能工作已超过20年，常规节能技术已大面积推广且产生了较好的效果，但当前工业节能的核心矛盾是工厂回收的“余能”无法由自身消化利用，以及一些资源资产闲置率高，缺乏新的有效的方法途径将这部分资源盘活产生经济价值，这些因素均导致工业节能工作进展缓慢。近年来随着我国许多大型城市夏季用电负荷持续增长，供电季节不平衡性显著加大，为保民生拉闸限电的现象又有抬头趋势。从城市整体角
度分析，尤其是结合工业、建筑领域用能及排放特点，这种一面排放、一面消耗的现象普遍存在，即能源或资源在时间、空间的匹配利用问题依然未得到有效解决。我国基于这些因素也出台一些政策引导，例如大力推行峰谷电价措施，以鼓励企业或单位错峰用电或生产，并且许多单位积极采用蓄能方式局部实现了错峰用电，但是单个单位能量平衡能力往往有限，不同单位之间的供能和资源整合壁垒依然存在，从城市角度看理想的“削峰填谷平衡供能”模式的能量消费体系依然未能建立。
6.随着时代的发展和进步，城市的用能平衡往往已呈现出多行业、多领域深度融合的趋势，以往的“内部循环”已无法解决结构性矛盾。而将工业企业的余能和闲置资源利用起来，跨领域应用于城市民生领域，可有效促进城市用能结构的改建和完善。
7.通过上述分析，对于一个地区而言，做到真正的辖区内节能降碳需要一方面将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用，一方面减少对电力及天然气等新鲜能源的消耗，最终建立完整的能量平衡系统。
技术实现要素：
8.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是，怎样提供一种能够更好的将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用，能够降低能耗更好的达到能量平衡的利用企业余能的地区级蓄能供冷系统及方法。
9.为实现上述目的，本发明提供了一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，其特征在于，包括以下步骤，a、将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆；b、夜间，在用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆；c、采用输送管网将步骤a和步骤b制备得到的蓄冷用动态冰浆输送至动态冰浆储存箱内储存；d、动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。
10.这样，上述的方法中，通过将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆，以及夜间，在用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆；然后再采用输送管网将制备得到的动态冰浆输送至动态冰浆储存箱内储存；需要供冷时，将储存在动态冰浆储存箱内的动态冰浆送入到用冷建筑内的供冷系统并完成供冷。上述的方法中，能够更好的对工业企业排放的余能进行转化利用，能够更好的将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用。并且在夜间，用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆，能够降低用电负荷和成本。其次，采用动态冰浆供冷，通常动态冰浆含冰质量分数为20％-30％，其余为水，按照末端5℃温差计算，其储冷密度可达到113kj/kg，约是纯水的6倍；本技术以一个城市区域为对象建立供冷系统，输送管网长度可达到数十公里，相当于在区域内建立了一个动态的大型储冷池。能够更好的蓄冷，更好的为用冷建筑供冷。
11.作为优化，步骤a中，工业企业排放的余能包括烟气、热水；且通过采用吸收式制冷机组将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆。
12.这样，工业企业排放的余能包括烟气、热水，通过采用吸收式制冷机组将工业企业排放的余能转化为蓄冷用冰浆；能够更加方便的完成制备得到动态冰浆。
13.作为优化，步骤a中，采用冰浆输运泵将吸收式制冷机组制备得到的动态冰浆输送至输送管网，再由输送管网将动态冰浆输送至各个动态冰浆储存箱内储存。
14.这样，采用冰浆输运泵能够更好的将动态冰浆输送至输送管网。
15.作为优化，步骤c中，用冷建筑与动态冰浆储存箱呈一一对应布置。
16.这样，使得用冷建筑与动态冰浆储存箱呈一一对应布置，能够更好的各自完成供冷。
17.作为优化，步骤c中，输送管网同时作为动态冰浆的存储容器。
18.这样，以城市区域为对象建立供冷系统，输送管网长度可达到数十公里，相当于在区域内建立了一个动态的大型储冷池。能够更好的蓄冷，更好的为用冷建筑供冷。
19.本发明还公开了一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统，其特征在于：包括起始端的工业企业和末端的用冷建筑；工业企业的烟气或热水排放口与吸收式制冷机组的输入端相连，吸收式制冷机组输出端与冰浆输运泵相连，冰浆输运泵的输出端与输送管网相连，输送管网的输出端连接有动态冰浆储存箱，动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。
