【暖通学院】电蓄热技术解析

一、     适用行业范围

宾馆、住宅、别墅、办公楼的供暖、空调供热、生活热水、餐馆的洗涤、保温、消毒、健身房、体育馆、游泳池的供暖、空调供热、迅速大量供应生活热水、商场、购物中心及医院的供暖、空调供热、消毒、其他需供热和生活热水的场所。

二、     主要技术内容

（一）  基本原理

电力蓄热就是该方法在夜间使用电加热设备（如电锅炉等）将低谷电转化为热能并储存起来，白天缓慢地释放出来为生产和生活提供热水，以加强低谷电的使用。满足供热需要。电力蓄热的目的是配合电价政策，减低用户运行费用。蓄热系统方案设计该蓄热系统晚上用电低谷期制热,全量蓄热,白天不开主机,以节约运行成本。常见的电力蓄热系统为电热水锅炉蓄热系统。

（二）  技术关键

       蓄热用电锅炉结构的优化设计、如何提高蓄热容器的效率、智能控制软件的开发和运用等问题。蓄热电锅炉利用电加热将锅炉内的水加热至150℃，并以热能形式储存在蓄热容器内供白天峰、平电时段使用，以达到完全避峰或减少峰、平电时段的用电量，起到削峰填谷，大大减少运行费用目的。电锅炉蓄热式采暖系统是以电锅炉为热源，利用供电电费峰谷差值，在供电谷值时段，以水为热媒进行加热，并将其储存在蓄热水箱中，蓄热水泵连续运转，维持蓄热水箱温度在设定值。在供电高峰时段关闭或开启部分电锅炉，由储存在蓄热水箱中的热水经系统循环泵向采暖系统供热。

（三）  主要设备及运行管理

       系统主要设备包括蓄热式电锅炉、蓄热罐、电热元件、控制系统、换热装置及水泵。采用一体化设计，专业化与人性化系统设计相结合，可满足用户特殊要求，操作简单，便于维护管理。控制功能齐全多样，蓄热、直热、放热、生活热水多运动模式选择，运行参数、加热功率可根据需要进行设定，变频控制能量输出，供热稳定，实现经济运行，自动、软手动、硬手动三种工作方式可适应不同阶段及应急状态下运行，中文人机触摸操作界面，操作简单，可实现远程监控和连接楼宇自动化控制系统，多重报警功能，安全可靠。

三、主要技术指标及条件

（一） 技术指标

1.常压设计，蓄热温度最高可达95℃，承压设计蓄热温度可达150℃。

2.系统最高工作压力0.5MPa（表压），系统蓄热效率98%以上。

（二） 条件要求

1.运用于有廉价电或实行峰谷电价的地区；

2.有一定的蓄热用场所；

3.水电资源丰富而常规能源缺乏的地区。

四、投资效益分析（使用方）

（一） 经济效益分析

      电锅炉、蓄热水箱投运台数，可根据当地电阶结构灵活选择，以适应供热需要并达到节约运行费用的目的，自动化程度高，安装简便，维修工作量少，管理费用低，利用低谷廉价电力，降低运行成本。

（二） 环境效益分析

      可将电网高峰时段的空调用电量转移到电网低谷时段使用，不但能平衡电网负荷，达到电网削峰添谷，减缓电厂和输变电设施的目的，还能减少发电带的环境污染。使用时无污染、零排放、无噪音，利用电力清洁能源，减少环境污染，符合环保政策。

五、电锅炉循环式蓄热系统

        该系统一般适合较大功率的电热水锅炉，系统中配置一只与电热水锅炉功率相匹配的蓄热水箱。给水从蓄热水箱注入，并充满整个系统，蓄热水箱与电热水锅炉之间形成循环回路，通过热水泵循环用电热水锅炉发出的热量来加热蓄热水箱的水，直至设定的温度。

六、电锅炉蓄热技术

特点?  热效率高（大于98%），无污染，无废气、废液、废渣产生，无噪声；

?  无明火，消防要求低；

?  安装简便，维修工作量小；

?  自动化程度高，不需专职运行人员；

?  利用低谷廉价电力，降低运行成本；

?  安全保护装置齐全，运行可靠；

?  可逐级加减负荷，调节过程平稳，控制精度高。

七、电锅炉间接加热式蓄热

       供热系统：该系统为双循环加热系统，在蓄热水箱与电热锅炉之间设置一台热交换器，将发热过程和吸热过程分隔成两个独立循环的回路。电热锅炉产生的热量通过热交换器间接传递给蓄热水箱的水，给水系统适合水质硬度较高的地区。

