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技术方案
固体蓄热与空气源热泵搭配供热
点击次数:     来源:中国储能交易网   发布人:ljh 分    享:

一、 设备的工作原理
1.固体蓄热设备工作原理
1.1固体蓄热设备组成:高压供电系统;电发热体;高温蓄能体;高温热交换器;热输出控制器;耐高温保温外壳和自动控制系统等组成。
1.2工作原理是:在预设的电网低谷时间段或风力发电的弃风电时段,自动控制系统接通电源开关,电网为电发热体供电,电发热体将电能转换为热能同时被高温蓄能体不断吸收,当高温蓄热体的温度达到设定的上限温度或电网低谷时段结束或风力发电弃风电时段结束时,自动控制系统切断电源开关,电源停止供电,电发热体停止工作。高温蓄热体通过热输出控制器与高温热交换器连接,高温热交换器将高温蓄热体储存的高温热能转换为热水、热风或蒸汽输出。
1.3蓄热设备主要技术创新点
高密度热存储技术
自主研发耐1500℃以上高温的高密度、高热容蓄热材料,并制成高温蓄热体。这种高温蓄热体采用合理配比的氧化镁材料加工成形,经高温烧结定性、定型;具有体积小、热容量大、储热能力强、性能稳定、热量释放稳定等优点。
水电分离技术
采用了独创的水电分离技术,高温蓄热体与热水输出的装置之间没有直接关联,由于供电加热电路与蓄热体不是一体式,而是相互分离的,这种分离就充分保证了设备在各种场合的安全运行,解决了高压绝缘问题。
此外电力储能技术在试制过程中还陆续解决了可变功率输出、电压自动微
调控制、安全保护等技术难题。
2.空气源热泵工作原理
空气源热泵机组是以空气为冷热源,以水作为供冷(热)介质的中央空调设备,满足建筑全年供冷、供热需求。
工作原理同水源热泵相似,空气源蒸发器是吸收空气的热量,这是空气源与水源的区别。是根据逆卡诺循环原理,将空气中的低品位热能进行提取,转换为高品位热能的一种高新技术产品。消耗一定的电能,将空气中低温热量从低温侧抽吸到高温侧,将低品位热能转化为高品位热能。
因为空气源热泵吸收外部空气的热量,外部空气的温度受外部环境影响较大,且比水源温度低,所以空气源热泵的能效比低于水源热泵。在没有水源资源的情况下,空气源热泵是供热首选设备。
空气源热泵由压缩机、蒸发器、冷凝器、冷凝风、电子膨胀阀等组成。
压缩机:本机组采用国际知名品牌全封闭涡旋式压缩机,压缩机具有高效、低噪、稳定、可靠。采用双压缩机双回路的制冷系统设计,备用性强,启动电流小。机组启动采用逐台启动每台机组的第一个压缩机,全部启动完成后再启动第二台压缩机,机组效率更高。设备配置曲轴箱加热器,完善的控制保护装置,保证机组的运行更安全。   
蒸发器:采用AISI316不锈钢钎焊式板式换热器,换热效果极佳,板式换热器的特点就是换热效率高,可靠性高,稳定性高。表面包覆闭孔氯丁绝热材料保温,夏季防止板式换热器外表产生凝露;
冬季板式换热器作为冷凝器用,并且内置板换电加热器,防止板式换热器在恶劣条件下被冻坏。
冷凝风机:冷凝风机为轴流式风扇,当一台压缩机关闭时,对应的一台风扇也会关闭,避免对正在运行的风扇产生换热影响。风扇叶片为三维成型,重量轻,刚性好,精度高运转平稳、噪音小。
高效风侧换热器:空气侧换热器采用V型设计,提高冷凝水排水能力,提高换热效果;
铜管采用高效内螺纹铜管设计,提高制冷剂换热效果。
冷凝翅片自带亲水铝箔,提高防腐性,冷凝水不会形成水珠,从而不会影响翅片换热效果。
化霜逻辑:与传统热泵机组不同,本机组拥有自行研发的SMART DEFORST 化霜逻辑,能够将化霜过程中机组停机时间和能量消耗降到最低。该逻辑可以使机组对运行的工况进行分析,从而避免不必要的化霜。同时,机组还有自我调节功能,从而运行得更加高效、可靠、舒适。

二、 设备的优劣势对比分析

对比项目

固体蓄热

空气源热泵

备注

优势

1.       充分利用低谷电能;

2.       供水温度高,可以达到75℃;

3.       运行成本低;

4.       不受外界环境温度影响;

5.       运行时噪音小;

6.       与空气源相比,占地面积小;

7.       适合大面积及超大面积的供暖。

1.       对电容量要求相对较少;

2.       供暖的初末期,外界环境温度较高时,空气源热泵的能效比较高;

3.       运行费用相对比较经济。

 

劣势

1.       对电容量要求较大;

2.       投资相对较高。

1.       供水温度较低,一般供水温度在45℃;

2.       受环境温度影响较大,外界环境温度较低时,能效比降低;

3.       频繁除霜会影响供暖效果;

4.       运行时有噪音;

5.       占地面积较大。

 

三、 在工程应用中的搭配
根据每种设备的优劣势对比分析,在工程中做到优势互补的原则,兼顾投资等因素,最好是固体蓄热:空气源热泵=30%:70%的比例,或者是40%:60%的比例搭配。

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