低谷电及电蓄热采暖设备新技术简介-烟台卓越新能源
添加日期:[2014-4-12 10:20:04]
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一、   名称:

高效、清洁、节能、环保型电热转换蓄热炉;名称:低谷电蓄热系统。

二、   所属技术领域:

        智能控制电热转换、长久存储热能型热工设备;

三、   新技术与低谷电价政策的有效结合:

我国目前在大部分地区,尤其是经济发达地区,施行了峰谷电费大额差价的政策。就是在早上7点钟至晚上11点钟时段,实行高位电价,大约在0.8元~1.2元/kwh(有的地区甚至更高)。而在晚上11点钟至早上7点钟时段,实行低位电价,大体在0.2元~0.3元/kwh(有的地区甚至更低)。如此大的差价,就是为了鼓励用电单位,尽可能的在用电低峰时段使用电能,这样既可以大幅降低我国大部分地区的电力负荷(有的地区甚至已达到不堪的程度),又能大幅提高我国电力使用的效率。同时,又能间接达到降低热电厂整体废气排放指数。(因为夜间热电厂的锅炉与发电机不能停止,必须照常运行,又因为夜间用电负荷的大幅减低,所以很多的电能被无功损耗掉了,在这同时,废气的排放却依然继续。这就相对提高了废气排放指数)

作为电加热型热工设备,以往的技术概念是使用电能,对某种被可加热材料进行电热转换,而后直接将热能再次转换,比如对某种液体介质、或者某种气体介质、亦或是某种固体介质进行热交换后,直接输入至所需热工系统中。

它的技术特点是电热转换后的热能,必须是在加热与使用热能的同时进行。如果是较大功率的电热设备,会产生很大的电负荷,可能会造成所工作区域的大幅供电系统压降,甚至会产生一系列相关的严重问题。

        由此,一项新技术产生了,即:利用国家低谷电政策,在低谷电价时段,将电能转换成热能后,将热能存储于由某种蓄热物质制作的热存储设备中,待需要使用时,随用随取。

        我国有些地方作了一些有益的尝试,比如在用电低峰时段,将水通过电加热后存储于水罐中,待用电高峰时停止电加热,并可随时使用热水。但是我们知道,在常压下水的加热温度是有限的,约90℃。所以只能在有限的范围区间使用,比如生活用水等。这就不能满足大部分工矿企业的生产性热能指标的需求,这是用水做蓄热介质最大的技术局限。而且为了增加热能的储量,水罐往往需要制作得很大,同时为了节能,又需要对水罐进行高质量的保温处理,这样既占用了较大的空间,又造成了资金的大量投入。因此,这样的尝试是目前的一种无奈之举,而且在技术上是落后的。

        由于我国现在对环保的要求在不断升级,低成本的传统燃煤锅炉已不允许使用。大型的燃煤锅炉,需要增设大型的

    对尾气排放进行除尘、除硫的系统,一般企事业单位、居民小区、房地产开发商等,资金投入大是一个方面,技术上也是很难完成和达标的。而且这些设备的寿命周期很短,经济上也划不来。

        因此,就需要研制更加先进、更加高效的新型蓄热设备,来满足国家对环保、节能、清洁、高效的要求与满足众多用户的需求。

四、需要解决的技术问题

要突破以上所述技术上的瓶颈,必须解决以下难题;

(1)     蓄热介质:

蓄热介质在物化属性上要求必须是耐高温,尽可能高的比热值,尽可能高的热传导率,耐高温氧化,使用寿命长。这样,就能达到高能量的蓄热、尽可能小的设备体积,并能满足使用上诸多苛刻的工艺要求;

(2)     绝热保温材质:

设备中的蓄热介质要达到尽可能的高温加热值,才能达到高效蓄热目标,这对保温材料提出了极高的要求。

因为要达到最低的热损失及最高的热效率,只有很好地解决这一显要的矛盾,才可以达到高效能、低损耗、最经济、高性价比的目标。因此,保温材料在物化属性上,除了也要耐高温及高温氧化、使用寿命长,还要有较高的机械强度、硬度、低脆化性、较高韧性外,其他指数正好要与蓄热介质相反;

(3)     智能控制:

以上目标达到后,就是使用上的精确、节能、可控性强、操作简便、完全自动化,而且要求在取用储存热量上,达到较宽的取值区间;

本公司针对解决以上问题及难点,进行了长期的研发试验。

经过不懈的努力和高科技手段的结合,我们已经不但在理论上,而且在实际产品上成功地解决了大部分的科技难题,并且在工程实践使用中得到了满意的成果。

五、技术方案简介:

