流态冰桨—一种实现冰蓄冷、游乐场造雪、食品药品快速冷冻的新型技术

一、冰蓄冷制冰技术的类型

冰蓄冷技术从制冰形式可分为以下几类：

a）封装（冰球）式蓄冷

b）盘管冰蓄冷

c）滑落式片冰蓄冷

d）动态冰晶（流态冰浆）式蓄冷

下面逐一介绍：

a）封装式蓄冷：

将蓄冷介质封装在球形或板形小容器内，并将许多此种小蓄冷容器密集地放置在密封罐或开式槽体内，从而形成封装式蓄冰装置。

系统运行时，载冷剂在球形或板形小容器外流动，将其中蓄冷介质冻结、蓄冷，或使其融解。

b）盘管冰蓄冷：

冰盘管式蓄冷装置是由沉浸在水槽中的盘管构成换热表面的一种蓄冰设备。在蓄冷过程，载冷剂（一般为重量百分比25%的乙烯乙二醇水溶液）或制冷剂在盘管内循环，吸收水槽中水的热量，在盘管外表面形成冰层。

融冰时从空调负荷端流回的温度较高的乙二醇水溶液，进入蓄冰槽，流过塑料或金属盘管内，将管外的冰融化，乙二醇水溶液的温度下降，再被抽回到空调负荷端使用。

c）片冰滑落式蓄冷：

在循环水泵的作用下，低温的循环水进入蒸发板模块上部的布水器，通过布水器的均匀分配，循环水沿蒸发板表面呈膜状均匀流下，制冷剂在蒸发板内蒸发吸热，部分水放热结成冰附在蒸发板的表面，另一部分水落到蓄冰槽内，由循环水泵吸入，从而完成整个制冰循环过程。随着时间的推移，板片表面的冰层越来越厚，冰结到一定厚后通过机械的方法或重力与制冰装置分离，输送到储冰装置中储存，蓄冰过程是经反复多次冻结完成。

d）动态冰晶式冰蓄冷：

水流过制冰机中的高效换热器，通过自动控制系统对水进行精确的过冷却，形成温度低于稍低于0℃的过冷水，再通过外部的扰动过冷水形成冰浆，通过管道送到蓄冰槽中储存起来。

上述四种制冰蓄冷技术中，冰球和盘管制冰在早期的蓄冷项目中应用较多，片

冰一般在餐饮食品行业应用较多，冰蓄冷项目中较少使用。而第四种流态冰浆技

术，在近些年的冰蓄冷项目中，应用越来越广泛，后面详细介绍。

与动态制冰技术相比，前面几种制冰技术都可以归纳为静态制冰，因为在制冰过程中，它们的冰块是在一个固定的器具上慢慢成型的。而动态冰晶技术产生的流态冰浆，是在流动状态下产生的。

二、新型流态冰浆的优点

1、传统冰球/盘管蓄冷的缺点

（1）制冰过程能效较低：

结冰过程中，管内不冻液与槽中的水的热量交换必须通过冰层，导致热阻急剧增加、热交换效率严重下降。必须将制冷机的蒸发温度降低到-10℃以下方能完全冻结，能耗巨大！

（2）融冰放冷过程负荷响应性能差：

融冰过程中，靠近盘管壁面的部分首先融化，之后在冰与管内不冻液之间形成水环，导热热阻急剧增大、传热效率很低、负荷响应性能很差，放冷速度慢。

（3）蓄冰槽占地面积大、需要正规空间。

2、新型流体冰浆的应用优势

（1）制冰过程能效高：

制冷剂蒸发温度高（-5℃），制冷机组COP大幅度提高，制冰能耗比冰球和盘管技术降低15%。

（2）融冰放冷过程负荷响应速度快：

流态冰浆的比表面积是冰球和盘管的100倍以上！融冰速度快、负荷响应灵敏，实现快速降温，可满足各种建筑、工艺环节的放冷负荷变动需求。

（3）占地面积小、场地适应性强

现有的冰球和盘管技术需要特制的大型蓄冰槽，不仅占用很大面积、而且对空间高度有要求，需要比较规整的建筑空间。

而动态冰浆蓄冰槽中无冰球和盘管，冰槽体积可以大幅度减小！还可以利用现有的各种建筑消防水槽、地下室、停车场、楼顶水槽来进行蓄冷，不需要规整的建筑空间。

三、流态冰浆的应用场景

新型的流体冰浆的应用场景非常广泛，包括和不限于如下行业：

1、空调冰蓄冷应用（适用于各类大型工商业建筑空调系统）

为了平衡电力负荷，目前全国各个省份都针对工商业用电用户，设置了分时电价政策。一般分为三个时段：高峰电价最高，平段次之，低谷时段最低。有些地区还在高峰电价的基础上设置尖峰电价。

以广东省珠三角五市（广州、珠海、佛山、中山、东莞）为例，2026年1月份尖峰、高峰、平段、低谷电价分别为1.4376元/度电、1.1556 元/度电、0.6912元/度电、0.2799元/度电。

其中高峰时段为10-12时和14-19时，低谷时段为0时-8时，其余时段属于平段。‌尖峰时段‌：11:00 - 12:00，15:00 - 17:00（仅在7月、8月、9月或日最高气温≥35℃时执行）。

尖峰与低谷电价最高价差比达到5.1 : 1，也就是说最高时段电价是最低电价的5倍以上。

因此，在电价低谷期间开启制冷机组制冰蓄冷，在高峰期、尖峰期融冰放冷，就可以节能空调运行电费。

虽然冰蓄冷空调的初投资略高于普通空调系统，但运行费用却可以大幅度降低！一般情况下增加的初投资只需2-4年即可收回。

2、乳制品、制药、化工等行业：

对于牛奶乳制品等需要0℃低温水的工艺环节，可以利用流态冰与水的混合物，保证稳定的0℃用冷温度。

3、食品加工等行业：

流态冰浆的形态非常疏松，可以与需要降温的物品表面充分接触，换热面积很大，放冷速度快。能够快速降低物品的温度，适用于需要快速降温的应用场景。

4、冰雪世界、矿井空调等行业：

流态冰浆有很好的流动性，可以将流态冰浆冰水混合物轻易的输送到应用末端，放出冷量或制成雪花。

5、污水管道处理：

流态冰浆的微观构成是冰晶颗粒，在管道流动时会与管道内壁发生摩擦，在一定的设计条件下，可以对污水管道进行有效冲刷和清洁。由于其成分是自来水，不需要添加其他化学药品，减少了二次处理的环保工序和费用，非常环保。

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