一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統及方法與流程
1.本發明涉及工業余熱回收與區域建筑供冷技術領域，特別是涉及一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統及方法。
背景技術：
2.按照碳達峰、碳中和戰略部署，全國各行各業都積極響應并作出了具體實施路徑，其中包括工業、建筑、交通等等，并且利用清潔能源、提高能源系統效率以及降低生產生活過程的能耗成為各行的共識。
3.夏季利用峰谷供電時段靈活采用冰蓄冷(低溫相變蓄冷)技術是實現建筑用電“削峰填谷”的重要舉措，即晚上利用谷電通過制冰設備蓄冷，白天可由制得的冰提供建筑冷量而不用開啟空調。常用的冰蓄冷技術包括盤管式、冰球式等。由于其制冰裝置為固定式，冰為固態不可流動，需要通過中間液態載冷劑將冰中儲存的冷量輸送至建筑物使用端。目前常用再冷劑為低凝固點的乙二醇溶液。這種結構一方面由于多次中間換熱，不可避免存在能量的損失；另一方面由于載冷劑的比熱容較小，單位管長輸送過程中溫升較大，輸送距離十分受限。已有的一些技術文件及項目表明，常規冰蓄冷-載冷劑模式的供冷管道經濟長度一般不超過1000米，最好在500米以內。此外，由于蓄冰裝置在制冰和融化階段存在冰-水-金屬管壁-乙二醇溶液四層介質換熱，換熱綜合系數較低，谷電“充冷”時間長，白日也不能實現快速釋冷，系統的靈活性和經濟性均受限。
4.針對固定式冰蓄冷系統的缺點，動態冰漿蓄冷技術被提出并得到了行業廣泛關注。動態冰漿蓄冷是采用一定技術手段制作含有極小冰晶顆粒的冰水混合物，利用供冷管網系統送至用冷末端提供冷量，在實現冰漿泵送的同時，利用冰的相變過程溫度不變性保證輸送過程中混合流體溫度不增大，這樣既省去了中間載冷劑的使用(即冷能損耗)，又可實現冷能遠距離輸送。同時，冰漿在向末端提供冷負荷時，融化速度快，釋冷速率高，可適應負荷突變的情況。從單位體積蓄冷總量角度分析，冰漿蓄冷介于固定式冰蓄冷和水蓄冷之間。然而，目前已開發的動態冰漿蓄冷系統依然沒有擺脫單體建筑或者單位建設的思維禁錮，均是以單個分散項目形式建設，這樣在單體項目能量總量較小，動態冰漿蓄冷的遠距離輸送優勢和瞬態負荷響應優勢并未得到發揮，反而其蓄冷總量小的缺點被放大，再加上冰漿制備、存儲及輸送的技術要求高，使冰漿蓄冷技術推廣受限，也因此現有該技術對城市區域的用能不平衡性改進有限。
5.能源供需矛盾較突出的除了城市建筑外，還包括工業領域，為此國家也三令五申要求在工業領域深入開展節能降碳，并強調這是國家實現“碳達峰碳中和”戰略目標的重要措施。我國在工業領域大規模開展節能工作已超過20年，常規節能技術已大面積推廣且產生了較好的效果，但當前工業節能的核心矛盾是工廠回收的“余能”無法由自身消化利用，以及一些資源資產閑置率高，缺乏新的有效的方法途徑將這部分資源盤活產生經濟價值，這些因素均導致工業節能工作進展緩慢。近年來隨著我國許多大型城市夏季用電負荷持續增長，供電季節不平衡性顯著加大，為保民生拉閘限電的現象又有抬頭趨勢。從城市整體角
度分析，尤其是結合工業、建筑領域用能及排放特點，這種一面排放、一面消耗的現象普遍存在，即能源或資源在時間、空間的匹配利用問題依然未得到有效解決。我國基于這些因素也出臺一些政策引導，例如大力推行峰谷電價措施，以鼓勵企業或單位錯峰用電或生產，并且許多單位積極采用蓄能方式局部實現了錯峰用電，但是單個單位能量平衡能力往往有限，不同單位之間的供能和資源整合壁壘依然存在，從城市角度看理想的“削峰填谷平衡供能”模式的能量消費體系依然未能建立。
6.隨著時代的發展和進步，城市的用能平衡往往已呈現出多行業、多領域深度融合的趨勢，以往的“內部循環”已無法解決結構性矛盾。而將工業企業的余能和閑置資源利用起來，跨領域應用于城市民生領域，可有效促進城市用能結構的改建和完善。
7.通過上述分析，對于一個地區而言，做到真正的轄區內節能降碳需要一方面將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用，一方面減少對電力及天然氣等新鮮能源的消耗，最終建立完整的能量平衡系統。
技術實現要素：
8.有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是，怎樣提供一種能夠更好的將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用，能夠降低能耗更好的達到能量平衡的利用企業余能的地區級蓄能供冷系統及方法。
9.為實現上述目的，本發明提供了一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，其特征在于，包括以下步驟，a、將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿；b、夜間，在用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿；c、采用輸送管網將步驟a和步驟b制備得到的蓄冷用動態冰漿輸送至動態冰漿儲存箱內儲存；d、動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。
