關于蓄熱式電供暖機組設備熱性能的探討

楊計廷 王德華

摘 要：隨著清潔化能源在采暖領域的大力推廣和應用，以電能為熱源的蓄熱式電采暖機組設備（以下簡稱機組設備）得到的極大的重視和發展，但此類設備的熱性能指標組成及評價方法尚沒有統一的要求，本文從機組設備的設計、制造、使用、功能及檢測等方面考慮，提出了初始蓄熱熱效率、初始蓄熱時間、蓄熱時間（運行），熱效率（運行）等評價指標；并結合產品特點從檢測的可行性、實用性方面進行了探討。

關鍵詞：蓄熱時間 蓄熱效率 熱效率 檢測

中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（a）-0118-02

隨著我國各級政府對環保工作的高度重視，“電代煤”、“氣代煤”等科學化政策在采暖領域的大力實施，蓄熱式電采暖機組設備也成為越來越重要的采暖設備之一。蓄熱式電采暖機組設備，一般是指利用電能供應的峰谷特點，在滿足正常供暖需求的前提下，在谷電時段對蓄熱介質進行熱能蓄存，在電峰時段再合理供出熱能，從而達到既起到對電能削峰平谷作用又降低供暖總體成本地目的。

目前該類設備的蓄熱介質多為耐高溫的固體材料，也有部分制造商采用水為蓄熱介質。設備的供熱結構一般有兩種：一是蓄熱、供熱分開設置，交替運行；二是蓄熱和供熱合并運行。但是不論制造商、用戶及有關部門對該類產品在熱性能的定義、檢測等方面也存在許多不同的聲音和一定的誤區，急需加以探討、引導和規范，及早形成基本統一、科學規范、合理的評價指標和試驗檢測方法。

1 該類產品的熱性能指標

（1）初始蓄熱時間：指機組設備按制造商規定要求安裝完成后，從常溫開始蓄熱到達到制造商規定的停止蓄熱條件為止的工作時間。該項指標主要是對機組設備電加功率設計供應熱能與蓄熱介質蓄熱設計能力的匹配度進行驗證，同時可以驗證蓄熱系統的運行控制系統的合理性，既蓄熱終止、溫度調控等功能設計、設置是否合理可行。也可以在一定程度上對安裝質量、蓄熱、保溫等方面進行考量。

（2）初始蓄熱效率：指從初始蓄熱到滿足設計停止蓄熱條件時，蓄熱介質蓄存的所有熱能與該時間段所消耗的電能量的百分比。該項指標可以包括熱能轉化、輸送方式，保溫措施，安裝質量，蓄熱介質蓄熱熱值及電能轉化為熱能的方式是否科學高效等方面，該指標是否達到設計或宣稱要求是對機組設備的蓄熱制造質量水平的較全面的反映；該指標的準確測定還有助于制造商分析產品質量，改進產品結構，提高產品制造水平。

（3）蓄熱時間（運行）：指在機組正常運轉并在滿足制造商規定的供熱條件下，在一個供熱周期內（一般不應小于24h）從蓄熱介質開始蓄熱到滿足停止蓄熱條件所用時間。該項指標主要是反映在機組設備正常供熱期間能否滿足產品基本功能的能力，也就是說能否在滿足規定供熱能力的同時在電谷時間段完成蓄熱的能力；蓄熱時間的長短既反映產品的蓄熱能力也反映產品的彈性適應能力，應該是“蓄熱”能力的重要衡量指標之一。

（4）熱效率（系統）：指在制造商規定的一個供熱周期內（一般不應小于24h），機組設備所供出熱能與蓄存熱能之和與同周期內所消耗電能的百分比。該指標全面反映了機組設備的電能利用效率，同時反映了機組設備的整體制造水平。因為該類產品的主要功能就是電能的高效利用和合理利用。該指標是該類設備直供熱能效率、蓄熱效率、蓄能供熱效率的綜合反應。

2 在機組設備安裝、檢驗檢測設備選擇安裝及試驗過程中應注意的事項

該類產品的檢驗檢測主要涉及試驗場地、機組設備安裝及時運轉、檢驗檢測設備選擇安裝及精度選擇、監測結果評價等方面。

（1）試驗場地：該類設備的結構特點一般情況具有體積大，質量重，電功率高，安裝、運輸成本較高等特點，因此建議采用一般情況下采用在制造或生產地進行檢驗檢測，在與有關方充分溝通后也可以在使用方安裝完成后進行（應在結果中加以說明），檢測場地應盡量避免機組設備各部分相對空間中空氣明顯流動或長期明顯流動（一般指風速不大于0.5m/s），供電電壓無過大波動。

（2）機組設備安裝及試運轉：應盡量按設計要求或實際使用情況安裝，也可以在相關方充分溝通后采用模擬方式安裝（應在檢測結果中注明），但各連接、輸送部位及蓄熱裝置應按設計要求進行保溫處理，不得外加、附加其他防止熱能損失的特殊措施。允許機組設備在檢驗檢測前進行試運行調試，在試驗過程中當檢驗檢測數值有較大偏離時允許進行不多于兩次的相關安裝、控制系統完善、調整。

（3）檢驗檢測設備選擇、安裝及精度。

①選擇、安裝。

溫度檢測設備：在蓄熱介質中一般情況下測溫探頭應均布布置，同時不應少于一定數量（要根據蓄熱體的特點和體積大小確定，同一蓄熱單元一般應不少于3點）；要能反映蓄熱介質的整體溫度水平，以利于蓄熱量計算；在管道或類似部位安裝時，一般應采用埋入直接測量方式（經各方協商采用其他方式時，應在檢測結果中加以說明）；測量循環水溫度的測溫點放置應盡量靠近熱媒輸出裝置或輸入裝置處（應在檢驗結果中注明部位及距離）。

流量累計/計量設備：應根據設備特點和使用要求進行安裝并按規定使用，應優先采用計量特性先進的計量器具，一般情況下采用單向計量即可，如有爭議可采用雙向計量或兩種以上計量方式。

時間檢測設備可采用計時器或等同功能的其他計時裝置，有爭議時可采用雙計時法進行現場比對進行。

②儀器精度：電能計量儀器精度不應低于1級，測量溫度不高于100℃時溫度計量儀器不應低于2級，測量高于100℃媒介體時，測溫設備溫度分辨率不低于0.1℃。

（4）檢驗檢測應注意事項：

①應關注和監控環境條件，特別是風速的變化情況，對于較短時間的風速變化較大情況應予以記錄并應評估其對檢驗結果的影響。

②應對機組設備的主要結構、蓄熱方式、熱媒傳輸結構、供熱能力等進行必要的描述并記錄（必要時可附簡圖說明）。

③應對檢驗檢測過程中出現的安裝、測量方法等爭議處理情況予以記錄。

④應對設備的安裝方式作出明確說明。

3 檢驗檢測結果評價

由于該類產品檢測用時較長，過程中影響因素較多，建議應進行不少于兩次的測量來確定測量結果。兩次測量結果之差不大于其平均值的5%，檢驗結果判為有效；否則，應再次進行試驗。

綜上所述，從機組設備的設計、制造、使用、功能及檢測等方面考慮，熱性能應包含初始蓄熱熱效率、初始蓄熱時間、蓄熱時間（運行），熱效率（運行）等評價指標；同時從檢驗檢測的可行性、實用性出發，對檢驗結果有影響主要方面如場地、安裝、檢測設備選擇、安裝等方面應妥善考慮，提高檢測結果的準確性和一致性。

參考文獻

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