冰蓄能 vs 相变蓄能

在大厦建筑物暖通空调系统储能解决方案方面,冰蓄能可说是近年来唯一达到商业规模的解决方案。但今天,冰蓄能的热度已从最高处滑落。这是什么原因呢?原来是因为人们已经发现它其实无法做到节省能源!

从理论上讲,冰也是一种相变材料(PCM)。 当冰从固态变成液态时,冰也会吸收能量,就像宝加相变材料一样,这是相的转变。 但是在实际操作中,两者之间却存在显著的差异,那就是:

它们的冰点温度。

-5℃ vs 8℃

pcm_vs_ice in TES

-5°C,蓄能槽中的水将会被冻结成冰。 理论上我们都知道,冰会在0°C时结冰。但实际上,我们使用的水不是纯净水。 根据水的纯度不同,水会在-5°C或-6°C左右结冰。这也意味着你必须将环境温度降至-5°C,否则你需要花费大量能源(及其关电费)才能降至该温度令水结冰。冷冻水蓄能也类似,对于当今大多数高效能存储应用来说,冷冻水蓄能通常已被排除,尽管价格较便宜。

Blue2and1Ply
BocaPCM

8°C时,封装在蓄能槽内容器板中的相变材料会冻结成固态冰,并释放出大量潜热。一旦它融化时,又将需要吸收等量的能量。 其直接的水环境因此变得凉爽。这意味着即使环境温度也可能足够低以致能冻结相变材料。在宝加的情况,冷却器中6℃的冷却水已低到足以使相变材料冻结。无需花费额外能量已可达到此温度。

那个才是 货真价实的节能方案?

8°C时,封装在蓄能槽内面板中的相变材料会冻结成固态冰,并释放出大量潜能。一旦它融化时,又将需要吸收等量的能量。 其直接的水环境因此变得凉爽。这意味着即使环境温度也可能足够低以致能冻结相变材料。在宝加的情况,冷却器中6℃的冷却水已低到足以使相变材料冻结。无需花费额外能量已可达到此温度。

技术上而言,相变蓄能的能源效率是冰蓄能的4倍,可是相变蓄能目前仅占热蓄能市场的3%,这究竟是什么原因?

原因之一是相变蓄能比对其专业技术要求很高,而且很多人对两种蓄能技术有很多误解。

请注意,一个热蓄能系统将要用上至少超过二十年的。

所以,让我们帮你搞清楚事实,让你能够做出正确的选择。

项目 冰蓄能 相变蓄能

结冰温度

-5°C至-6°C,具体取决于水的纯度和制冰所用的机械类型。
可以定制8°C或其他温度。只需花很少甚至无需额外能量即可达到这个温度。

热蓄能储能效率

水基的,很低。

冷水机系统冷冻能效能比系数

由 2.5 - 4.1不等, 低至普通。
由5 -7 ,高。

维护

在制冰过程中抽水或喷水会导致生锈的钢制冰板。维护成本高。
相变材料封装在HDPE容器板内,可供安全地堆栈,且无污染又整洁,维护成本非常低。

制造

难以很均匀地洒水来控制冰的生产量。
相变材料板能够很整齐地堆栈起来,且由于容器板的数量是固定的,所以可以方便地计算及控制冰板的安装量。

冷水机设施

需要额外的冷负载和管道工程。
普通的冷水机已经可以了,无需额外的冷冻负载和管道工程。

额外的水设施

噴水製冰時需要大量的額外用水。
在此过程中,没有额外的水需要处理。

工程灵活性

冰需要低至-5℃的低温二甘醇冷凝剂,只能应用于新建筑物。制冰涉及的特殊设计和设施对翻新项目来说不友善。
无需用二甘醇冷凝剂,可应用于所有现有的和新装置,也适用于一般冷水机组的设计,易于整合到现有的暖通空调系统中。

蓄能槽

蓄能槽必须足够大来容纳冰块, 空间要求苛刻。
蓄能槽尺寸要求相对较灵活, 此外,可以安装在室内或室外,屋顶或楼层内,安装在地面或埋入地下。

实时操作

冰蓄能可以将高峰期的冷水机组负载转移至非高峰期,但无法实时管理用电高峰。 运行及相关设施也使得难以将其应用于不同的操作模式。
相变蓄能可以将冷水机的峰值负载转移至非高峰期并加以优化,随时冷却。 我们可以实时进行用电需求高峰值管理,而且设计和操作模式易于操作。

投资

初始投资大,尤其当电费补贴被取消了的情况下,更难以收回成本。
真正能帮助节省能源,初始投资需要多30%,但可在5年内回本。
而且冰蓄能的 在这里!
ice-TES wastes energy

在晚上消耗大量电力来将水冻结成冰块,其实 比没有冰蓄能系统时花费了更多的电力。 根本就不是环保节能的操作。

PCM saves energy

让部份冷水机出来的水(6℃)流过8℃PCM板,而不是耗用额外电力来冻结, 搭便车的免费产物节省大量电力。

项目 冰蓄能 相变蓄能
节省了电费吗?
声称能减少1/3中央空调的运行成本,其实仅仅是因为晚上非高峰时段电费较低而已。
减少约一半中央空调的运行成本,部份原因是非高峰时段的电费较低,而最重要的原因是,全程能源效益更高。
节省了电能?
由于结冰需要-5℃的低温,夜间充能时其实要多消耗100%的电量。
在整个运行时间中耗电量减少40至60%以上。
保护环境了吗?
很难。冰蓄能与真正节能很难扯上关系。
一定!能帮助减少大量的二氧化碳排放。

相变蓄能
明智选择

热蓄能技术绝对是有助于节能的,问题是你必须找出货真价实能帮助节能的。冰蓄能技术已被广泛使用了十年,但事实证明,它根本不是一个真正节能的解决方案。看到这里,你必定已看清楚了所有需要知道的有关冰蓄能和相变蓄能的事实了,你一定可以作出明智的选择。投向真正节能的蓄能方案吧。