政策驱动是水蓄冷行业增长的核心动力。峰谷电价政策在全国范围内持续深化,峰谷电价差已扩大至每千瓦时0.6至1.2元,使得工商业用户采用水蓄冷系统的投资回收期缩短至3至5年。在双碳目标扶持方面,国家层面对节能技术持续出台扶持政策,地方政府也纷纷出台储冷技术应用补贴细则。在国际政策趋势上,截至2026年第一季度,已有14个国家和地区将水蓄冷系统纳入建筑能效强制性标准,或给予最高35%的投资补贴。国际电工委员会新发布的蓄冷系统性能测试标准对制冷机组与储罐的匹配效率提出了量化要求。从中国市场规模预测来看,中国蓄冷空调行业市场规模年均复合增长率达14.2%,中国新增水蓄冷项目占全球总量的41%。在标准建设方面,中国工程建设标准化协会与中国电子节能技术协会已联合立项《蓄冷水池与消防水池合用工程技术规程》团体标准,推动建筑节能与储能技术创新。
水蓄冷技术对实现双碳目标具有多重战略价值。在电网削峰填谷方面,水蓄冷技术利用低谷电力制取冷水并储存,用电高峰时释放冷量供冷,将高峰空调用电量转移至低谷时段,有效平衡电网负荷。这相当于为电网提供了一个柔性调节器,减少了高峰时段对火电的依赖。在降低碳排放方面,以实际项目为例,华电华源公司在深圳承建的某水蓄冷项目中,根据运行测算,系统每年可减少1639吨标准煤的使用和4083.2吨二氧化碳的排放。在提升可再生能源消纳方面,水蓄冷系统可与风电、光伏等可再生能源发电协同,在绿电富余时段蓄冷,实现绿电消纳与冷量储备的双重效益。在电储能加水蓄冷融合项目中,水蓄冷承担调峰功能,与电储能的调频功能形成互补。在用户侧长时储能支撑方面,储冷储热是用户侧未来长时储能的中坚力量,将在零碳能源高比例消纳、用能柔性调节方面发挥重要作用。
水蓄冷属于储热(蓄冷)类长时储能技术,与抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池、氢储能等并列。其核心定位体现在三个方面。第一,水蓄冷是用户侧长时储能的中坚力量,储冷储热技术可实现从小时级到季度级的储能时长覆盖,灵活性极强。第二,水蓄冷技术正朝着跨季节存储方向发展,探索冬取热、夏蓄冷的四季响应模式,是跨季节储能的重点方向之一。第三,在实际工程中,电储能负责调频,水蓄冷负责调峰,两者深度融合形成削峰填谷、应急保障与绿电交易相结合的综合能源解决方案。
1.根据蓄冷水槽的结构形式,水蓄冷储罐主要分为五类。
第一类是自然分层式,也称温度分层式,利用水在不同温度下密度不同的物理特性,依靠密度差使温水和冷水保持分隔,避免混合造成冷量损失。这是目前最成熟、最有效的蓄冷方式,蓄冷效率可达85%至95%。
第二类是多罐式,将冷水和热水分别储存在不同罐中,保证送至负荷侧的冷水温度维持不变。
在储罐形状上,最适合自然分层的蓄水罐形状为直立的平底圆柱体,其面积容量比最小,热损失小,单位冷量的基建投资最低。
储罐材料主要有焊接钢罐、装配式预应力水泥罐和现场浇筑水泥罐三种。
此外,水蓄冷系统还可直接利用消防水池进行改造,大幅降低投资成本,这一模式已有相应的工程技术规程在编制中。
显热蓄冷是利用水的显热容量储存冷量,水蓄冷属于此类;潜热蓄冷是利用相变材料的相变潜热储存冷量,冰蓄冷、共晶盐蓄冷属于此类。
按蓄冷介质分类,可分为水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷三类
水蓄冷以水为介质,利用3至7摄氏度低温水储存冷量;冰蓄冷以冰为介质,储冷密度高;共晶盐蓄冷以共晶盐相变材料为介质。
自然分层法,利用水温差异形成密度分层,蓄冷效率可达85%至95%,是目前应用最广泛的技术
布水器设计,散流器的优化设计是保证斜温层稳定性的关键
多蓄水罐方法,通过多个蓄水罐的组合连接实现系统优化。
水蓄冷技术可与多种高效制冷方式深度耦合,形成综合节能解决方案。
在冰蓄冷加水蓄冷混合系统方面,将冰蓄冷的高储能密度优势与水蓄冷的宽温区、高释冷速率优势有机结合,既能大幅缩减储能体积,又能灵活应对不同负荷需求。
在水蓄冷加高效机房方面,通过改造制冷站并引入水蓄冷系统,结合智慧自动控制系统,提高冷安全保障能力和系统运营效率。华电华源等企业已形成高效机房加冰蓄冷加水蓄能加电极锅炉的深度耦合方案。
在水蓄冷加地源热泵方面,夏季将建筑物内排出的空调热量转移到地下储存,冬季从地下取热供建筑取暖,仅需消耗极少的输送能耗。
在电储能加水蓄冷方面,电储能负责调频,水蓄冷负责调峰,形成削峰填谷、应急保障与绿电交易相结合的综合能源解决方案。
在水蓄冷加低温送风系统方面,将冷冻水温度降低至1至4摄氏度左右,与低温送风系统相结合,实现大温差传热,降低空调系统成本并提高舒适度。
华电华源公司在水蓄冷核心技术和市场竞争中的主要优势可归纳为以下六大方面。
公司于1994年在电力工业部杭州机械设计研究院(华电电科院前身)制冷蓄能研究所基础上创立,是国内热储能行业的先行者和领导者。2018年中国能建集团成为控股股东,赋予公司央企资源背书与更广阔的发展空间。
华电华源水蓄冷产品拥有五大核心技术亮点:多种高效专利布水器构型,可根据不同项目定制方案;持有最高等级压力容器制造资质,保障设备安全质量;灵活结构设计,适配各类复杂场地;长效保温防潮工艺,有效减少运行损耗;多年蓄能装置自控集成经验,支撑系统长期高效稳定运行。
公司拥有机电工程施工总承包壹级、建筑机电安装工程专业承包壹级、电子与智能化工程专业承包壹级等专业资质;拥有专利授权近百项(含多项发明专利)、软件著作权十多项;主编或参编了10余项节能领域国家及行业标准,在行业规则制定层面拥有话语权。
公司围绕核心装备加综合解决方案的发展定位,具备从设计咨询、研发、生产、系统集成、运维到投建营一体化的全过程综合服务能力。
公司拥有三十载行业深耕经验和2000余项落地标杆项目,覆盖区域能源站,如上海浦东前滩、上海虹桥商务核心区等国内标杆项目;交通枢纽,如合肥新桥国际机场、厦门翔安国际机场等大型空港;工业制造,如中国第一汽车集团、深南电路等大型产业园区;海外市场,如马来西亚GDC区域供冷系统。
华电华源水蓄冷产品涵盖六大应用场景:工业和民用建筑空调采暖供冷、工业工艺冷却和中低温热水、工业建筑余热回收、火电灵活性调峰、应急冷源、虚拟电厂与富余绿电消纳。依托N+1+1智慧综合能源解决方案,公司能够将高效机房与冰蓄冷、水蓄能、电极锅炉等产品深度耦合,实现电费削减、能效提升与碳排减少的三重收益。