

【编者按】在气候变暖与能源危机双重夹击下,传统空调系统正成为城市电网的"隐形杀手"。美国医院用7.4万升冰砖替代空调的实践,意外掀起了建筑制冷革命。这种将冷冻水制成"冰电池"的黑科技,不仅让医院年省电费近200万元,更巧妙利用夜间廉价电力化解白天空调高峰。当AI数据中心耗电量即将突破全美12%,当加州电网在日落时分被迫启用污染能源,这些看似朴素的冰罐正悄然改变能源格局。或许应对极端高温的答案,就藏在我们最熟悉的物质形态中——以下带您直击这场正在颠覆传统制冷行业的静默变革。
每晚肯塔基州路易斯维尔市的诺顿奥杜邦医院都会冻结约7.4万加仑的水。这家医院过去完全依赖美国大多数建筑使用的传统空调系统,但现在27个冰罐组成的管网维持着手术室的安全温度,让患者倍感舒适。
这种热能存储技术(又称冰电池)正被引入美国各地建筑,既能提供清凉空气又不会排放导致全球变暖的温室气体。这些系统可降低用电量,减轻电网压力。随着美国气温攀升和电力需求增长,冰蓄冷技术为建筑制冷提供了可持续选择。
制造暖通设备的特灵科技公司表示,过去几年对此技术的需求持续增长。其冰电池主要应用于学校、商业及政府建筑。另一家冰电池制造商Nostromo能源公司正瞄准需要高强度制冷的高耗能数据中心。而像Ice Energy这样的公司则生产适用于家庭的较小系统。
虽然各厂商的冰蓄冷技术存在差异,但核心原理相通:在夜间电网电价最低时,将水冷冻成冰,次日冰块融化即为建筑降温。融冰使流经建筑管道的水变冷,吸收室内热量产生冷却效果,最终冷空气通过通风口输送至整个空间。
诺顿奥杜邦医院使用的正是特灵冰电池系统。该企业透露其冰电池常与传统空调配合使用,在用电高峰时段启动冰基制冷以降低能耗成本。加装冰电池后,传统空调组件通常保留或适当缩减规模。
储存的冰块融化无需消耗电能,既缓解电网压力又减少建筑用电,最终实现月度账单大幅缩减。
"能源存储再利用是未来电网的发展方向,"建筑脱碳联盟高级技术主管泰德·蒂芙尼指出。他强调空调保障已成为重要的公共卫生需求,而气候变暖加剧了这一需求,冰电池正是应对极端高温健康风险的可持续方案。
自2018年安装冰电池系统后,诺顿奥杜邦医院首年能源成本直降27.8万美元。院方估算,自2016年采用该系统及其他节能措施以来,累计节省近400万美元。
"这项技术对我们而言堪称惊艳,"负责可持续发展的诺顿医疗高管安东尼·马西斯表示。他持续收到来自其他建筑运营商的咨询,并预见随着认知度提升,更多设施将采纳该技术。
可持续能源专家认为,冰蓄冷技术是商业建筑降低用电需求、储存过剩能源的选项之一。部分商业建筑采用锂电池储存间歇性太阳能或风能。
圣何塞州立大学环境研究教授达斯汀·马尔瓦尼指出,对于医疗场所和养老院,冰电池是更明智的选择,因为锂电池存在火灾隐患。
制造商在数据中心领域也发现商机——为支撑人工智能发展,数据中心数量激增且对能源与制冷需求极高。能源部2023年12月报告显示,全美4%以上电力被数据中心消耗,到2028年该数字可能飙升至12%。
"数据中心如同能源黑洞,其30%-40%能耗用于制冷……这正是我们解决方案的用武之地,"Nostromo能源公司首席执行官约拉姆·阿舍里坦言。
该公司正与大型数据中心运营商洽谈系统安装协议。其冰电池技术已应用于加州比佛利山酒店。
加州目前是该技术最大市场,因其电网白天大量使用太阳能,日落后却需切换至天然气等污染能源。冰电池可在傍晚时段替代电网供电进行制冷。
"众多公用事业公司对这种负荷转移技术表现出浓厚兴趣,"另一家冰蓄冷企业Ice Energy首席运营官乔·拉施表示。他指出由于空调需求激增,夏季通常是公用事业公司运营成本最高的时段。
"这项电网亟需的技术具有重大意义,因为未来电力负荷的增量主要来自制冷需求,"拉施强调。