冰蓄冷技术有哪些运行策略?
来源:viane
发布时间:2025-08-26

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冰蓄冷技术的运行策略核心是通过 “移峰填谷” 实现能源优化配置,即在电力负荷低谷期制备并储存冷量,在电力负荷高峰期释放冷量满足空调或工艺需求。具体运行策略需结合建筑负荷特性、电价政策、设备容量等因素设计,主要可分为以下几类:

一、按 “储冷 - 释冷” 时序关系分类

这是最基础的分类方式,核心区别在于 “是否完全依赖谷电储冷”“释冷阶段是否辅助补冷”,适用于不同冷负荷需求场景。

1. 全负荷蓄冷策略(Full Storage Strategy)

  • 运行逻辑:完全利用电力低谷期(如夜间)制备冷量,将全天所需的冷量全部以冰的形式储存;白天电力高峰期不运行制冷主机,仅通过融冰释放冷量满足全部负荷需求。
  • 适用场景:
    • 电价峰谷差极大(如高峰电价是低谷电价的 3-5 倍以上),且低谷期时长足够(通常需 6-8 小时以上);
    • 白天建筑或工艺对冷量需求稳定,且制冷主机在低谷期可满负荷运行完成全天储冷;
    • 部分对白天设备噪音、振动敏感的场所(如医院、实验室、精密厂房)。
  • 优势:最大限度降低高峰时段电费,减少白天主机运行能耗和维护成本;
  • 局限:需配置更大容量的蓄冰装置和低谷期满负荷运行的主机,初期投资较高。

2. 部分负荷蓄冷策略(Partial Storage Strategy)

  • 运行逻辑:低谷期制备部分冷量储存,高峰期优先使用蓄冰槽释冷,当释冷量无法满足负荷需求时,启动制冷主机与蓄冰槽 “联合供冷”,共同承担高峰负荷。
  • 适用场景:
    • 电价峰谷差适中,或低谷期时长不足(无法储存全天冷量);
    • 白天冷负荷波动较大(如商业建筑:上午、傍晚负荷低,午间负荷高);
    • 大多数公共建筑(办公楼、商场、酒店)和工业工艺冷却场景,是目前应用最广泛的策略。
  • 优势:蓄冰装置容量小于全负荷策略,初期投资更可控;可灵活应对负荷波动,避免主机频繁启停。

3. 分量蓄冷策略(Load Shifting Strategy)

  • 运行逻辑:本质是 “部分负荷蓄冷的简化版”,核心是将高峰时段的部分负荷(通常是主机额定负荷的 10%-30%)转移到低谷期储存。例如:白天主机承担 70% 高峰负荷,蓄冰槽承担 30%,而这 30% 的冷量由低谷期主机制备。
  • 适用场景:
    • 电网对 “移峰填谷” 有明确要求(如强制要求削减一定比例的高峰用电负荷);
    • 建筑冷负荷峰值较高,但持续时间短(如短时设备散热冲击),无需大规模储冷。
  • 优势:蓄冰装置最小,投资成本最低;可精准满足 “削峰” 需求,对原有空调系统改造友好。

二、按 “储冷优先级” 分类

此类策略更关注 “何时优先储冷、何时优先用冷”,需结合实时负荷和电价动态调整,常见于智能化控制系统。

1. 电价优先策略

  • 核心逻辑:以 “最低电费” 为目标,严格按照电价时段划分运行模式:
    • 低谷电价时段(如 22:00-6:00):优先满负荷运行制冷主机,最大化制备并储存冷量,直至蓄冰槽充满;
    • 平段电价时段(如 6:00-8:00、18:00-22:00):根据负荷需求,优先使用蓄冰槽释冷,若负荷不足再启动主机(或主机低负荷运行);
    • 高峰电价时段(如 8:00-18:00):完全停止主机运行,仅依赖蓄冰槽释冷(或主机仅在蓄冰量不足时应急补冷)。
  • 适用场景:电价峰谷差显著(如商业用电峰谷比>4:1),且建筑负荷可预测性强(如办公楼、学校)。

2. 负荷优先策略

  • 核心逻辑:以 “满足冷量需求” 为首要目标,电价为次要因素,适用于对温度控制精度要求高的场景(如数据中心、医药冷库、精密生产车间):
    • 当实时负荷>设定阈值(如 90% 最大负荷):无论是否为高峰时段,立即启动主机与蓄冰槽联合供冷,避免温度超标;
    • 当实时负荷<设定阈值(如 50% 最大负荷):若处于低谷期则储冷,若处于高峰期则优先用冰,减少主机启停损耗。
  • 优势:保障冷量供应稳定性,避免因 “过度追求低价” 导致工艺中断或环境温度波动。

3. 优化控制策略(智能联动)

  • 核心逻辑:结合 AI 算法,实时采集室外温度、建筑负荷、电价、蓄冰槽剩余容量等数据,动态调整运行模式,实现 “能耗 - 成本 - 舒适性” 三者平衡:
    • 例如:预测次日白天为高温天气(负荷将升高),则前一晚低谷期多储 20% 冷量;
    • 例如:实时监测到某区域负荷骤降,则自动减少释冰量,将剩余冷量留至后续高峰时段。
  • 适用场景:大型综合体(如商业 mall、交通枢纽)、智慧建筑,需配套物联网(IoT)监测系统和智能控制平台。

三、特殊场景下的运行策略

1. 应急备用策略

  • 运行逻辑:将蓄冰槽作为 “应急冷源”,平时按常规策略运行,当主机制冷故障或停电时,通过融冰释放冷量,维持关键区域(如医院 ICU、数据中心服务器机房)的短时间冷量供应(通常可维持 2-4 小时,取决于蓄冰量)。
  • 价值:无需额外配置备用发电机或备用主机,降低应急系统投资,提升供电中断时的安全性。

2. 联合供冷 / 热策略(与其他系统联动)

  • 运行逻辑:若建筑同时配备热泵、太阳能集热等系统,可实现跨能源联动:
    • 冬季:利用蓄冰槽(此时可作为 “蓄热槽”)储存太阳能或热泵制备的热量,用于供暖;
    • 过渡季(春秋):若白天冷负荷低,可将低谷期制备的冷量储存至次日,避免主机频繁启停(过渡季主机低负荷运行能效极低)。
  • 适用场景:北方地区 “冬夏两用” 建筑、新能源综合利用项目,可进一步提升能源利用效率。

不同运行策略的对比总结

策略类型核心目标初期投资运行成本适用场景优点缺点
全负荷蓄冷最低电费电价峰谷差大、负荷稳定场所削峰效果最优,电费省蓄冰装置大,投资高
部分负荷蓄冷平衡投资与成本大多数公共建筑、工业冷却灵活应对负荷波动需协调主机与蓄冰槽运行
电价优先策略最低电费最低电价敏感、负荷可预测场所电费最优温度波动风险较高
负荷优先策略冷量稳定供应精密工艺、数据中心温度控制精准电费高于电价优先策略
智能优化策略多目标平衡较高大型智慧建筑、综合体能效高、灵活性强需配套智能控制系统

总结

冰蓄冷技术的运行策略无 “最优解”,需根据 “电价政策、负荷特性、投资预算、控制需求” 四要素综合选择:


  • 若追求 “极致省钱” 且负荷稳定,选全负荷蓄冷 + 电价优先;
  • 若需 “平衡成本与灵活度”,选部分负荷蓄冷 + 智能优化;
  • 若为 “精密工艺或应急需求”,选负荷优先 + 应急备用。
    实际应用中,多数项目会采用 “主策略 + 辅助策略” 的组合模式,并通过自动化控制系统实现动态调整。


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