10.這樣，上述的方法中，通過將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿，以及夜間，在用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿；然后再采用輸送管網將制備得到的動態冰漿輸送至動態冰漿儲存箱內儲存；需要供冷時，將儲存在動態冰漿儲存箱內的動態冰漿送入到用冷建筑內的供冷系統并完成供冷。上述的方法中，能夠更好的對工業企業排放的余能進行轉化利用，能夠更好的將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用。并且在夜間，用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿，能夠降低用電負荷和成本。其次，采用動態冰漿供冷，通常動態冰漿含冰質量分數為20％-30％，其余為水，按照末端5℃溫差計算，其儲冷密度可達到113kj/kg，約是純水的6倍；本技術以一個城市區域為對象建立供冷系統，輸送管網長度可達到數十公里，相當于在區域內建立了一個動態的大型儲冷池。能夠更好的蓄冷，更好的為用冷建筑供冷。
11.作為優化，步驟a中，工業企業排放的余能包括煙氣、熱水；且通過采用吸收式制冷機組將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿。
12.這樣，工業企業排放的余能包括煙氣、熱水，通過采用吸收式制冷機組將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用冰漿；能夠更加方便的完成制備得到動態冰漿。
13.作為優化，步驟a中，采用冰漿輸運泵將吸收式制冷機組制備得到的動態冰漿輸送至輸送管網，再由輸送管網將動態冰漿輸送至各個動態冰漿儲存箱內儲存。
14.這樣，采用冰漿輸運泵能夠更好的將動態冰漿輸送至輸送管網。
15.作為優化，步驟c中，用冷建筑與動態冰漿儲存箱呈一一對應布置。
16.這樣，使得用冷建筑與動態冰漿儲存箱呈一一對應布置，能夠更好的各自完成供冷。
17.作為優化，步驟c中，輸送管網同時作為動態冰漿的存儲容器。
18.這樣，以城市區域為對象建立供冷系統，輸送管網長度可達到數十公里，相當于在區域內建立了一個動態的大型儲冷池。能夠更好的蓄冷，更好的為用冷建筑供冷。
19.本發明還公開了一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統，其特征在于：包括起始端的工業企業和末端的用冷建筑；工業企業的煙氣或熱水排放口與吸收式制冷機組的輸入端相連，吸收式制冷機組輸出端與冰漿輸運泵相連，冰漿輸運泵的輸出端與輸送管網相連，輸送管網的輸出端連接有動態冰漿儲存箱，動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。
20.這樣，整個系統設計更加簡單，起始端的工業企業和末端的用冷建筑能夠各自完成動態冰漿制備和動態冰漿供冷使用。設計的輸送管網和動態冰漿儲存箱均具有儲存的作用，能夠更好的方便工業企業排放的余能排放時以及夜間用電谷段的動態冰漿的儲備，更好的為白天供冷做準備。并且上述系統使用時，能夠更好的對工業企業排放的余能進行轉化利用，能夠更好的將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用。并且在夜間，用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿，能夠降低用電負荷和成本。
21.作為優化，還包括調峰動態冰漿生產設備，且調峰動態冰漿生產設備的輸出端與輸送管網相連。
22.這樣，調峰動態冰漿生產設備可以作為備用。
附圖說明
23.圖1是本發明具體實施方式中的一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統的結構示意圖。
具體實施方式
24.下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，需注意的是，在本發明的描述中，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方式構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
