蓄冰空调

蓄冰空调是利用冰进行热能储存的过程。该过程可以在电力需求高峰期减少用于冷却的能源。太阳能等替代能源也可以使用该技术存储能量以备后用。这很实用，因为水的熔化热很大：一公吨水（一立方米）可以储存334兆焦耳(MJ)(317,000BTU)的能量，相当于93千瓦时（26.4吨小时）。一吨冷却能力（热流）的原始定义是在24小时内融化一吨冰所需的热量。这种热流是夏季波士顿一栋3,000平方英尺（280平方米）的房子所期望的。此后，该定义已被较不陈旧的单位所取代：一吨HVAC或制冷能力大约相当于3520瓦。一个小型储存设施可以容纳足够的冰来将大型建筑物从一天冷却到一周，无论这些冰是由无水氨冷却器生产的，还是由马车运来的。也可以使用地面冻结；这可以在地面饱和的冰形式中完成。系统也适用于纯岩石。无论在哪里形成冰，都不会使用冰形成的熔化热，因为冰在整个过程中保持固态。基于地面冻结的方法广泛用于采矿和隧道开挖，以在开挖过程中固化不稳定的地面。使用带有同心管道的钻孔来冻结地面，这些管道从地表的冷却器中输送盐水。使用盐水以类似的方式提取冷量，并以与传统冰储存相同的方式使用，通常使用盐水-液体热交换器，以将工作温度提高到更高容量的可用水平。冰冻的地面可以保持低温数月或更长时间，从而以可忽略的结构成本长期冷藏。用冰蓄冷器取代现有的空调系统提供了一种具有成本效益的能量储存方法，可以储存多余的风能和其他此类间歇性能源，以供以后使用，可能是几个月后。

在机械制冷出现之前，冰是从结冰的湖泊或河流中切割下来的，然后运到城市用作冷却剂。冰被广泛运输并全年储存在冰室中。如果没有容易获得的冰源，那么通常会在附近建造浅水、阴凉的水池，并在冰冻季节将冰从水池中移除。

这种技术最广泛使用的形式可以在校园范围内的空调或大型建筑物的冷冻水系统中找到。空调系统，尤其是商业建筑中的空调系统，是造成各国炎热夏季用电高峰的xxx因素。在此应用中，标准冷却器在夜间运行以产生冰堆。然后水在白天循环通过堆以产生冷冻水，这通常是冷水机白天的输出。部分存储系统通过几乎每天24小时运行冷水机组来xxx限度地减少资本投资。晚上，他们生产冰块用于储存，白天他们为空调系统冷却水。通过融化的冰循环的水增加了它们的产量。这样的系统通常每天在制冰模式下运行16到18小时，在融冰模式下每天运行6小时。资本支出最小化，因为冷水机组的尺寸仅为传统设计所需尺寸的40-50%。足以储存半天排出的热量的冰库通常就足够了。一个完整的存储系统通过在高峰负荷时段完全关闭冷水机组来xxx限度地降低运行该系统的能源成本。资本成本较高，因为这样的系统需要比部分储存系统更大的冷却器，以及更大的冰储存系统。冰蓄冷系统足够便宜，以至于完整的蓄冰系统通常可以与传统的空调设计竞争。空调冷水机组的效率是通过其性能系数(COP)来衡量的。从理论上讲，蓄热系统可以使冷水机更高效，因为热量被排放到夜间较冷的空气中，而不是白天较热的空气中。

在实践中，热量损失超过了这一优势，因为它融化了冰。空调蓄热已被证明对社会有一定的好处。非高峰期电力更便宜，因为需求较低。它还减少了高峰时段的需求，这通常由昂贵且不环保的资源提供。这项技术的一个新变化是使用冰作为制冷剂的冷凝介质。在这种情况下，常规制冷剂被泵送到使用它的盘管中。然而，不需要压缩机将其转换回液体，而是使用冰的低温将制冷剂冷却回液体。这种类型的系统允许将现有的基于制冷剂的HVAC设备转换为热能存储系统，这是以前使用冷冻水技术无法轻松实现的。此外，与日夜效率差异不大的水冷冷冻水系统不同，这种新型设备通常会取代风冷冷凝机组的白天运行。在白天高峰温度和非高峰温度之间存在显着差异的地区，

热能储存也用于燃气轮机进气冷却。这种技术不是将电力需求转移到夜间，而是将发电能力转移到白天。为了在夜间制冰，涡轮机通常以机械方式连接到大型冷却器的压缩机。在白天的高峰负荷期间，水在冰堆和涡轮进气口前的热交换器之间循环，将进气冷却到接近冰点的温度。由于空气较冷，因此涡轮机可以在给定的压缩机功率下压缩更多的空气。通常，当启动入口冷却系统时，产生的电能和涡轮机效率都会提高。该系统类似于压缩空气储能系统。