电蓄热技术及应用的探讨

郭奕

【摘 要】随着国家对大气污染物排放的限制日益严格，在一些无法采用市政热力网、天然气、热泵等清洁热源供暖，但具备供电条件的区域和场所，可选择电采暖方式供热。要保证电采暖的经济性，充分利用峰谷电价，有效降低供热成本，就必須通过蓄热技术来实现热量的储存和调配。因此，论文对电蓄热技术和应用进行了分析，为电蓄热技术的创新和推广提供参考。

【Abstract】With China's increasingly stringent restrictions on atmospheric pollutant emissions， in some areas where the municipal heating network， natural gas， heat pump and other clean heat sources cannot be used for heating， but where the power supply conditions are met， electric heating can be chosen for heating. In order to ensure the economy of electric heating， make full use of peak and valley electricity prices， and effectively reduce heating costs， it is necessary to achieve thermal storage and distribution through thermal storage technology. Therefore， this paper analyzes the technology and application of electric thermal storage， and provides a reference for the innovation and promotion of electric thermal storage technology.

【关键词】电蓄热;节能技术;能源利用

【Keywords】electric thermal storage; energy-saving technology; energy utilization

【中图分类号】TU96+2                                       【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）08-0172-02

1 电蓄热技术

电蓄热技术是为了解决电能不能大量储存的缺点，将电能转化成热能并利用蓄热材料进行储存，以便在需要时使用的技术。电蓄热技术能充分利用低谷电的价格优势，削峰填谷，节约运行成本，减少污染物排放，既是能源利用的客观需要，也是今后发展的必然趋势[1]。

根据蓄热材料的不同，蓄热技术主要分为水蓄热、固体蓄热、相变蓄热等。

蓄热系统按蓄热方式的不同又分为全量蓄热和分量蓄热两种，全量蓄热就是利用谷电时段的电价优势，把全天所需热量全部蓄存，做到非谷电期不用电。分量蓄热就是在谷电时段蓄存部分热量，以尽量减少峰电、平电的使用。

全量蓄热能很好地利用夜间的低谷电价，能最大限度发挥峰谷电的经济效益，但所需设备容量大，初投资高，资金回收期长。分量蓄热设备容量较小，初投资较为合理，但电费成本较高。在实际工程中，在选择全量或分量蓄热方式时，要考虑当地的阶梯电价因素和项目的实际需要，结合工程造价情况，通过经济分析和综合考虑，达到投资和效益的平衡。

2 电蓄热应用举例

2.1 项目概况

新疆某矿山生活区电采暖项目的最大小时供热负荷为2668.6kW，极端天气下全天最大耗热量为48035kW。考虑设备初期投资和用电容量等综合因素，本项目采用分量蓄热模式。即利用夜间谷电时间段储存峰电时段全部所需的热量，做到完全不使用峰电，平电期供热视气温条件采取蓄热供热或直热方式（见表2）。

2.2 运行方式

锅炉根据峰谷电的时段不同，采取的运行模式如下：谷电期0：30～8：30，锅炉同时运行，供热和蓄热同时进行，在满足谷电期供热量需求的同时，也使蓄热体达到额定蓄热温度;平电期8：30～10：00，锅炉全部停运，依靠蓄热装置供热;峰电期

10：00～13：00，锅炉全部停运，依靠蓄热装置供热;平电期

13：00～19：30，采用蓄热装置供热，较冷天气时视蓄热装置余热量开启电锅炉为蓄热装置补热，满足下次峰电期蓄热要求;峰电期19：30～0：30，锅炉全部停运，依靠蓄热装置供热。

2.3 系统设计

考虑到矿山地处严寒地区，且采用散热器供暖，为保证供热效果，供热热媒温度不宜过低。考虑场地限制和节省土建投资等因素，应提高蓄热装置的单位热容量。故蓄热体采用135℃高温热水，二次网供热热媒采用70/50℃热水，有效可利用换热温差为60℃，蓄热容量按满足最冷天气条件下峰电期供热负荷选型。系统的供热模式可采用边供边蓄或全部利用蓄热装置供热，可根据峰谷电不同时段和系统的负荷情况适时作出调整，电锅炉可在供热的同时进行蓄热。

直热或蓄热供热两种方式采用管路上设置的电动阀门进行切换。蓄热水罐为逐个放热，有利于保证连续供热效果。热控系统通过采集供回水温度、压力、气温周期变化等热工参数，进行变频控制，通过调节换热循环泵、采暖循环泵的流量以调整供热量。

2.4 主要设备

电锅炉容量按满足最大供热负荷选型，选用3台1.8MW电锅炉。蓄热容量按满足最冷天气条件下峰电期供热负荷选型，蓄热系统定压满足防汽化要求。蓄热罐采用温度分层式的蓄热形式，罐体设计成细长状，上部出水，下部安装布水器均匀回水，形成上热下冷的温度梯度，以保证使用效果。通过计算，得出所需蓄热体体积为272m3，蓄热水罐选用4台钢制圆柱形立式承压水罐，安装在室内并采取保温措施以降低热损耗。

2.5 经济分析

项目总投资为975.9万元，年运行费用为217.3万元。通过综合对比发现，在同等供热规模条件下，本方案与电锅炉直热方案相比，投资额高190.6万元，年运行费用节省194.7万元;与全量蓄热方案相比，投资额低232.5万元;年运行费用高22.6万元，综合性价比较高。

阶梯电价是影响项目经济性的决定性因素，必须以此为基础进行多方案比选来确定蓄热规模。否则，会出现投资或运行成本经济性差的情况。

【参考文献】

【1】洪绍斌.电蓄能技术在我国的应用与发展[J].电力需求侧管理，2001，3（6）：13-15.