20.这样，整个系统设计更加简单，起始端的工业企业和末端的用冷建筑能够各自完成动态冰浆制备和动态冰浆供冷使用。设计的输送管网和动态冰浆储存箱均具有储存的作用，能够更好的方便工业企业排放的余能排放时以及夜间用电谷段的动态冰浆的储备，更好的为白天供冷做准备。并且上述系统使用时，能够更好的对工业企业排放的余能进行转化利用，能够更好的将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用。并且在夜间，用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆，能够降低用电负荷和成本。
21.作为优化，还包括调峰动态冰浆生产设备，且调峰动态冰浆生产设备的输出端与输送管网相连。
22.这样，调峰动态冰浆生产设备可以作为备用。
附图说明
23.图1是本发明具体实施方式中的一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.实施例，一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，包括以下步骤，a、将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆；b、夜间，在用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆；c、采用输送管网将步骤a和步骤b制备得到的蓄冷用动态冰浆输送至动态冰浆储存箱内储存；d、动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。
26.这样，上述的方法中，通过将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆，以及夜间，在用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆；然后再采用输送管网将制备得到的动态冰浆输送至动态冰浆储存箱内储存；需要供冷时，将储存在动
态冰浆储存箱内的动态冰浆送入到用冷建筑内的供冷系统并完成供冷。上述的方法中，能够更好的对工业企业排放的余能进行转化利用，能够更好的将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用。并且在夜间，用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆，能够降低用电负荷和成本。其次，采用动态冰浆供冷，通常动态冰浆含冰质量分数为20％-30％，其余为水，按照末端5℃温差计算，其储冷密度可达到113kj/kg，约是纯水的6倍；本技术以一个城市区域为对象建立供冷系统，输送管网长度可达到数十公里，相当于在区域内建立了一个动态的大型储冷池。能够更好的蓄冷，更好的为用冷建筑供冷。
27.本具体实施方式中，步骤a中，工业企业排放的余能包括烟气、热水；且通过采用吸收式制冷机组将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆。
28.这样，工业企业排放的余能包括烟气、热水，通过采用吸收式制冷机组将工业企业排放的余能转化为蓄冷用冰浆；能够更加方便的完成制备得到动态冰浆。
29.本具体实施方式中，步骤a中，采用冰浆输运泵将吸收式制冷机组制备得到的动态冰浆输送至输送管网，再由输送管网将动态冰浆输送至各个动态冰浆储存箱内储存。
30.这样，采用冰浆输运泵能够更好的将动态冰浆输送至输送管网。
31.本具体实施方式中，步骤c中，用冷建筑与动态冰浆储存箱呈一一对应布置。
32.这样，使得用冷建筑与动态冰浆储存箱呈一一对应布置，能够更好的各自完成供冷。
33.本具体实施方式中，步骤c中，输送管网同时作为动态冰浆的存储容器。
34.这样，以城市区域为对象建立供冷系统，输送管网长度可达到数十公里，相当于在区域内建立了一个动态的大型储冷池。能够更好的蓄冷，更好的为用冷建筑供冷。
35.如图1所示，本发明还公开了一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统，包括起始端的工业企业1和末端的用冷建筑7；工业企业的烟气或热水排放口与吸收式制冷机组2的输入端相连，吸收式制冷机组输出端与冰浆输运泵相连3，冰浆输运泵的输出端与输送管网相连4，输送管网的输出端连接有动态冰浆储存箱6，动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。
36.这样，整个系统设计更加简单，起始端的工业企业和末端的用冷建筑能够各自完成动态冰浆制备和动态冰浆供冷使用。设计的输送管网和动态冰浆储存箱均具有储存的作用，能够更好的方便工业企业排放的余能排放时以及夜间用电谷段的动态冰浆的储备，更好的为白天供冷做准备。并且上述系统使用时，能够更好的对工业企业排放的余能进行转化利用，能够更好的将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用。并且在夜间，用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆，能够降低用电负荷和成本。
37.本具体实施方式中，还包括调峰动态冰浆生产设备5，且调峰动态冰浆生产设备的输出端与输送管网相连。
38.这样，调峰动态冰浆生产设备可以作为备用。
