亚利桑那大学冰储存创新实践：涡轮效率升级 + 能源成本锐减的校园能源管理标杆

当大型机构的热电联产设施遭遇 “非高峰负荷效率瓶颈”，如何兼顾能源利用效率、运行成本与可持续性？美国亚利桑那大学（University of Arizona）给出了答案 —— 通过部署 CALMAC 冰储存系统，该校不仅让燃气涡轮机组长期维持近满负荷的高效运行状态，更实现了每月最高 33.8 万美元的高峰用电成本节省，同时解锁了设施运维灵活性与碳排放削减的多重效益。这一实践已成为高校及能源密集型机构热电联产系统优化的标杆案例。

需求痛点：校园扩建背后的能源效率困局

亚利桑那大学图森校区坐拥超 3.7 万名学生、216 栋建筑，能源系统以热电联产（CHP）为核心，涵盖中央供热与制冷厂（CRB）、医疗中心制冷厂（AHSC）等设施。随着校园扩建，该校遭遇典型行业困局：

日间电力需求可支撑燃气涡轮满负荷运行（据加州能源委员会数据，满负荷涡轮效率最优，部分负荷效率最高可降低 25%）；

夜间电力需求骤降，涡轮低负荷运行不仅效率滑坡，过剩电力与大学医疗中心的持续蒸汽需求还形成能源浪费；

日间制冷高峰的高电价进一步推高运营开支。

创新方案：冰储存 + 热电联产的协同布局

为破解困局，亚利桑那大学联合 Trane（特灵）、CALMAC 等企业，落地以冰储存为核心的能源优化系统：

核心设备配置

制冰动力：Trane CenTraVac 制冷机（单台制冷量 910 吨，能耗仅 0.783 千瓦 / 吨制冷量）；

冷能储存：CALMAC 冰槽（初始部署 156 个，总容量 3000 吨；后续扩建至 195 个，制冰能力达 150 吨 / 小时），落地于 CRB 工厂。

“错峰储放” 运行逻辑

夜间（非高峰）：利用过剩电力驱动制冷机制冰，将电能转化为冷能储存，同时涡轮维持近满负荷运行，同步为医疗中心供应蒸汽；

日间（高峰）：融冰释放冷能，替代 / 补充制冷机运行，直接削减高峰电力需求。

热电联产协同冰储存系统与校园 CHP 系统深度联动：制冰阶段消化过剩电力、保障涡轮高效；融冰阶段降低制冷机负荷，间接稳定涡轮运行状态。

成果落地：效率、成本与灵活性的三重突破

该系统投用后，为亚利桑那大学带来量化收益：

效率升级：涡轮机组避免低负荷运行，长期维持近满负荷高效状态，热电联产系统整体能效显著提升；

成本锐减：高峰用电 “削峰” 效果显著，每月最高节省成本 33.8 万美元；

容量扩容：CRB 工厂制冷容量从 6590 吨提升至 17000 吨，匹配校园扩建后的制冷需求；

运维灵活：设备检修时，冰储存可作为备用冷源保障供冷连续性；单台制冷机故障时，可快速切换至冰储存供冷，冗余性大幅提升。

多方声音：创新技术的行业价值

Trane 高级销售工程师 Ned Morris 评价：“亚利桑那大学的方案是‘变废为宝’—— 将夜间过剩电力转化为冷能储存，既解决了涡轮效率问题，又削减了高峰成本，是热电联产与冰储存协同的典范。”亚利桑那大学设施管理主任 Al Tarcola 指出：“这一实践既降低了运营开支，更契合高校可持续发展使命，为大型机构平衡能源效率、成本与环境责任提供了可复制路径。”

案例启示：冰储存的能源管理潜力

亚利桑那大学的实践证明：冰储存并非单一制冷技术，而是热电联产系统的 “效率放大器”—— 通过错峰能源转换与储存，可同步破解低负荷效率滑坡、高峰成本高企、设施灵活性不足等痛点。对于高校、医院等能源密集型机构，该模式既满足降本诉求，也支撑可持续目标，有望成为未来能源管理的主流创新方向。