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 | 中 | 商业空调 |
| 封装冰球 | 塑料球封装水 | 高 | 商业 / 工业 |
| 冰浆式 Slurry | 冰晶悬浮液 | 高 | 区域供冷 |
| 共晶盐 PCM | 相变温度可调 | 高 | 紧凑型 |
| 螺旋盘管 | 螺旋盘管制冰 | 中 | 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/m³ | 5-10 kWh/m³ |
| 体积 | 小(1/5-1/10) | 大 |
| 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 | 低 |
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
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。