39.具体的，还设计有调配系统8；可以采集动态冰浆生产端到使用端的全部用能数据，利用云平台+互联网的模式进行调配
40.上述技术方案中，具有以下特点，
41.在产品转化层面，本技术核心是将工业企业排放的余能或者闲置的资源转化为可为建筑供冷的产品，即可管道输送(泵送)的动态冰浆。工业企业的余能大多以烟气、热水等
形式存在，这些可通过吸收式制冷机组来转化为冷能。在峰谷电政策背景下，尤其是在无储能储电需求的工厂，企业的最大闲置资源为厂用变压器，即当企业晚上不生产或者生产任务较低时，可通过谷电生产动态冰浆补入供冷管道，最大化的发挥变压器作用，也同时缩小24小时用电负荷的波动。
42.在负荷调配层面，由于本技术的核心是利用谷电来生产“冷能”，而建筑用冷往往是白天负荷最大，因此完善的调度系统最核心的就是大容量的储能和灵敏的调峰功能。本技术的储能模块可分为两部分：
43.一是输送管网内的动态冰浆。动态冰浆含冰质量分数为20％-30％，其余为水，按照末端5℃温差计算，其储冷密度可达到113kj/kg，约是纯水的6倍。本技术以一个城市区域为对象建立供冷系统，管网长度可达到数十公里，相当于在区域内建立了一个动态的大型储冷池。
44.二是末端的蓄冷冰浆保温箱(动态冰浆储存箱)。该保温箱相当于二级供能设备，负责将主管网的动态冰浆“卸货”并储存起来，适时得向末端用能单位或建筑提供冷能。保温箱的大小依据末端用能负荷大小及其波动特性设计。
45.在资源交易层面，本技术可支持建立一种让不同单位之间进行能量交易的机制，将闲置资源或者能量以动态冰浆这种冷能产品为载体进行交易结算。这种交易机制建立的结算数量和内容既可满足交易需求，也可以作为区域能耗指数、碳排放指数等方面的计算依据。
46.本发明采用工业闲置能源或资源生产冷能，实现区域用冷平衡和降碳目的。按照工业余能产冷模式，由于能源消耗近乎免费，供冷成本主要是管网输运成本，和常规方式比制冷成本将下降70％；按照工业谷电制冷模式，通常峰谷电价差3-4倍，即使加上管网输运成本，制冷成本依然有望下降50％以上。
47.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
技术特征：
1.一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，其特征在于，包括以下步骤，a、将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆；b、夜间，在用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆；c、采用输送管网将步骤a和步骤b制备得到的蓄冷用动态冰浆输送至动态冰浆储存箱内储存；d、动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。2.如权利要求1所述的一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，其特征在于：步骤a中，工业企业排放的余能包括烟气、热水；且通过采用吸收式制冷机组将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆。3.如权利要求2所述的一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，其特征在于：步骤a中，采用冰浆输运泵将吸收式制冷机组制备得到的动态冰浆输送至输送管网，再由输送管网将动态冰浆输送至各个动态冰浆储存箱内储存。4.如权利要求1所述的一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，其特征在于：步骤c中，用冷建筑与动态冰浆储存箱呈一一对应布置。5.如权利要求1所述的一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，其特征在于：步骤c中，输送管网同时作为动态冰浆的存储容器。6.一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统，其特征在于：包括起始端的工业企业和末端的用冷建筑；工业企业的烟气或热水排放口与吸收式制冷机组的输入端相连，吸收式制冷机组输出端与冰浆输运泵相连，冰浆输运泵的输出端与输送管网相连，输送管网的输出端连接有动态冰浆储存箱，动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。7.如权利要求6所述的一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统，其特征在于：还包括调峰动态冰浆生产设备，且调峰动态冰浆生产设备的输出端与输送管网相连。
技术总结
本发明涉及工业余热回收与区域建筑供冷技术领域，特别是涉及一种利用企业余能的地区级蓄能供冷方法，包括以下步骤，a、将工业企业排放的余能转化为蓄冷用动态冰浆；b、夜间，在用电谷段以及工业企业生产任务较低时，通过谷电生产蓄冷用动态冰浆；c、采用输送管网将步骤a和步骤b制备得到的蓄冷用动态冰浆输送至动态冰浆储存箱内储存；d、动态冰浆储存箱输出端与用冷建筑内的供冷系统相连并完成供冷。本发明还公开了一种利用企业余能的地区级蓄能供冷系统。本发明具有能够更好的将工业排放的能量或者闲置的资源有效利用，能够降低能耗更好的达到能量平衡的优点。的达到能量平衡的优点。的达到能量平衡的优点。
