蓄熱技術(shù)現(xiàn)狀

對(duì)于電鍋爐蓄熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是從技術(shù)可行、投資、經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面考慮。由于蓄熱技術(shù)產(chǎn)生的歷史較短，至今為止國(guó)家尚未有規(guī)范性的文件出臺(tái)。蓄熱技術(shù)發(fā)展良莠不齊，造成國(guó)內(nèi)部分蓄熱系統(tǒng)運(yùn)行情況欠佳，但也不乏有很多成功的。青島西泰能源科技有限公司于2006年引進(jìn)了英國(guó)和韓國(guó)的蓄熱技術(shù)，研究并開(kāi)發(fā)了MgO固體蓄熱技術(shù)，獲得了世界能源器具發(fā)明家協(xié)會(huì)金獎(jiǎng)，并獲得了國(guó)際專利，通過(guò)了瑞典Vattenfal認(rèn)證和韓國(guó)電力研究所KERL品質(zhì)認(rèn)證等多項(xiàng)認(rèn)證。

 1．MgO壓縮磚是非導(dǎo)體，在國(guó)內(nèi)目家使用本材料；其壽命25年左右；

2．其蓄熱溫度高達(dá)800℃，世界上小的同等蓄熱量蓄熱電鍋爐，占地面積僅為水蓄暖的十分之一，傳統(tǒng)鍋爐的四分之一；

3．采用核工業(yè)的耐高溫，耐火隔熱保溫材料；

4．全自動(dòng)智能檢測(cè)節(jié)能電子控制系統(tǒng)；無(wú)須人員管理；

5．熱達(dá)95－98％；

6．安裝簡(jiǎn)單，安全可靠；

7．無(wú)需安裝備用鍋爐；

3蓄熱載體的選擇

目前蓄熱技術(shù)根據(jù)熱載體不同主要分為水蓄熱和固體材料蓄熱兩種，但就目前技術(shù)分析，固體材料蓄熱載體是為理想和可行的。

所謂水蓄熱就是將水加熱到一定的溫度，使熱能以顯熱的形式蓄存在水中，當(dāng)需要使用時(shí)，再將其釋放出來(lái)提供采暖或直接作為熱水供人們使用。一般來(lái)說(shuō)，水的蓄熱溫度為40～130℃范圍內(nèi)。根據(jù)使用場(chǎng)合不同，對(duì)于生活用水，蓄熱溫度為40～70℃，可以直接提供使用；對(duì)于飲用開(kāi)水，可以蓄至100℃；對(duì)于末端為風(fēng)機(jī)盤(pán)管的空調(diào)系統(tǒng)，一般蓄熱溫度為90～98℃；對(duì)于末端為暖氣片的采暖系統(tǒng)，蓄熱溫度為90～130℃或更高。但缺點(diǎn)就是占用建筑面積太大；保溫效果差熱效率低；控制系統(tǒng)繁瑣，鍋爐管理系統(tǒng)要求嚴(yán)格。

固體材料蓄熱裝置就是把熱量?jī)?chǔ)存在MgO磚內(nèi)，蓄熱溫度達(dá)到800℃。當(dāng)需用使用時(shí)，再將其釋放出來(lái)提供采暖和洗浴及生活用水使用。使用溫度隨意設(shè)定。

4 蓄熱裝置

對(duì)于蓄熱電鍋爐系統(tǒng)，考慮蓄熱裝置內(nèi)高溫蓄熱問(wèn)題和高溫材料使用問(wèn)題。蓄熱裝置的溫度設(shè)計(jì)和耐高溫材料的選用是關(guān)鍵。通過(guò)國(guó)外的技術(shù)和材料解決了高溫蓄熱材料的問(wèn)題，而且解決了高溫加熱元器件易損壞問(wèn)題。這些設(shè)計(jì)方法在國(guó)內(nèi)一些相關(guān)的文章中都有所介紹，就其高溫材料的使用做出過(guò)分析。

高溫材料從蓄熱磚到隔熱材料；高溫溫度的自測(cè)控制系統(tǒng)；耐高溫管路和水泵；汽化的熱媒體混合罐技術(shù)及高溫加熱元器件等

2．5 高溫蓄熱系統(tǒng)。

眾所周知，在大氣壓力下，水的飽和溫度是100℃。如果增加壓力的話，便可得到其飽和溫度相應(yīng)于所加壓力、溫度超過(guò)100℃的高溫水。對(duì)電鍋爐蓄熱水系統(tǒng)而言，如果蓄熱溫度超過(guò)100℃便可稱之為高溫蓄熱系統(tǒng)。高溫蓄熱系統(tǒng)是一個(gè)閉式系統(tǒng)。但是固體蓄熱蓄的是溫度而不是水，所以不存在高壓的問(wèn)題，是常壓狀態(tài)。鍋爐出水溫度控制在95℃以下，所以使用與采暖和洗浴。