        我们试验成功的保温介质是一种进口复合材质,它的热面温度达到800℃时,冷面温升≤35℃,热面温度700℃时,冷面温升≤25℃。

        我们根据保温介质的指数,选用了一种氧化镁固体耐热材质,作为蓄热介质。它的工作温度可以达到1250℃。

        我们选用的电热介质和换热介质是国外进口的,这是国际上目前顶级的一种材质,可靠性极强,且使用寿命比其它同类材质长若干倍。

        设备的智能控制系统我们自己设计研发了一部分,核心微电脑程序控制采用进口,完全达到自动化控制水平。

        设备的突出特点是,很好的利用了国家的峰谷电价差政策,在电价最低的时段对设备加热蓄热,而在电价高端时段停止加热用电,在使用存储的热能时,与其它直热式电能热工设备毫无二致。由于使用的是国家提供的低价电能,就可以大幅降低用户的使用成本与操作成本(无人自动化运行)。

六、对比有益效果:

        现有的电热热能设备,大体情况相差不大。就是利用电热阻丝(管、棒),对受热传热介质进行电加热,或是直接加热介质(比如空调风机盘管所需的热水,洗浴及生活需用的热水,电加热烤箱等等),它们的共同点是在需要使用时,必须即时通电,也就是说无法充分利用低价电时段来降低使用成本。

        而我们的电热蓄热设备,恰恰在这一点上,是现有的电热设备所无法做到的。

        现有的大部分电热设备,所使用的加热、隔热材质,与我们研发的材质,在隔热保温性能上存在很大的差距。尤其是热端面达到700℃以上时,差距就更加悬殊了。

        在热能输出精确控制方面,我们设备的优越性,是现有电热设备无法比拟的。

        按目前国家出台的峰谷电价计算,我们设备的使用及操作费用,只是现有技术生产的设备的25%左右甚至更低。

        在可靠性与使用寿命方面,我们的设备使用寿命至少不低于10年,而现有技术生产的设备目前远远达不到这个指标。这会给用户造成由于设备更换,而增加的很大的一笔费用。

        由于我国大部分地区,现在的土地及场地无论是购买还是租用,费用价格都比以前高出了许多倍。所以以目前技术生产的设备,在相等热功率的设备体积上,都比我们研发的设备大了许多,这无形中又增加了用户的成本。

        以目前技术生产的同类设备,一般热效率只能达到85-90%,我们研发的设备热效率可以达到95%,这又是一个很大的差值。从长期使用上细算的话,这也是一个很惊人的数字。

        目前国内很多的企业,由于不断的增产扩产,原有的供电系统,无论是线路功率,还是变压器,已不能满足扩产后的用电负荷,尤其是瞬时负荷。这就不得不交替使用大功率的用电设备。而电热设备一般都是大负荷设备,这就给企业生产带来了无法解决的矛盾。

        我们的设备恰好是在用电的最低峰时段使用电力,这就很好地解决了以上所述的尖锐矛盾,使企业可以减少对电力供给系统增容扩容,所需投入很大的一块资金,给企业降低了不小的资金压力。同时,又给电力电网供给系统降低了压力。我国目前有不少地区,是靠拉闸限电来缓解电力供应紧张这种无奈而尴尬局面的。

        由于我们的蓄热介质是采用高比热容的固体材质,蓄热温度可高达800℃,因此设备的体积很小,如一台1立方米的固体蓄热池,只需通电8小时,即可存储约702000Kcal的热能。如果用水来存储同样量的热能的话,则最少需要10立方米的设备体积。因为水的蓄热温度只能在90℃左右,而且按风机盘管工作温度60℃的话,90℃热水每立方米的有效可用热量只有30000Kcal,效率太低。我们产品每立方米体积可用热值666000Kcal,比用水蓄热高出22倍。

七、工作原理简介;

    以高温空气为热交换介质为例:

1、    由发热介质将电能转换为热能后,通过热交换将热能存储于固体氧化镁蓄热池中。温度可从常温直至达到800℃以上。

2、    蓄热池外层采用高能绝热体,使高温蓄热池与外环境达到热绝缘。池中温度为800℃时,绝热体表面温度只有几十度。

3、    在负载需要热量供给时,设备可按照预先设定好的程序,按设定的温度和供热量,由自动变频风机提供的循环高温空气,通过气水换热器对负载循环水进行热交换,由负载水泵将热水提供至末端设备中。(比如风机盘管、暖气片或其他换热器中)

4、    输出温度的稳定性采用多种方式控制,如进回水温差、出水恒定温度、输出总热量测定、负载温度波动平均值等。以上测检数值通过中央电脑处理后,将指令传输给各自动控制单元,对设备进行全自动无极化精确运行控制,精度控制在1℃区间内。

5、    通电加热时间及加热温度可根据负载和用户实际需要,任意设定,设备会根据设定值完全无人自动化运行。

6、    工况所需软化水,由设备附加的软化水系统自动补给。

我公司可根据不同用户的需求,生产可输出蒸汽、高温空气和高温水的不同型号的机型。

   八、施工安装简洁方便;

            新设备只需与原负载系统进回水管口连接即可,原系统不需做任何改动。设备体积小,占地面积小,安装施工十分方便。

 

 

 

 

烟台卓越新能源科技有限公司

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