廣州新電視塔冰蓄冷項(xiàng)目作為高度600米的地標(biāo)建筑,電視塔空調(diào)負(fù)荷達(dá)12,000RT,其冰蓄冷系統(tǒng)通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。系統(tǒng)運(yùn)行中,夜間制冰量占日間冷量需求的65%,年節(jié)省電費(fèi)超800萬元。設(shè)計(jì)亮點(diǎn)體現(xiàn)在三方面:分層蓄冷槽:利用建筑高度差構(gòu)建自然分層結(jié)構(gòu),避免蓄冷槽內(nèi)冷熱流體混合,提升冷量存儲效率;低溫送風(fēng)技術(shù):末端送風(fēng)溫度低至4℃,較常規(guī)系統(tǒng)減少風(fēng)機(jī)能耗30%,降低設(shè)備運(yùn)行功率;熱回收系統(tǒng):將融冰過程釋放的余熱回收用于生活熱水供應(yīng),系統(tǒng)綜合能效比達(dá)5.2,實(shí)現(xiàn)冷熱能協(xié)同利用。該項(xiàng)目通過空間結(jié)構(gòu)與技術(shù)的結(jié)合,在超高層場景中實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效益與系統(tǒng)穩(wěn)定性的平衡,為同類建筑提供了可復(fù)制的工程范例。新加坡樟宜機(jī)場采用冰蓄冷區(qū)域供冷,覆蓋50萬平方米航站樓。中國臺灣附近冰蓄冷建設(shè)
蓄冷槽內(nèi)冰層的均勻生長是保障冰蓄冷系統(tǒng)高效運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)靜態(tài)制冰過程中,容易出現(xiàn)冰橋、冰塞等現(xiàn)象,這些情況會(huì)阻礙冷量傳輸,進(jìn)而降低蓄冷效率。動(dòng)態(tài)制冰技術(shù),像冰漿生成、冰球封裝等方式,通過引入強(qiáng)制對流來改善冰層分布,有效減少了局部結(jié)冰不均的問題,但同時(shí)也增加了設(shè)備的復(fù)雜程度。相關(guān)研究表明,采用脈沖式制冰控制策略,能夠通過周期性調(diào)節(jié)制冷機(jī)組的運(yùn)行參數(shù),優(yōu)化冰層生長過程,可使蓄冷效率提升 15%-20%,在保證系統(tǒng)高效運(yùn)行的同時(shí),為解決冰層均勻生長問題提供了新的技術(shù)路徑。中國香港節(jié)能冰蓄冷設(shè)計(jì)公司冰蓄冷技術(shù)的建筑一體化設(shè)計(jì),與幕墻結(jié)合實(shí)現(xiàn)零占地儲能。
冰蓄冷系統(tǒng)通過“移峰填谷”轉(zhuǎn)移電力高峰負(fù)荷,可明顯減少燃煤機(jī)組的啟停調(diào)峰頻次,從而降低二氧化碳排放。以1MW?h冷量為計(jì)算單位,該系統(tǒng)相較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)可減排0.8噸CO?。若在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用,年減排量將達(dá)到千萬噸級別,對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要推動(dòng)作用。此外,冰蓄冷技術(shù)減少的尖峰負(fù)荷能夠延緩電網(wǎng)擴(kuò)容壓力。這意味著可間接節(jié)約土地資源(如變電站建設(shè)占地)及輸電線路投資,降低電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本。這種“節(jié)能+減排+降本”的綜合效應(yīng),使冰蓄冷系統(tǒng)不僅成為建筑領(lǐng)域的節(jié)能手段,更成為優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)綠色電網(wǎng)發(fā)展的重要支撐。從環(huán)境效益看,其減排貢獻(xiàn)相當(dāng)于種植百萬畝森林;從經(jīng)濟(jì)角度,延緩電網(wǎng)擴(kuò)容可為城市建設(shè)節(jié)省數(shù)十億元投資,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的深度融合。