      因为在电热锅炉放热侧形成闭式循环，热煤水除少量泄露需补充外，基本上没有消耗，只须在初始启动前在该循环回路中加满软化水，电热锅炉就可以在较长的时间内安全运行。

八、电蓄热和地源热泵的比对

      分析：由于地下土壤温度较为恒定,地源热泵正常运行时,其在夏季制热和冬季采暖中均有较好表现,可取得较高的能效比。带电蓄热装置的电锅炉能够利用低谷电量把水箱中的水加热,储存起来实现削峰填谷,由于冬季用电量相对不大,蓄热电锅炉主要表现为“填谷”。并且蓄热电锅炉因其较高的出水温度,可以杀死系统中的部分细菌。对于二者的综合节能性目前还存有争议，所以不多于自评。

九、蓄热电锅炉的分类：

      蓄热电锅炉分为高温承压蓄热、真空负压蓄热二类，均采用一体化设计。蓄热电锅炉与直供电锅炉相比具有高效节能、运行费用低等特点。目前国家电力政策鼓励削峰填谷，因此能够充分利用低谷电力的蓄热电锅炉与其他类型锅炉相比较，具有突出的经济效益。

      高温承压蓄热电锅炉的原理是采用锅炉内部炉水为蓄热介质，在低谷电价时段，利用电加热器，对完全封闭的炉水进行循环加热蓄热，在峰、平电价时段，通过换热器换热，为用户提供所需的热水。

高温蓄热电锅炉具有运行费用低、蓄热温度高、供热温度恒定、体积小、蓄热量大、安装简便、使用寿命长等优点。

十、电蓄热技术的优缺点：

电蓄热技术的主要优点是：①可以减少装机容量，减少制热设备初投资；②可以利用峰谷电价差，节省运行费用；③单位时间内用电量减少，从而可使供配电设施相应减小；④避免制热设备经常处于部分负荷状态运行而导致使用效率降低；⑤有利平衡用电负荷的峰谷差，缓解供电矛盾；⑥自动化水平高、运行安全可靠，可以更加灵活地调节和平衡供热方式；⑦不产生污染、噪音，属于所在地区的“0”排放，环保意义大。

电蓄热技术的主要缺点是：①电制热设备运行时间增长，缩短了使用寿命；②系统初投资增加；③工作班次增加，人工费用增加；④蓄热罐体积较大，同时有一定的热量损失；⑤采用开式循环方式时，水泵耗电量增加，水系统容易产生腐蚀。

十一、电蓄热方式的综合评价：

    在北京地区目前适用的供热方式主要有：燃油、燃气、燃煤、电蓄热等。不同供热方式的运行费用由小到大的顺序是：燃煤、燃气、燃油、电蓄热。因此单纯从运行经济的角度来看：电蓄热方式并不是最优方案。但是在下列条件的地区，使用电蓄热方式有一定的优势：

1 天然气管网或城市供热管网在近期达不到的地方而环保又不允许烧煤的地方。

2 水电丰富的地区而常规能源又很缺乏的地区。

3 大中城市、旅游城市、为环境效益，防止烟煤型污染禁用燃煤而热电联产又达不到的地区可用。

4大中城市的郊区公寓、别墅、宾馆等要求生活质量高的地区与场所，无法实现热电联产而小型燃机热电冷联产暂时不易实现的地区。

5 实行峰谷电价而峰谷电价差距较大的地区。

十二、蓄热采暖系统运行经济性比较：

设计日负荷分布表：

根据系统的运行模式(如设计日负荷分布表和负荷图所示)对一天的能耗和经济性分析可以得知：

上面的经济比较可以得知：采用电蓄热方式的运行费用较直接电采暖方式可以大为降低，并且采用电蓄热方式而增加的初投资可以在两～五年内得到回收。因此采用电蓄热方式具有良好的经济效益。

十三、蓄热电锅炉效益

       主要体现在社会效益，管理效益，经济效益几个方面。下面主要介绍社会效益和管理效益。

       社会效益方面，改善大气质量, 改善大气质量,无CO2、SO2排放 达到三无（无废水、无废气、无废渣） 为电网平衡起到了削峰填谷的作用 提高了夜间低谷电的利用率 无需外网的敷设减少了城市道路的损毁 促进社会和谐，提高人民的生活质量。

       管理效益方面，节约了供暖燃料与废渣的占地 解决了房地产项目无热源的难题 产权归项目单位所有，消除了与供暖单位的 产权归项目单位所有， 扯皮现象 减少了采购燃料所需资金的困难，节省了资源、减少了采购燃料所需资金的困难，减轻了人员管理和所需工资的压力。

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