25.實施例，一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，包括以下步驟，a、將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿；b、夜間，在用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿；c、采用輸送管網將步驟a和步驟b制備得到的蓄冷用動態冰漿輸送至動態冰漿儲存箱內儲存；d、動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。
26.這樣，上述的方法中，通過將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿，以及夜間，在用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿；然后再采用輸送管網將制備得到的動態冰漿輸送至動態冰漿儲存箱內儲存；需要供冷時，將儲存在動
態冰漿儲存箱內的動態冰漿送入到用冷建筑內的供冷系統并完成供冷。上述的方法中，能夠更好的對工業企業排放的余能進行轉化利用，能夠更好的將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用。并且在夜間，用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿，能夠降低用電負荷和成本。其次，采用動態冰漿供冷，通常動態冰漿含冰質量分數為20％-30％，其余為水，按照末端5℃溫差計算，其儲冷密度可達到113kj/kg，約是純水的6倍；本技術以一個城市區域為對象建立供冷系統，輸送管網長度可達到數十公里，相當于在區域內建立了一個動態的大型儲冷池。能夠更好的蓄冷，更好的為用冷建筑供冷。
27.本具體實施方式中，步驟a中，工業企業排放的余能包括煙氣、熱水；且通過采用吸收式制冷機組將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿。
28.這樣，工業企業排放的余能包括煙氣、熱水，通過采用吸收式制冷機組將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用冰漿；能夠更加方便的完成制備得到動態冰漿。
29.本具體實施方式中，步驟a中，采用冰漿輸運泵將吸收式制冷機組制備得到的動態冰漿輸送至輸送管網，再由輸送管網將動態冰漿輸送至各個動態冰漿儲存箱內儲存。
30.這樣，采用冰漿輸運泵能夠更好的將動態冰漿輸送至輸送管網。
31.本具體實施方式中，步驟c中，用冷建筑與動態冰漿儲存箱呈一一對應布置。
32.這樣，使得用冷建筑與動態冰漿儲存箱呈一一對應布置，能夠更好的各自完成供冷。
33.本具體實施方式中，步驟c中，輸送管網同時作為動態冰漿的存儲容器。
34.這樣，以城市區域為對象建立供冷系統，輸送管網長度可達到數十公里，相當于在區域內建立了一個動態的大型儲冷池。能夠更好的蓄冷，更好的為用冷建筑供冷。
35.如圖1所示，本發明還公開了一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統，包括起始端的工業企業1和末端的用冷建筑7；工業企業的煙氣或熱水排放口與吸收式制冷機組2的輸入端相連，吸收式制冷機組輸出端與冰漿輸運泵相連3，冰漿輸運泵的輸出端與輸送管網相連4，輸送管網的輸出端連接有動態冰漿儲存箱6，動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。
36.這樣，整個系統設計更加簡單，起始端的工業企業和末端的用冷建筑能夠各自完成動態冰漿制備和動態冰漿供冷使用。設計的輸送管網和動態冰漿儲存箱均具有儲存的作用，能夠更好的方便工業企業排放的余能排放時以及夜間用電谷段的動態冰漿的儲備，更好的為白天供冷做準備。并且上述系統使用時，能夠更好的對工業企業排放的余能進行轉化利用，能夠更好的將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用。并且在夜間，用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿，能夠降低用電負荷和成本。
37.本具體實施方式中，還包括調峰動態冰漿生產設備5，且調峰動態冰漿生產設備的輸出端與輸送管網相連。
38.這樣，調峰動態冰漿生產設備可以作為備用。
39.具體的，還設計有調配系統8；可以采集動態冰漿生產端到使用端的全部用能數據，利用云平臺+互聯網的模式進行調配
40.上述技術方案中，具有以下特點，
41.在產品轉化層面，本技術核心是將工業企業排放的余能或者閑置的資源轉化為可為建筑供冷的產品，即可管道輸送(泵送)的動態冰漿。工業企業的余能大多以煙氣、熱水等
形式存在，這些可通過吸收式制冷機組來轉化為冷能。在峰谷電政策背景下，尤其是在無儲能儲電需求的工廠，企業的最大閑置資源為廠用變壓器，即當企業晚上不生產或者生產任務較低時，可通過谷電生產動態冰漿補入供冷管道，最大化的發揮變壓器作用，也同時縮小24小時用電負荷的波動。
