冰蓄冷 / Ice Thermal Storage (ITS)

Definition

利用夜间低谷电制冰储能,白天高峰释放冷量,实现电力移峰 + 降低运行成本。

储能密度

Q_storage = m × (c_water × ΔT + h_fusion)
        = m × (4.18 × 5 + 334)   (5K 过冷 → 0℃ 冰)
        ≈ m × 355  kJ/kg ≈ 98 kWh/t

水蓄冷 ~11 K 温差仅 12.7 kWh/t,冰蓄冷储能密度是水蓄冷的 7-8 倍

主流形式

形式结构储能密度应用
冰盘管式盘管在水中结冰商业空调
封装冰球塑料球封装水商业 / 工业
冰浆式 Slurry冰晶悬浮液区域供冷
共晶盐 PCM相变温度可调紧凑型
螺旋盘管螺旋盘管制冰大型机房

关键参数

  • 蓄冰量(kWh 或 RT·h)
  • 蓄冰温度:−5 ℃ 至 0 ℃(出水温度低,可降低主机蒸发温度)
  • 释冷速率:决定削峰能力
  • 保温性能:聚氨酯 100mm 以上

经济性

  • 峰谷电价差:通常 3-5 倍,蓄冰 5-10 年回收投资
  • 减少装机:主机容量可减少 30-50%
  • 辅助服务:可参与电网调峰(虚拟电厂)

与水蓄冷对比

冰蓄冷水蓄冷
储能密度50-100 kWh/m³5-10 kWh/m³
体积小(1/5-1/10)
出水温度低(0-5 ℃)5-15 ℃
制冷机 COP略低(蒸发温度低)正常
投资较高

在 HVAC 的应用

  • 商业建筑(写字楼 / 商场)
  • 工业制冷
  • 区域供冷
  • 数据中心

Referenced In

蓄能 k09 k11 k16

Notes

冰蓄冷是中国”峰谷电价”政策的核心受益技术,商业建筑峰谷电价差 >3 倍时必选。研发关注:蓄冰速率、释冷稳定性、PCM 新材料。

See Also