固體蓄熱技術(shù)的發(fā)展與研究

朱瑞

摘要：為全面提高清潔能源的使用推廣，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求，運用電能固體蓄熱技術(shù)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱能技術(shù)，減少對環(huán)境的污染，是深受人們歡迎的一項技術(shù)。本文主要結(jié)合工程實際建設(shè)經(jīng)驗，對固體蓄熱技術(shù)開展原理分析，并對其物理形狀進行研究，提出一些分析意見，為清潔能源行業(yè)的發(fā)展提供合理化建議。

關(guān)鍵詞：固體蓄熱;技術(shù)發(fā)展;儲熱體

引言

隨著人們對環(huán)境保護理念的高度重視，發(fā)展低碳環(huán)保型產(chǎn)業(yè)，持續(xù)推動“煤改電”行業(yè)的全面升級。固體蓄熱采暖技術(shù)的發(fā)展有效解決部分地區(qū)冬季取暖問題，成為多數(shù)人們的首選。本文分析固體蓄熱技術(shù)的發(fā)展原理和應(yīng)用范圍，為行業(yè)的全面發(fā)展提供支持。

1.固體蓄熱技術(shù)的使用原理

固體蓄熱技術(shù)主要是指通過使用固體蓄熱設(shè)備將低峰時段的電能儲存起來轉(zhuǎn)換在固體蓄熱材料中，使用時按照使用功能將熱量釋放出來。主要的工作原理是將電能轉(zhuǎn)換成熱能并以固體蓄熱方式存儲起來，使用時在進行熱交換，運用這種方式主要是利用固體形態(tài)的優(yōu)勢，具有較快的導(dǎo)熱性。該方法的優(yōu)點是能夠節(jié)省較多的空間，存儲的熱量較高且符合環(huán)保要求，設(shè)備運行高效，能夠穩(wěn)定的控制在安全范圍之內(nèi)。但該操作也存在一定的缺陷，主要體現(xiàn)在蓄熱體質(zhì)量較重、溫度放熱不穩(wěn)定的問題。

2.固體蓄熱體的結(jié)構(gòu)分析

2.1蓄熱體形式

按照取熱方式，蓄熱體分為內(nèi)置式與外置式。

2.2 固體電蓄熱的結(jié)構(gòu)組成

蓄熱磚以95#鎂、92#鎂、鎂鐵磚、鎂碳磚、紅磚、高鋁磚和石墨等為主。配電柜包含高低壓配電柜、智能電控柜，部分特殊應(yīng)用現(xiàn)場也會包含高壓電源變壓器柜、高壓開關(guān)柜等。風(fēng)道提供循環(huán)風(fēng)回路，包括進出風(fēng)室、換熱器室、換熱器回風(fēng)室和風(fēng)機風(fēng)筒等。電熱絲以鐵鉻鋁、鎳鉻合金為主。保溫層包含內(nèi)膽、防火層、保溫層、密封層及外殼。風(fēng)機采用高溫離心風(fēng)機，常見的有皮帶傳動式離心風(fēng)機和直聯(lián)離心風(fēng)機兩種。

2.3 固體電蓄熱結(jié)構(gòu)性能的決定因素

蓄熱池的質(zhì)量與蓄熱設(shè)備的總蓄熱量成正比;高溫風(fēng)機的風(fēng)量與蓄熱設(shè)備的最低有效蓄熱溫差成反比，與放熱速度成正比，與循環(huán)風(fēng)阻成反比;換熱器的大小決定了最大放熱能力;加熱絲（或帶、或管）的電阻值決定了蓄熱設(shè)備的最大加熱能力;保溫層的厚度與保溫效率成正比，與熱損失成反比;高溫風(fēng)機、換熱器、加熱絲均為易損件。

3.在工程領(lǐng)域的實際應(yīng)用

固體蓄熱技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在設(shè)備的使用，其中熱源設(shè)備是重要的組成系統(tǒng)，能夠有效替代傳統(tǒng)化石能源，改善傳統(tǒng)燃料的排放污染，其中的傳統(tǒng)配套設(shè)備與傳統(tǒng)熱源具有差別之處，都需要對熱源本體實行有效的處理，為在實際的工程建設(shè)時，方便工程安裝對固體蓄熱設(shè)備進行調(diào)整。主要體現(xiàn)在對常用的結(jié)構(gòu)設(shè)備進行調(diào)整，特別是對固體蓄熱設(shè)備的運行模式進行研發(fā)，其中典型的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 城市新型建筑的冷熱源應(yīng)用