42.在負荷調配層面，由于本技術的核心是利用谷電來生產“冷能”，而建筑用冷往往是白天負荷最大，因此完善的調度系統最核心的就是大容量的儲能和靈敏的調峰功能。本技術的儲能模塊可分為兩部分：
43.一是輸送管網內的動態冰漿。動態冰漿含冰質量分數為20％-30％，其余為水，按照末端5℃溫差計算，其儲冷密度可達到113kj/kg，約是純水的6倍。本技術以一個城市區域為對象建立供冷系統，管網長度可達到數十公里，相當于在區域內建立了一個動態的大型儲冷池。
44.二是末端的蓄冷冰漿保溫箱(動態冰漿儲存箱)。該保溫箱相當于二級供能設備，負責將主管網的動態冰漿“卸貨”并儲存起來，適時得向末端用能單位或建筑提供冷能。保溫箱的大小依據末端用能負荷大小及其波動特性設計。
45.在資源交易層面，本技術可支持建立一種讓不同單位之間進行能量交易的機制，將閑置資源或者能量以動態冰漿這種冷能產品為載體進行交易結算。這種交易機制建立的結算數量和內容既可滿足交易需求，也可以作為區域能耗指數、碳排放指數等方面的計算依據。
46.本發明采用工業閑置能源或資源生產冷能，實現區域用冷平衡和降碳目的。按照工業余能產冷模式，由于能源消耗近乎免費，供冷成本主要是管網輸運成本，和常規方式比制冷成本將下降70％；按照工業谷電制冷模式，通常峰谷電價差3-4倍，即使加上管網輸運成本，制冷成本依然有望下降50％以上。
47.以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
技術特征：
1.一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，其特征在于，包括以下步驟，a、將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿；b、夜間，在用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿；c、采用輸送管網將步驟a和步驟b制備得到的蓄冷用動態冰漿輸送至動態冰漿儲存箱內儲存；d、動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。2.如權利要求1所述的一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，其特征在于：步驟a中，工業企業排放的余能包括煙氣、熱水；且通過采用吸收式制冷機組將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿。3.如權利要求2所述的一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，其特征在于：步驟a中，采用冰漿輸運泵將吸收式制冷機組制備得到的動態冰漿輸送至輸送管網，再由輸送管網將動態冰漿輸送至各個動態冰漿儲存箱內儲存。4.如權利要求1所述的一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，其特征在于：步驟c中，用冷建筑與動態冰漿儲存箱呈一一對應布置。5.如權利要求1所述的一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，其特征在于：步驟c中，輸送管網同時作為動態冰漿的存儲容器。6.一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統，其特征在于：包括起始端的工業企業和末端的用冷建筑；工業企業的煙氣或熱水排放口與吸收式制冷機組的輸入端相連，吸收式制冷機組輸出端與冰漿輸運泵相連，冰漿輸運泵的輸出端與輸送管網相連，輸送管網的輸出端連接有動態冰漿儲存箱，動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。7.如權利要求6所述的一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統，其特征在于：還包括調峰動態冰漿生產設備，且調峰動態冰漿生產設備的輸出端與輸送管網相連。
技術總結
本發明涉及工業余熱回收與區域建筑供冷技術領域，特別是涉及一種利用企業余能的地區級蓄能供冷方法，包括以下步驟，a、將工業企業排放的余能轉化為蓄冷用動態冰漿；b、夜間，在用電谷段以及工業企業生產任務較低時，通過谷電生產蓄冷用動態冰漿；c、采用輸送管網將步驟a和步驟b制備得到的蓄冷用動態冰漿輸送至動態冰漿儲存箱內儲存；d、動態冰漿儲存箱輸出端與用冷建筑內的供冷系統相連并完成供冷。本發明還公開了一種利用企業余能的地區級蓄能供冷系統。本發明具有能夠更好的將工業排放的能量或者閑置的資源有效利用，能夠降低能耗更好的達到能量平衡的優點。的達到能量平衡的優點。的達到能量平衡的優點。
