冰蓄能 vs 相變蓄能

在大廈建築物HVAC儲能解決方案方面,冰蓄能可說是近年來唯一達到商業規模的解決方案。但今天,冰蓄能的熱度已從最高處滑落。這是什麼原因呢?原來是因為人們已經發現它其實無法做到節省能源!

從理論上講,冰也是一種相變材料(PCM)。 當冰從固態變成液態時,冰也會吸收能量,就像寶加相變材料一樣,這是相的轉變。 但是在實際操作中,兩者之間卻存在顯著的差異,那就是:

它們的冰點溫度。

-5℃ vs 8℃

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-5°C,蓄能缸中的水將會被凍結成冰。 理論上我們都知道,冰會在0°C時結冰。但實際上,我們使用的水不是純淨水。 根據水的純度不同,水會在-5°C或-6°C左右結冰。這也意味著你必須將環境溫度降至-5°C,否則你需要花費大量能源(及其關電費)才能降至該溫度令水結冰。冷凍水蓄能也類似,對於當今大多數高效能存儲應用來說,冷凍水蓄能通常已被排除,儘管價格較便宜。

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BocaPCM

8°C時,封裝在蓄能缸內容器板中的相變材料會凍結成固態冰,並釋放出大量潛熱。一旦它融化時,又將需要吸收等量的能量。 其直接的水環境因此變得涼爽。這意味著即使環境溫度也可能足夠低以致能凍結相變材料。在寶加的情況,冷卻器中6℃的冷卻水已低到足以使相變材料凍結。無需花費額外能量已可達到此溫度。

那個才是 貨真價實的節能方案?

8°C時,封裝在蓄能缸內面板中的相變材料會凍結成固態冰,並釋放出大量潛能。一旦它融化時,又將需要吸收等量的能量。 其直接的水環境因此變得涼爽。這意味著即使環境溫度也可能足夠低以致能凍結相變材料。在寶加的情況,冷卻器中6℃的冷卻水已低到足以使相變材料凍結。無需花費額外能量已可達到此溫度。

技術上而言,相變蓄能的能源效率是冰蓄能的4倍,可是相變蓄能目前僅佔熱蓄能市場的3%,這究竟是什麼原因?

原因之一是相變蓄能比對其專業技術要求很高,而且很多人對兩種蓄能技術有很多誤解。

請注意,一個熱蓄能系統將要用上至少超過二十年的。

所以,讓我們幫你搞清楚事實,讓你能夠做出正確的選擇。

項目 冰蓄能 相變蓄能

結冰溫度

-5°C至-6°C,具體取決於水的純度和製冰所用的機械類型。
可以定制8°C或其他溫度。只需花很少甚至無需額外能量即可達到這個溫度。

熱蓄能儲能效率

水基的,很低。

冷水機系統冷凍效能系數

由 2.5 - 4.1不等, 低。
由5 -7, 高。

保養

在製冰過程中抽水或噴水會導致生鏽的鋼製冰板。保養成本高。
相變材料封裝在HDPE容器板內,可供安全地堆疊,且無污染又整潔,保養成本非常低。

製造

難以很均勻地灑水來控製冰的生產量。
相變材料板能夠很整齊地堆疊起來,且由於容器板的數量是固定的,所以可以方便地計算及控制冰板的安裝量。

冷水機設施

需要額外的冷負載和管道工程。
普通的冷水機已經可以了,無需額外的冷凍負載和管道工程。

額外的水設施

噴水製冰時需要大量的額外用水。
在此過程中,沒有額外的水需要處理。

工程靈活性

冰需要低至-5℃的低溫二甘醇冷凝劑,只能應用於新建築物。製冰涉及的特殊設計和設施對翻新項目來說不友善。
無需用二甘醇冷凝劑,可應用於所有現有的和新裝置,也適用於一般冷水機組的設計,易於整合到現有的HVAC系統中。

蓄能缸

蓄能缸必須足夠大來容納冰塊, 空間要求苛刻。
蓄能缸尺寸要求相對較靈活, 此外,可以安裝在室內或室外,屋頂或樓層內,安裝在地面或埋入地下。

實時操作

冰蓄能可以將高峰期的冷水機組負載轉移至非高峰期,但無法實時管理用電高峰。 運行及相關設施也使得難以將其應用於不同的操作模式。
相變蓄能可以將冷水機的峰值負載轉移至非高峰期並加以優化,隨時冷卻。 我們可以實時進行用電需求高峰值管理,而且設計和操作模式易於操作。

投資

初始投資大,尤其當電費補貼被取消了的情況下,更難以收回成本。
真正能幫助節省能源,初始投資需要多30%,但可在5年內回本。
而且冰蓄能的 在這裡!
ice-TES wastes energy

在晚上消耗大量電力來將水凍結成冰塊,其實 比沒有冰蓄能系統時花費了更多的電力。 根本就不是環保節能的操作。

PCM saves energy

讓部份冷水機出來的水(6℃)流過8℃PCM板,而不是耗用額外電力來凍結, 搭便車的免費產物節省大量電力。

項目 冰蓄能 相變蓄能
節省了電費嗎?
聲稱能減少1/3中央空調的運行成本,其實僅僅是因為晚上非高峰時段電費較低而已。
減少2/3中央空調的運行成本,部份原因是非高峰時段的電費較低,而最重要的原因是,全程能源效益更高。
節省了電能?
由於結冰需要-5℃的低溫,夜間充能時其實要多消耗100%的電量。
在整個運行時間中耗電量減少40至60%以上。
保護環境了嗎?
很难。冰蓄能与真正节能很难扯上关系。
一定!能幫助減少大量的二氧化碳排放。

相變蓄能
明智選擇

熱蓄能技術絕對是有助於節能的,問題是你必須找出貨真價實能幫助節能的。冰蓄能技術已被廣泛使用了十年,但事實證明,它根本不是一個真正節能的解決方案。看到這裡,你必定已看清楚了所有需要知道的有關冰蓄能和相變蓄能的事實了,你一定可以作出明智的選擇。投向真正節能的蓄能方案吧。