新型建筑都會在設(shè)計之初采用冷熱源循環(huán)系統(tǒng)，主要是利用電能蓄熱設(shè)備加裝水循環(huán)系統(tǒng)組成一套空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這樣就能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的空調(diào)，能夠最大限度節(jié)約成本。利用城市電價調(diào)節(jié)機制，在低峰時充電，這樣就能緩解現(xiàn)代城市空調(diào)運行費用過高問題，保證錯峰用電，為城市的高速發(fā)展提供保證。城市新型冷熱源系統(tǒng)的優(yōu)勢十分明顯，其運行成本費用低、設(shè)備價格較為低廉、對環(huán)境沒有破壞，是新型建筑的首選。該系統(tǒng)能夠作為一種新型的冷熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)，安裝費用較低，能夠節(jié)約用戶成本，滿足用戶的使用安全，在冬季和夏季都能提供服務(wù)。在用電時，主要以低峰時段進行充電，這樣比照能夠降低大部分的電費，為樓宇管理提供更好的支持。這些樓宇在冷熱源系統(tǒng)應(yīng)用主要體現(xiàn)在大型商超、高檔會所等，能夠提供配套的各種服務(wù)，為客人提供舒適的環(huán)境，保證生活熱水的使用。還能為辦公樓提供中央空調(diào)服務(wù)和熱水，滿足生活和辦公需要。

3.2 應(yīng)用于熱風(fēng)烘干系統(tǒng)

固體蓄熱系統(tǒng)在熱風(fēng)烘干領(lǐng)域具用廣泛應(yīng)用，在用電低谷時期進行充電，能將電能轉(zhuǎn)化為熱能，這樣就在使用時進行熱風(fēng)輸送，能夠最大限度節(jié)省電費，保證用電的使用。在大型烘干設(shè)備間，電價高峰時只進行熱風(fēng)的輸送，實現(xiàn)成本的最大化經(jīng)營。

3.3 蓄熱鍋爐循環(huán)系統(tǒng)

在日常的工業(yè)生產(chǎn)中，蓄熱鍋爐的使用較為廣泛，可以利用晚間的用電進行熱量存儲，這樣才能保證鍋爐的溫度達到最大值，這樣可以為鍋爐提供源源不斷的熱能，保證溫度控制在合理的范圍之內(nèi)。特別是在工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用最為廣泛，起到了重要作用。

3.4 利用清潔能源進行蓄電補充

可以使用多種清潔能源進行蓄電補充，特別是利用風(fēng)能和太陽能等能源進行熱能轉(zhuǎn)換，這樣把能量集中儲存在蓄熱體中，能夠為客戶提供能源保證，提高利用的效率。通過使用風(fēng)能等能源的儲存能夠滿足日常的生產(chǎn)生活需要，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，推動各種清潔能源的發(fā)展。

4.結(jié)語

隨著人們對環(huán)境保護的重視，社會各界都對清潔能源的發(fā)展提供更多支持。特別是大氣污染造成人們的身體傷害，使得利用固體蓄熱技術(shù)得到全面的發(fā)展。很多大型城市都使用電能作為主要的熱能來源，出臺更多的鼓勵政策支持各種清潔能源項目的發(fā)展，淘汰多種污染能耗大的項目，使得很多的不合格項目停止生產(chǎn)。應(yīng)該落實國家各項節(jié)能政策，保證經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護相適應(yīng)，提倡以新能源替換傳統(tǒng)能源，其中低谷電蓄熱供熱技術(shù)是主要的能源替代技術(shù)之一。當(dāng)前有必要大力推廣應(yīng)用固體蓄熱技術(shù)，對于能源使用者來說，能源消耗總量不減反增，能源費用成倍減少;對于能源供給者來說，其可以實現(xiàn)電能的“移動填谷”，提高利用率，實現(xiàn)節(jié)約能源。這樣最終有利于能源使用者和能源供給者實現(xiàn)雙贏。

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