这个问题非常好。题主的分析错误之处在于：在这一过程中，凝固和熔化过程的热量交换并不相等。事实上，对于一般的物质，单位质量发生相变所产生的潜热总是和具体过程有关。
有人肯定马上就会提出质疑：我们平时经常能查到各种物质的熔化热/汽化热等等的表格，这不是说明相变潜热应该是固定的吗？实际上这里面涉及到一些微妙的热力学原理，下面我们不妨一起分析一下，相变过程的热效应到底应如何计算。
这个例子可以让你一下子意识到，相变潜热肯定和发生相变的具体过程有关。
考虑一个柱形容器中有一点点水，上面放着一个很轻的、可以自由滑动的活塞，体系外部是标准大气压 p_0 。体系和 100℃ 的恒温热源接触，液态水汽化，变成体积更大的水蒸气，推动活塞上升。
在这一过程中，水做了两件事：
根据能量守恒，这一过程中水的内能变化为 \Delta U=Q+W 。
再考虑另外一种情形：水的初始状态不变，但这次活塞始终被固定在较高的位置。随即水在 100℃ 下汽化为蒸汽并充满活塞内部的空间。注意，我们把活塞固定在和上一情形终末状态相同的高度，使得两种情形的末态温度、体积、压强均完全相同。
这一过程活塞没有动，水只做了一件事：从恒温热源吸热 Q' 。是否有 Q'=Q 呢？显然是不可能的。事实上两种情形下水的始末状态均完全相同，因此两个过程中内能的变化 \Delta U 也是相同的。既然第二个过程中没有对外做功，有 \Delta U=Q' ，比较两式有 Q'=Q-p_0\Delta V<> 。
因此相变潜热的值的确是取决于过程本身的具体设计的！计算相变热的时候，我们通常需要用内能变化和体系所做的功作差来间接计算。
在工程热力学中，上述第一种情形的热量常被称为恒压汽化热，第二种情形则称为恒容汽化热。两者的的确确是不相等的，并且不难用一者算出另一者（应用上文公式即可）。显然现实生活中最常见的是第一种过程，因此恒压汽化热经常被制成表格，就是我们平时常说的汽化热。实际上，具体计算一下，可以发现二者的差别其实比较小。
上述解释可以直接应用到题主的问题中。粗略地讲，瓶子碎裂来自于冰对瓶体做了功，因此可以想象，这一过程中结冰放出的热量要比正常的恒压凝固热小（这样才会有相同的内能变化）。因此如果你把这些冰在常压下熔化回液态水，吸收的热量会大于刚才释放的热量。
至于结冰到底是如何做功的，具体来看的话，不妨把塑料瓶想象成具有弹性的橡皮膜。水开始结冰导致体积增大，橡皮膜被撑大并因此产生向内的压力 p ，此时继续结冰的过程需要克服的外压就是 p_0+p ，因此做的功要比标准大气压下的恒压凝固过程更多。直到体积增大到一定程度，塑料瓶承受不住进而被撑爆（能量来自于之前冰水混合物对它做功所存储的弹性势能），后续继续结冰就是在 p_0 下的正常恒压过程了。