冰蓄冷系統(tǒng)按運(yùn)行方式可分為靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)。靜態(tài)系統(tǒng)包含冰盤管式(內(nèi)融冰 / 外融冰)和封裝式(冰球、冰板)等類型,主要依靠自然對流實(shí)現(xiàn)換熱,雖然結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡潔,但存在制冰速率較慢的局限。動態(tài)系統(tǒng)則借助機(jī)械力推動冰晶連續(xù)生成與輸送,例如過冷水動態(tài)制冰技術(shù),其換熱效率較靜態(tài)系統(tǒng)提升 40% 以上,制冰速率提高 30%。由于動態(tài)系統(tǒng)具備設(shè)備緊湊、節(jié)能率高(可達(dá) 20%-50%)的優(yōu)勢,正逐漸成為行業(yè)主流選擇。這種技術(shù)分化體現(xiàn)了冰蓄冷系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)行效率上的差異化發(fā)展路徑,為不同應(yīng)用場景提供了更具針對性的解決方案。冰蓄冷技術(shù)利用夜間低價電制冰,白天融冰供冷,降低空調(diào)成本。安徽綜合冰蓄冷工程
在大型城市綜合體或產(chǎn)業(yè)園區(qū)中,冰蓄冷技術(shù)可作為區(qū)域供冷系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成。通過集中制冰、分布式供冷的模式,能夠發(fā)揮規(guī);(jié)能優(yōu)勢。以廣州大學(xué)城區(qū)域供冷項(xiàng)目為例,其采用冰蓄冷技術(shù)覆蓋 10 所高校及商業(yè)設(shè)施,相較傳統(tǒng)分散式空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率超 30%,每年可減少約 5 萬噸 CO排放。這種區(qū)域化應(yīng)用模式不僅降低了單體建筑的設(shè)備投資與運(yùn)維成本,還通過集中調(diào)控優(yōu)化冷量分配,實(shí)現(xiàn)能源的高效利用。同時,規(guī);男罾湓O(shè)施可與電網(wǎng)調(diào)度協(xié)同,進(jìn)一步強(qiáng)化 “移峰填谷” 效應(yīng),為城市集中供能系統(tǒng)的低碳化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的實(shí)踐范例,尤其適用于功能復(fù)合、冷負(fù)荷集中的大型園區(qū)場景。安徽綜合冰蓄冷工程冰蓄冷技術(shù)的公眾科普教育,深圳科技館年接待超10萬人次體驗(yàn)。
相變蓄冷材料的性能需滿足多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo):具備高相變潛熱、適宜的相變溫度(-5~5℃)、低過冷度以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性。目前常用的材料主要有兩大類:無機(jī)水合鹽(例如 NaSO10HO)和有機(jī)烷烴類。相關(guān)研究表明,采用微膠囊封裝技術(shù)能夠有效提升相變材料(PCM)的導(dǎo)熱性能,同時防止相分離問題,經(jīng)封裝后的材料蓄冷密度可達(dá)常規(guī)水的 3-4 倍。而新型復(fù)合相變材料通過添加石墨烯等納米材料,其導(dǎo)熱系數(shù)更是提升至傳統(tǒng)材料的 2 倍以上,在優(yōu)化熱傳導(dǎo)效率的同時,進(jìn)一步增強(qiáng)了材料的綜合性能,為蓄冷技術(shù)的發(fā)展提供了更優(yōu)的材料選擇。
為提升公眾對儲能技術(shù)的認(rèn)知,行業(yè)正通過建設(shè)科普基地與開發(fā)虛擬仿真程序等方式,以直觀體驗(yàn)強(qiáng)化技術(shù)普及。冰蓄冷科普基地通常采用實(shí)物展示與互動體驗(yàn)結(jié)合的形式,例如深圳某科技館設(shè)置的冰蓄冷展區(qū),通過透明蓄冷槽模型演示制冰融冰過程,觀眾可親手調(diào)節(jié)電價參數(shù),觀察系統(tǒng)在峰谷時段的運(yùn)行策略,展區(qū)年接待量超 10 萬人次。虛擬仿真程序則借助 3D 建模技術(shù),讓用戶在數(shù)字場景中模擬不同建筑類型的冰蓄冷系統(tǒng)配置,實(shí)時查看能耗數(shù)據(jù)與投資回報(bào)曲線。這類科普模式將復(fù)雜的熱力學(xué)原理轉(zhuǎn)化為可視化互動體驗(yàn),既降低了技術(shù)認(rèn)知門檻,又通過真實(shí)案例數(shù)據(jù)(如某商場采用冰蓄冷后年節(jié)電數(shù)據(jù))增強(qiáng)公眾對節(jié)能效益的感知,為技術(shù)推廣營造良好的社會認(rèn)知基礎(chǔ)。廣東楚嶸研發(fā)動態(tài)制冰技術(shù),冰蓄冷系統(tǒng)儲能密度提升,占地更小。
冰蓄冷技術(shù)與光伏、風(fēng)電等可再生能源結(jié)合,可有效解決清潔能源發(fā)電的間歇性難題。以西北風(fēng)電富集區(qū)為例,夜間電力低谷時段常與風(fēng)電大發(fā)時段重合,冰蓄冷系統(tǒng)可在此時段利用棄風(fēng)電力制冰,將過剩電能轉(zhuǎn)化為冷量儲存,實(shí)現(xiàn) “綠色制冰”。這種模式既能避免風(fēng)電棄置,又能為白天供冷儲備能量,形成 “可再生能源發(fā)電 - 冰蓄冷儲冷 - 電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)” 的閉環(huán)。某風(fēng)電場配套冰蓄冷項(xiàng)目實(shí)踐顯示,其年消納棄風(fēng)電量超 2000 萬 kWh,相當(dāng)于種植 10 萬公頃森林的碳減排效益。此外,在光伏豐富地區(qū),冰蓄冷可結(jié)合日間光伏發(fā)電時段制冰,將不穩(wěn)定的光伏電力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定冷量,同步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng) “削峰填谷” 與可再生能源高效消納,為構(gòu)建零碳能源系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。楚嶸冰蓄冷技術(shù)助力企業(yè)參與綠電交易,提升清潔能源消納比例。安徽綜合冰蓄冷工程
楚嶸冰蓄冷系統(tǒng)助力企業(yè)應(yīng)對電力現(xiàn)貨市場,優(yōu)化用能成本結(jié)構(gòu)。安徽綜合冰蓄冷工程
冰蓄冷技術(shù)的主要目的是利用水的相變過程(液態(tài)→固態(tài))實(shí)現(xiàn)能量存儲。在夜間電價低谷期,制冷機(jī)組將水冷卻至0℃以下,使其結(jié)成冰晶并儲存冷量;白天用電高峰時,冰晶融化吸收環(huán)境熱量,為建筑提供空調(diào)冷源。這種儲能方式比顯熱儲能(如水蓄冷)效率更高,因?yàn)橄嘧冞^程釋放的潛熱遠(yuǎn)大于溫度變化帶來的顯熱。例如,1立方米水在相變時可儲存約334兆焦耳的冷量,而同等體積水溫度下降10℃只能儲存42兆焦耳。這種特性使得冰蓄冷系統(tǒng)在相同體積下能存儲更多冷量,適合空間受限的建筑。安徽綜合冰蓄冷工程