来源：中国空调技术网
1、流态化动态冰蓄冷技术原理
流态化动态冰蓄冷技术的先进之处在于改进了传统制冰过程中的主要缺点，而且制出的冰以流态化冰浆的形式存在。传统静态制冰过程中，水通过自然对流换热，冰层首先在换热壁面上形成，然后逐渐变厚。这样就导致形成新的冰层所需的热量传递必须以导热的形式穿过越积越厚的原有冰层，从而严重的恶化了传热效率，致使结冰越来越困难，制冷剂提供的冷却温度也必须越来越低。
流态化动态冰蓄冷技术制冰过程的最大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水，然后把过冷水转移到远离传热壁面的空间里解除过冷、生成冰浆。这样就彻底避免了冰在传热壁面上形成的可能性，既消除了固态冰层导热热阻的存在，同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式，因此整个制冰环节的传热系数得到大幅度提高。
另一方面，制冰过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态，并不因时间而变化，从而保证了出冰速
度的恒定，也便于系统的控制。流态化动态冰蓄冷主要包括两种形式，即以高砂热学为代表的过冷水式和以Sunwell（日本）为代表的刮刀扰动式。两种技术在基本原理上是一致的，但形式差别较大，下面分别说明。
(1) 过冷水式动态制冰技术
过冷水式动态制冰技术的基本原理是：首先把水在过冷却热交换器中冷却至低于0℃的过冷状态，然后把过冷水输送至特殊的过冷却解除器中解除过冷，生成大量细小的冰晶颗粒，与剩余的液态水一起形成0℃下的冰浆。这种制冰过程中最关键的技术在于确保流过过冷却热交换器的液态水具有尽可能大的过冷度，但同时又必须保证过冷水不能在流出热交换器之前生成冰晶，否则换热器将被堵塞甚至破坏。此外，还应有高效率的过冷却解除技术，以确保过冷水能够连续快速结晶。
过冷却热交换器可以采用壳管式、套管式、板式等多种形式的换热器。为了防止过冷水在换热器内结冰，换热器内表面需要进行特殊涂层处理，同时对换热器内部的流场特性也有很高的要求，否则很难获得足够大的过冷度，以及避免堵塞。过冷却解除技术也包括多种，如机械方法、热方法、超声波方法等。过冷水式动态制冰技术的系统控制要求非常高，这也是该技术走向实用化所面临的一大技术难点。
由于冰浆中固液两相存在密度差，在蓄冰槽中可以循环抽取出冰浆中分离出来的液态水，再送回制冰系统中生成冰浆，由此可使蓄冰槽内的冰浆固相含量（IPF）达到60% 以上。
(2) 刮刀扰动式动态制冰技术
刮刀扰动式动态制冰技术的基本原理是：水（溶液）在换热器内部通过换热壁面被冷却到低于冰点的过冷状态，由于刮刀以较快的回转速度旋转，靠近换热器换热壁面的过冷水被及时刮离壁面，从而确保了
换热器壁面上不会生成冰晶，如图3所示。从壁面附近被刮出的过冷水随即进入水侧的中心主流区，并在
主流区中经已经存在的冰晶颗粒促晶解除过冷，生成冰浆。与过冷水式相比，刮刀扰动式动态制冰系统无需过冷却解除装置。需要指出的是，这种刮刀扰动式动态制冰技术中的刮刀所起的作用是及时清除换热壁面附近的过冷水，而非像一些传统制冰机那样用于刮除已经生长在换热壁面上的冰层。因此这种制冰方式也避免了因冰层热阻引起的传热恶化，而且还因为刮刀叶片的强烈扰动而大幅强化了对流换热效果。
刮刀扰动式动态制冰技术中最核心的技术仍然是防堵塞技术。由于刮刀扰动十分强烈，过冷状态下的水溶液非常容易在换热壁面上结晶，一旦在壁面上结晶，刮刀叶片就面临被堵塞甚至被打碎的可能。因此，刮刀式换热器的内表面（刮刀叶片接触面）处理要求非常光滑，而且刮刀叶片与换热壁面之间的接触必须紧密。另一方面，由于由纯水生成的冰晶颗粒较粗，而且容易聚集硬化，更容易导致堵塞，因此此种制冰方法中往往需要在水中添加一定浓度的冰点抑制剂，如乙二醇、NaCl等。由此又引入了对设备材料的防腐问题。换热器内表面和整个刮刀组件都是长期浸泡在乙二醇（或NaCl 等其他盐类）水溶液中，并且处于高流速的不利腐蚀条件下，因此金属材料必须具有特殊的耐腐蚀性能。刮刀叶片一般采用塑料材料，在与金属换热避免长期高速摩擦的情况下，必须具有高耐磨的性能。
由稀浓度的乙二醇（或其他盐类）水溶液制出的冰晶颗粒十分细腻，粒径可低于500μm，蓄冰槽冰浆固相含量（IPF）可达50% 以上。
2、流态化动态冰蓄冷技术的先进性及应用
前景：流态化动态冰蓄冷技术克服了传统冰球、盘管式冰蓄冷技术中的最主要缺陷，因此一经推出即显示出巨大的应用前景。从原理上和应用上出发，可以归纳出流态化动态冰蓄冷技术相对于传统的冰球、盘管式静态冰蓄冷技术的如下一些技术优势：
（1）传热效率高、制冰速度快。动态制冰过程中不但避免了因冰层聚集而引起的导热热阻，还通过强制对流大幅度提高了系统的整体换热性能，从而提高了制冰速度。
（2）制冷系统COP高、能耗降低。制冷蒸发温度可以保持在-5℃～-8℃之间，而且在整个蓄冰过程中保持稳定不下降。相对于冰球、盘管式冰蓄冷中-10℃以下的蒸发温度（而且随着蓄冰量的增加逐渐下降）可以显著提高系统COP。 |