通過(guò)對(duì)以上分析可以看出：

a）高溫蓄熱系統(tǒng)為常壓系統(tǒng)，蓄熱裝置無(wú)需要采用有壓罐。系統(tǒng)內(nèi)無(wú)需增設(shè)定壓、泄壓、安全保護(hù)等裝置。

b）雖然是高溫度，但相應(yīng)的管道及設(shè)備保溫?zé)o需加厚，無(wú)需提高附屬設(shè)施的承壓承溫要求。因?yàn)楦邷貐^(qū)全部在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行了解決；

c）系統(tǒng)在蓄熱過(guò)程的溫升和釋熱過(guò)程的溫降值很大（一般達(dá)700℃），一般系統(tǒng)就意味在蓄熱和釋熱時(shí)要相應(yīng)的膨脹泄水和降壓補(bǔ)水過(guò)程，這些過(guò)程在西泰固體蓄熱電鍋爐的系統(tǒng)里面采用進(jìn)口混合管進(jìn)行了合理的處理，不存在上訴的問(wèn)題。

蓄熱設(shè)備的投資可能因?yàn)樾顭崮茉吹牡土畠r(jià)格而抵消，不是受機(jī)房面積限制，對(duì)于一些末端設(shè)備，如生活用水、風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)、洗浴、地暖、暖氣片等一般推薦采用常溫蓄熱。

6 自控系統(tǒng)

自控裝置與系統(tǒng)是組成蓄熱系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，自控設(shè)備均工作在條件相對(duì)惡劣的環(huán)境中，電動(dòng)閥、傳感元件均需在相對(duì)高溫下工作，故自控裝置采用進(jìn)口設(shè)備較為可靠。

自控設(shè)備與器件包括：傳感檢測(cè)元件、電動(dòng)閥、系統(tǒng)控制柜。整個(gè)系統(tǒng)的工業(yè)級(jí)可編程序控制器為核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。下位機(jī)和觸摸屏在現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行系統(tǒng)控制、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。

2．6．1 控制功能

蓄熱控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)電鍋爐、蓄熱裝置、板式熱交換器、水泵、管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整蓄熱與放熱的運(yùn)行工況，在經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。

根據(jù)季節(jié)和機(jī)器運(yùn)行情況，自控系統(tǒng)具備以下工況轉(zhuǎn)換功能：

a）電鍋爐蓄熱同時(shí)供熱模式；

b）電鍋爐單供熱模式；

c） 蓄熱裝置單供熱模式；

d）電鍋爐與蓄熱裝置聯(lián)合供熱模式。

控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)采集等，讓用戶得到更好的服務(wù)。內(nèi)容可擴(kuò)展、參數(shù)可修改，通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)與樓宇系統(tǒng)的控制一體化，節(jié)約投資、方便管理。

 北方地區(qū)蓄熱分析

3．1 高寒地區(qū)采暖負(fù)荷特點(diǎn)

高寒地區(qū)年平均氣溫在-4～+4℃，取暖天數(shù)為120天左右。

采暖熱負(fù)荷與室內(nèi)外計(jì)算溫差有關(guān)，對(duì)于辦公類性質(zhì)的建筑，雖然夜間室內(nèi)值班溫度（0～5℃）相對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度（18～20℃）較低，但由于高寒地區(qū)室外采暖計(jì)算溫度很低（一般在-20℃以下），造成該地區(qū)辦公建筑夜間負(fù)荷也較大（一般大于40%設(shè)計(jì)負(fù)荷）。而住宅夜間按12℃溫度取暖，負(fù)荷也在80%設(shè)計(jì)負(fù)荷左右。這樣的逐時(shí)負(fù)荷特性采用蓄熱式電鍋爐非常理想，因?yàn)橛休^優(yōu)惠的電價(jià)政策和蓄熱電鍋爐的自控系統(tǒng)。

鍋爐運(yùn)行方式

采暖運(yùn)行方式：晚上低谷時(shí)段（23:00-07:00）蓄熱電鍋爐蓄熱，所蓄的熱量供給整個(gè)建筑物的白天采暖及生活熱水使用，晚上鍋爐在蓄熱的同時(shí)進(jìn)行直供，建筑物夜間的低溫供暖。

固體蓄熱電鍋爐運(yùn)行方式為全自動(dòng)運(yùn)行，夜間23：00低谷時(shí)段自行啟動(dòng)加熱，至早7：00鍋爐停止加熱，并鍋爐可根據(jù)室外溫度情況，自行調(diào)節(jié)出口水溫，節(jié)省能源，使運(yùn)行費(fèi)用低，當(dāng)室外溫度較高時(shí)，如果鍋爐蓄的熱量在白天沒(méi)有全部釋放，剩余熱量可留第二天使用。

6.2用戶也可根據(jù)自己的需要，在不同的時(shí)段，設(shè)定不同的出口水溫，鍋爐可按用戶的設(shè)置自動(dòng)運(yùn)行，較大的節(jié)省能源，降低運(yùn)行費(fèi)用。