近日,新加坡國立大學的研究團隊發表了一項提高區域供冷系統能源效率的研究。研究表明,與傳統的冷凍水儲存系統相比,采用相變儲熱材料存儲冷能可將能源承載能力提高多達三倍,並且每年可節省10%以上的成本。
該研究在位于新加坡Changi Business Park的Keppel Infrastructure旗下區域供冷廠之一進行了試驗,試驗已于2021年8月完成。
這種儲熱技術解決方案使用一種新的相變材料,可以在冷能在液態和固態之間變化時儲存和釋放冷能。儲存的冷能在區域供冷廠逐漸釋放,以減輕商業建築的制冷高峰負荷。
相變儲熱供冷試驗現場圖 相變儲熱供冷試驗現場圖
該解決方案由新加坡國立大學和Keppel Infrastructure的全資子公司Keppel DHCS Pte Ltd共同設計和開發。該項目由能源市場管理局于2018年根據其能源彈性撥款需求提供資金。
該研究團隊還開發了一種基于實驗室的冷能回收系統。當用于發電的液態天然氣變回氣態時,該系統可以儲存液化吸熱帶來的冷能,類似于儲能系統,在需要時平衡能源需求和供應。
項目首席研究員、新加坡國立大學機械工程系副教授Ernest Chua表示:“儲熱技術可以比作一個電池,它可以儲存熱能並在需要的時間釋放。我們的新型儲熱系統經過專門設計,旨在彌補當地冷能供應和能源需求之間的差距。”
Ernest Chua指出,該系統能夠重新分配冷能,從而以節能的方式滿足峰值負載需求。在KDHCS區域供冷廠中采用的新儲熱技術爲滿足園區、商業建築等設施供冷需求的低能耗設計提供了巨大的潛力。
供冷作爲民生基本需求之一,已有數百年的發展史。我國大多數供冷都是采用空調類家用制冷設備,區域供冷在我國的發展還處于起步階段。
與傳統建築自建空調供冷的方式相比,區域集中供冷采用大型高效制冷機組,實現大規模供冷以及區域內用冷負荷的平衡和電力的移峰填谷,減少制冷機組總的裝機容量和用能成本,達到減少能源消耗的目的。
深圳前海區域供冷項目規劃圖
目前,我國已有深圳前海、上海外高橋等多個園區、商業區的區域供冷項目在建或投入使用。
新加坡的這個基于相變儲熱技術的區域供冷項目,爲傳統使用水蓄冷或冰蓄冷的區域供冷技術開拓了新的思路,對于我國區域供冷和相變儲熱技術的研究發展有著重要的指導意義。(綜合能源管理)
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