水蓄冷技术是借助水的显热变化来实现能量存储的方式。在夜间电价处于低谷阶段,制冷机组会把水冷却到 4 - 7℃,将冷量储存起来;到了白天用电高峰时期,再通过换热设备把冷量释放到空调系统中。和冰蓄冷技术相比较,水蓄冷不需要处理相变过程,这使得系统结构更为简单,不过它的储能密度相对较低。就像 1 立方米的水,温度下降 10℃能够储存大约 42 兆焦耳的冷量,要是想达到和其他储能方式同等的储能效果,就需要更大的体积。这种技术在合理利用电价差、平衡电网负荷等方面具有一定的应用价值,通过夜间储冷、白天放冷的模式,为空调系统的运行提供了一种较为经济的冷量供应方式。工业园区部署水蓄冷系统,可削减变压器容量需求,节省基建投资。浙江绿色水蓄冷

随着电力现货市场逐步普及,峰谷电价差可能出现波动甚至缩窄,这对依赖电价差实现经济性的水蓄冷系统形成挑战。在现货市场机制下,电价实时反映供需关系,夜间低谷电与白天高峰电的价差可能因电力供需平衡变化而减小,直接影响水蓄冷系统的收益模型。为应对这一情况,水蓄冷系统可通过参与电力需求响应与辅助服务市场获取额外收益:在需求响应场景中,系统可根据电价信号动态调整蓄冷 / 释冷策略,在高电价时段减少用电负荷;在辅助服务市场中,通过提供调峰、调频等服务获取补偿。例如某企业将水蓄冷系统接入广东电力调峰市场,通过在电网负荷高峰时段增加释冷量、减少电网供电需求,年获得调峰收益超 100 万元,有效抵消了电价差收窄对项目经济性的影响。这种多渠道收益模式,增强了水蓄冷系统在电力市场发展背景下的适应性。江苏零碳水蓄冷验收标准肯尼亚内罗毕水蓄冷项目利用夜间风电蓄冷,覆盖3万平方米商业区。

美国 ASHRAE 90.1-2019 节能标准对新建建筑空调系统应用蓄能技术作出规范,尤其针对水蓄冷系统的细节设计提出具体要求。标准中明确,水蓄冷系统的管道保温、自动控制及水质管理需满足技术指标:如载冷剂管道需采用厚度≥20mm 的橡塑保温材料,通过优化保温结构减少冷量损失;自动控制系统应具备实时监测与调节功能,确保蓄冷 / 释冷过程精细运行;水质管理方面需控制水中杂质及微生物含量,避免管道结垢或设备腐蚀。这些要求从系统组成的各个环节入手,通过标准化技术参数提升水蓄冷系统的能效与可靠性。该标准为建筑空调系统的节能设计提供了技术框架,推动水蓄冷等蓄能技术在新建建筑中规范应用,助力降低建筑能耗。
水蓄冷技术因系统构造简单,初投资成本相对较低,但储能密度为冰蓄冷的 1/3 至 1/5。以实际应用为例,1000 立方米的水蓄冷罐大约可存储 3000RTH 的冷量,而相同体积的冰蓄冷槽存储冷量可达 10000RTH 以上。这种技术的适用场景具有一定针对性,更适合冷负荷峰值不高、电价差较小或拥有充裕安装空间的情况,像中小型商业建筑就常采用水蓄冷系统。这类建筑往往对冷量需求相对均衡,且有足够场地容纳较大体积的蓄冷罐,通过水蓄冷技术既能利用电价差降低运行成本,又能凭借简单的系统结构减少维护工作量,在经济性和实用性上达到较好的平衡。水蓄冷技术的电力需求侧管理,每1GW容量减少电网调峰成本1.5亿元。

国家标准《蓄冷空调系统工程技术规程》对蓄冷空调系统的关键性能作出明确规定,以规范行业技术应用。标准中明确要求蓄冷率不低于 25%,即蓄冷量需占系统总冷量的 25% 以上;蓄冷罐漏冷率需控制在 0.8%/24h 以内,以减少冷量损耗;系统综合能效比应达到 3.5 及以上,保障整体运行效率。这些指标涵盖了蓄冷率、蓄冷装置性能、系统能效等主要方面,是项目设计、建设及验收的重要依据。若项目违反相关标准,将无法通过节能验收,进而影响补贴申领。该标准的实施为蓄冷空调系统的技术规范和质量控制提供了统一标尺,推动行业健康有序发展。水蓄冷技术的电力现货市场应对策略,通过需求响应补偿电价差收窄。四川综合水蓄冷报价
水蓄冷技术的热回收功能,融冷余热可用于生活热水供应。浙江绿色水蓄冷
迪拜太阳能水蓄冷示范工程是中东地区较早光储冷一体化项目,配套 3MW 光伏电站及 1500RTH 蓄冷罐。其运行策略灵活高效:日间优先利用光伏电力供电蓄冷,将清洁电能转化为冷量存储;夜间则借助低价市电补充蓄冷,平衡能源利用成本;沙尘天气时切换至蓄冷模式,依靠罐内冷量保障连续供冷,避免恶劣天气影响供冷稳定性。该项目通过光储冷协同运行,年能源自给率达 60%,明显降低了对柴油发电的依赖。作为区域内的创新实践,其将太阳能发电与水蓄冷技术结合,既应对了中东地区高温高沙尘的环境挑战,也为干旱少水地区的绿色供冷提供了可复制的技术方案,推动可再生能源在制冷领域的深度应用。浙江绿色水蓄冷