儲熱清潔供暖設備成本低、運行成本低的技術原理

天帥智能科技 發佈 2022-06-30T03:28:04.810110+00:00

儲能蓄熱技術可解決能量供求在時間和空間上不匹配的矛盾,是提高能源利用率的有效手段。

儲能蓄熱技術可解決能量供求在時間和空間上不匹配的矛盾,是提高能源利用率的有效手段。相變儲能蓄熱技術能有效利用相變材料相變時吸收或者釋放大量潛熱並保持溫度恆定的特性,相變潛熱所蘊藏的能量比固體或者液體的顯熱大得多,所以可廣泛用於電力調峰、蓄熱供暖、工業熱能回收利用,以及新能源儲能蓄熱等領域。

目前建築能耗已經占到整個社會能源消耗的40%,而製冷和供暖能耗又占到建築能耗的50%以上,因此如果能對建築的供暖進行儲能蓄熱調峰,可以利用有效利用電網能源,避免了之前的能源浪費。同時在商業和工業建築中,峰谷電價價差明顯,國家鼓勵峰谷電價政策推廣應用,大力發展相變儲能蓄熱供暖,充分利用夜間低價谷電進行儲能蓄熱解決工廠樓房的熱水供應與供暖,那麼也將對建築的物業產生巨大的經濟價值,並且能夠平衡逐漸增多的可再生能源入網電量負荷,對整個電網的穩定將會有重大的意義,形成電網與用戶雙贏的局面。

應粉絲讀者要求本文將對相變儲能蓄熱供暖技術進行分析,對相變蓄熱產品進行具體的性能測試,同時對採用夜間低價谷電儲能蓄熱供暖的典型應用案例進行分析。

相變蓄熱技術分析

全球對相變材料的研究已經有幾十年的歷史,目前相變材料基本分為2類,一類是有機相變材料,另一類是無機相變材料有機材料最大的優勢是穩定性好,但是儲能密度低,導熱性差,成本高;無機材料優勢是儲能密度大,導熱性好,成本低,但是循環穩定性差。

天帥智能科技股份公司在無機相變材料的穩定性上取得了重大突破,材料循環5000次以上,各項指標都保持穩定,因此可以很好地實現產品化。

1、相變儲能熱庫

若將相變材料應用到儲能蓄熱領域,直接使用材料在工程項目中很難實現,往往需要某種特定容器裝入相變材料,同時需要一套換熱系統用於相變材料與傳熱介質之間的換熱。另外在容器周圍需要足夠的保溫層。相變儲能蓄熱設備稱為熱庫。無機相變納米複合材料,其相變溫度在78°C左右,其額定蓄熱量為650MJ。

熱庫外形為一立方體結構,外輪廓尺寸為942mm×942mm×1835mm,自重2.1t。其內部有一特殊鋼製內膽,內膽內部灌裝有相變材料,材料中均勻排布有銅質換熱器,內膽外部為聚氨酯保溫層,厚度為50mm。熱庫外觀圖及其結構原理如圖1所示。

對於儲能蓄熱設備,其蓄熱能力、充放熱的性能表現、充放熱效率以及熱損性能等關鍵指標的優劣直接影響了該設備能否使用。該熱庫產品委託中國建築科學研究院下屬國家空調質量檢驗中心對上述熱性能進行了檢測,分別進行了恆定充熱功率及恆定進水溫度放熱測試,恆定進水溫度充熱及恆定功率放熱測試,以及熱損測試共3項檢測,其實驗結果分析如下。

熱損性能測試實驗中,在室溫20°C環境條件下,熱庫24h的熱損為4.85%。

2、夜間低價谷電儲能蓄熱供暖系統

圖2所示為典型的谷電蓄熱供暖系統原理圖。其工作原理是在谷電時段電鍋爐工作加熱循環水,通過循環泵把熱水中的熱量帶入熱庫,為熱庫充熱。夜間末端如果需要供熱,直接運行二次側,所需熱量由電鍋爐直接提供。在非谷電時段,循環泵工作,帶出熱庫中的熱量,通過板換把熱量換到二次側,為末端供暖。

從全球的發展大勢來看,中國作為能源大國,發展儲能蓄熱技術更應該提到更高的戰略層面上,這是長期的國際儲熱技術競爭的需要,更是實現碳達峰碳中和目標的要求。在國家發改委等五部委《關於促進儲能技術與產業發展的指導意見》文件中提到,集中攻關一批具有關鍵核心意義的儲能技術和材料,涉及相變儲熱材料與高溫儲熱技術等。

試驗示範一批具有產業化潛力的儲能技術和裝備,涉及大容量新型相變儲能蓄熱。天帥智能科技股份有限公司投入科研力量多年研發,推出了天帥智能相變儲能供暖系統,在節能環保的同時,為居民提供低成本清潔供暖,為國家電網削峰填谷,為可再生新能源解決無法即時消納而造成的棄風棄光難題。文件發布至今,無論是在技術成熟度還是市場化應用上,儲熱行業都取得了長足的進步。

天帥智能科技股份有限公司相變儲熱技術研發方向已經覆蓋水儲熱、相變儲熱、固體儲熱、熔鹽儲熱等多種儲熱技術路徑,依託其高性能的儲能技術,公司清潔供暖項目覆蓋:大型樓宇儲能供熱、城鎮小區儲能供熱、工業園區儲能供熱、清潔燃煤供熱機組儲能供熱、大型可再生能源基地儲能供熱等多種類型。

儲能蓄熱價值巨大,市場空間廣闊,在清潔供暖領域,天帥智能科技相變儲能蓄熱供暖技術已經實現了廣泛應用:1、在居民供暖中實際效果與運行成本在眾多供暖技術路線中占據優勢;2、在工業用熱領域,在峰谷電價等配套政策較好的地方,儲熱電鍋爐應用於工業蒸汽領域,成本已經可以與燃氣相當;3、在高溫發電領域,多個配套長時間低成本熔鹽儲熱技術的光熱發電項目已投入運行;4、在火電靈活性改造方面,兩批國家試點項目中有一半以上採用了儲熱相關技術路線;5、在源網荷儲一體化和多能互補綜合能源服務項目開發中,儲熱更是不可或缺。

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