采用LCC(全生命周期成本)模型評估冰蓄冷系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性時(shí),需綜合考量設(shè)備折舊、維護(hù)費(fèi)用及能源價(jià)格波動(dòng)等因素。研究顯示,當(dāng)電價(jià)峰谷差達(dá)到或超過0.6元/kWh,且年運(yùn)行時(shí)間不少于3000小時(shí)時(shí),冰蓄冷系統(tǒng)的全生命周期成本會(huì)低于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)。這是因?yàn)樵谏鲜鰲l件下,峰谷電價(jià)差帶來的運(yùn)行成本節(jié)省能夠更充分地覆蓋初期投資增量。此外,部分地區(qū)官方會(huì)提供蓄冷技術(shù)補(bǔ)貼或稅收優(yōu)惠政策,進(jìn)一步改善項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。例如,某些城市對采用冰蓄冷系統(tǒng)的項(xiàng)目給予每千瓦裝機(jī)容量一定金額的補(bǔ)貼,或在企業(yè)所得稅、增值稅等方面提供減免。這些政策支持可使投資回收期縮短1-2年,明顯提升冰蓄冷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性。從長期來看,隨著能源價(jià)格市場化變動(dòng)推進(jìn),峰谷電價(jià)差可能進(jìn)一步拉大,疊加設(shè)備技術(shù)進(jìn)步帶來的投資成本下降,冰蓄冷系統(tǒng)在全生命周期內(nèi)的成本優(yōu)勢將更加明顯。這種基于LCC模型的評估方法,為用戶在選擇空調(diào)系統(tǒng)時(shí)提供了科學(xué)的決策依據(jù),尤其適用于對長期運(yùn)行成本敏感的商業(yè)建筑、工業(yè)廠房等場景。冰蓄冷技術(shù)利用夜間低價(jià)電制冰,白天融冰供冷,降低空調(diào)成本。
在高溫高濕地區(qū)部署冰蓄冷系統(tǒng)時(shí),需針對性解決冷凝壓力升高、融冰速度加快等運(yùn)行挑戰(zhàn)。高溫環(huán)境下,制冷機(jī)組冷凝器散熱效率下降,導(dǎo)致冷凝壓力驟升,可能觸發(fā)設(shè)備保護(hù)停機(jī);同時(shí),外界高溫會(huì)加速蓄冷槽融冰速率,影響日間供冷穩(wěn)定性。應(yīng)對這類問題可采取雙重技術(shù)方案:一方面增大冷機(jī)容量,通過預(yù)留設(shè)備冗余提升系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力,如某中東項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段增加 30% 冷機(jī)裝機(jī)量,配合高效蒸發(fā)式冷凝器,在 50℃環(huán)境溫度下仍保持穩(wěn)定運(yùn)行;另一方面優(yōu)化融冰控制策略,采用分段融冰技術(shù),根據(jù)日間負(fù)荷預(yù)測將蓄冷槽分為多個(gè)區(qū)域,按時(shí)段依次融冰,避免冷量集中釋放導(dǎo)致的供需失衡。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示,結(jié)合冷機(jī)冗余與分段融冰的項(xiàng)目,在極端高溫天氣下供冷可靠性提升 40%,融冰效率波動(dòng)控制在 ±5% 以內(nèi),為熱帶地區(qū)建筑節(jié)能提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。楚嶸冰蓄冷技術(shù)通過夜間制冰儲能,白天釋放冷量,平衡電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)。中國臺灣附近冰蓄冷建設(shè)
冰蓄冷技術(shù)的碳排放權(quán)交易,企業(yè)通過減排量獲取額外收益。中國臺灣附近冰蓄冷建設(shè)
數(shù)據(jù)中心內(nèi) IT 設(shè)備散熱量極大,傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗占比往往超過 40%。冰蓄冷技術(shù)與自然冷卻技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用,可在冬季借助室外低溫環(huán)境直接供冷,降低機(jī)械制冷能耗;夏季則通過冰蓄冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷,平衡冷量供應(yīng)。此外,融冰過程中釋放的冷量能夠精細(xì)匹配服務(wù)器的負(fù)荷波動(dòng),有效減少制冷機(jī)組的啟停次數(shù),從而延長設(shè)備使用壽命。這種復(fù)合技術(shù)方案既順應(yīng)了數(shù)據(jù)中心高散熱、高能耗的特點(diǎn),又通過季節(jié)化的冷量管理策略提升了能源利用效率,為數(shù)據(jù)中心的綠色低碳運(yùn)行提供了兼具經(jīng)濟(jì)性與可靠性的解決方案,尤其適用于對散熱穩(wěn)定性要求高、能耗控制嚴(yán)格的大型數(shù)據(jù)中心場景。中國臺灣附近冰蓄冷建設(shè)