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電蓄熱技術：如何利用低谷電打造一套清潔高效節(jié)能的供暖方案？

2024-06-18 886次瀏覽

STEP 1當前采暖形勢
我國北方地區(qū)取暖能源以燃煤為主，燃煤取暖面積約占總取暖面積的83%，年耗約4億噸標準煤，占一次能源消耗的 9.17%，其中約二分之一為污染嚴重的散燒煤。
而電能、天然氣、工業(yè)余熱等清潔能源占比較低。取暖用能結構不合理導致我國北方地區(qū)冬季大氣污染物排放嚴重，并且增加了區(qū)域性霧霾爆發(fā)的趨勢，嚴重制約經(jīng)濟發(fā)展，因此迫切需要推進清潔供暖技術。
清潔供暖技術是指利用清潔化燃煤、天然氣、電能、工業(yè)余熱等潔凈能源，通過高效用能、實現(xiàn)低能耗、低碳排放的取暖技術。
清潔供暖關系著廣大群眾能夠溫暖過冬，關系著霧霾天氣能否得到有效改善，是一項重要的政治任務、民生任務、緊要任務，因此需要大幅提升清潔供暖技術的發(fā)展，改善人民群眾的居住環(huán)境和生活質量。
電供暖作為一種清潔無污染的供暖方式被大力推廣使用，尤其利用低谷電能進行蓄熱的供暖方式。因其利用廉價的谷電時段，啟動電鍋爐將其產(chǎn)生的熱量存儲在蓄熱裝置中；在非谷電時段，利用蓄熱裝置將熱量供給用戶，從而減少高峰時段少用電甚至不用電；因此采用低谷電能蓄熱的清潔。


STEP 2電蓄熱技術優(yōu)勢
優(yōu)勢
供暖技術不僅可以有效平衡電網(wǎng)負荷，還可以解決風光、光電等可再生能源電力的波動性，促進可再生能源消納，同時利用低谷電價政策，使用戶節(jié)省供暖運行費用，所以低谷電能蓄熱的清潔供暖技術逐漸成為研究和應用熱點。
電蓄熱技術
蓄熱方式通常由顯熱蓄熱、潛熱蓄熱以及化學蓄熱三種方式。其中顯熱蓄熱是指利用材料自身的熱容來實現(xiàn)熱量的存儲與釋放。顯熱蓄熱的材料來源廣泛、價格低廉、對環(huán)境友好，因此是研究最早，利用最廣泛，是目前成熟的蓄熱技術。其中最典型的是研究水蓄熱清潔供暖技術。
利用電鍋爐高溫水蓄熱供暖系統(tǒng)為北方某城市建筑質量監(jiān)督總站供暖。結果表明：相較于燃氣鍋爐，電鍋爐高溫水蓄熱供暖系統(tǒng)運行費用可節(jié)省 52%。針對供暖面積 10000m2，比較了利用燃氣、地源熱泵、市政及水蓄熱四種供暖方式的經(jīng)濟效益。結果發(fā)現(xiàn)：水蓄熱的綜合經(jīng)濟效益較好。


在三種蓄熱技術中，熱化學蓄熱正處于實驗階段，潛熱蓄熱技術是目前研究和應用的熱點，相比較而言，水蓄熱供暖技術具有經(jīng)濟效益、技術成熟等優(yōu)勢，雖然存在蓄熱密度較小等缺點，但是水蓄熱技術仍是清潔供暖的主流技術之一。
本文以水蓄熱箱為蓄熱裝置，利用谷電時段，采用電鍋爐一方面給房間供暖，另一方面對水蓄熱箱蓄熱；非谷電時段，電鍋爐停止運行，水蓄熱箱開啟，給房間供熱，滿足房間的供暖需求。
本研究從熱負荷計算，到設備選型，到最后成功搭建基于低谷電力采用電鍋爐水蓄熱的清潔供暖系統(tǒng)。并分析了室內房間運行溫度，散熱器運行狀態(tài)以及耗電量和水蓄熱箱的蓄熱時長，本課題的研究為水蓄熱電鍋爐清潔供暖技術提供數(shù)據(jù)參考和理論指導。
本研究對進一步實現(xiàn)我國建筑清潔供暖和能源的高效利用具有十分重要的戰(zhàn)略意義。