谷電蓄熱采暖器淺析

路靈 薛明波

皇明太陽(yáng)能股份有限公司 山東德州 253000

隨著社會(huì)的進(jìn)步，居民冬季采暖種類也越來(lái)越多，大多以傳統(tǒng)能源如煤、油、煤氣、天然氣、電為動(dòng)力源，新能源太陽(yáng)能、空氣能、地?zé)崮艿纫查_(kāi)始逐步應(yīng)用，但新能源由于技術(shù)、效益及自身能源的局限性應(yīng)用范圍還比較小。因此用戶實(shí)際選擇要具體分析、比較，才能確定采用哪種能源是最合適的，電蓄熱技術(shù)近幾年來(lái)的發(fā)展是比較快的，在市場(chǎng)的份額也從無(wú)到有，逐漸嶄露頭角，一些地方也開(kāi)始推廣使用[1]。

1 蓄熱采暖器的背景

夜間是我們?nèi)祟惖男菹r(shí)間，但發(fā)電廠卻不能因此停機(jī)，火電調(diào)峰能力有限，不可以關(guān)閉鍋爐再重新啟動(dòng)，因?yàn)槠鹜Ｒ淮涡枰?小時(shí)以上的時(shí)間；而且還需消耗大量的燃油，費(fèi)用超高，谷電就是利用夜間電費(fèi)較低的時(shí)候儲(chǔ)能。由于晚間使用的是廉價(jià)的谷電，所以谷電蓄能可以大大降低客戶的運(yùn)營(yíng)成本谷電蓄能設(shè)備完全可以取代工業(yè)鍋爐！谷電蓄能技術(shù)主是充分利用大量廢棄的夜間電力（不用就消失于無(wú)形，同時(shí)還伴有大量的排放），加熱高密度儲(chǔ)熱材料至700或750度，然后24小放熱，即將大量夜間的電力，轉(zhuǎn)化為熱能的形式儲(chǔ)存起來(lái)，在客戶第二天生產(chǎn)是再釋放出所需的熱量。目前國(guó)家電力管理部門將全天用電分為四個(gè)時(shí)段：尖峰用電、峰用電、谷用電、平用電，尖峰用電是指在用電量最為集中的時(shí)間段，峰用電是指在用電量相對(duì)集中的時(shí)間段，谷用電是指在用電量相對(duì)較少的時(shí)間段，平用電為剩余時(shí)間段。對(duì)于終端用戶來(lái)說(shuō)，可降低運(yùn)行成本，同時(shí)因?yàn)槭褂们鍧嵞茉从肿龅焦?jié)能環(huán)保。

2 蓄熱采暖器結(jié)構(gòu)原理

蓄熱采暖器主要有蓄熱磚、電熱管、散熱口、支撐殼體、散熱器、蓄熱膽及控制器等幾部分構(gòu)成，蓄熱磚層磊堆砌設(shè)置形成蓄熱墻，蓄熱墻內(nèi)設(shè)置多個(gè)夾層，電熱管安裝在夾層內(nèi)，電熱管連接控制器，蓄熱墻頂部設(shè)有散熱口，蓄熱墻位于支撐殼體的內(nèi)部，蓄熱磚內(nèi)儲(chǔ)存熱量通過(guò)散熱口向周圍空間擴(kuò)散，支撐殼體一側(cè)設(shè)有散熱面，向外散發(fā)熱量。

蓄熱采暖器是利用夜間（23時(shí)至次日7時(shí)）電網(wǎng)低谷時(shí)段的低價(jià)電能，在6-8小時(shí)內(nèi)完成電、熱能量轉(zhuǎn)換并貯存，在電網(wǎng)高峰時(shí)段，以輻射、對(duì)流的方式將貯存的熱量釋放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)室內(nèi)供暖。

蓄熱采暖器運(yùn)行原理是用耐高溫的電發(fā)熱元件通電發(fā)熱，加熱特制的蓄熱材料——高比熱容、高比重的磁性蓄熱磚，再用耐高溫、低導(dǎo)熱的保溫材料將貯存的熱量保存住，按照取暖人的意愿調(diào)節(jié)釋放速度，慢慢地將貯存的熱量釋放出來(lái)。貯存熱量的多少可根據(jù)室外溫度的高低人為加以調(diào)節(jié)。鋼制噴塑的外殼則對(duì)整個(gè)設(shè)備起到保護(hù)和美化作用。

3 蓄熱采暖器控制功能

蓄熱采暖器有電加熱管、蓄熱磚、保溫粘、風(fēng)門、控制系統(tǒng)、外殼等幾部分組成。電加熱啟動(dòng)開(kāi)始蓄熱，風(fēng)門負(fù)責(zé)放熱。蓄熱采暖器系統(tǒng)控制分為兩部分，一部分是吸熱控制，一部分是放熱控制，吸熱控制

根據(jù)時(shí)間段，谷電的時(shí)候開(kāi)始自動(dòng)蓄熱，谷電結(jié)束后停止蓄熱。在吸熱時(shí)間段加過(guò)熱保護(hù)功能，蓄熱磚溫度過(guò)高，超過(guò)700度，如果加熱時(shí)間不到8小時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)斷電。放熱控制使用雷達(dá)感應(yīng)控制電磁鐵通斷電，電磁鐵拉動(dòng)風(fēng)門打開(kāi)或者關(guān)閉，當(dāng)有人進(jìn)入本產(chǎn)品的探測(cè)范圍內(nèi)，雷達(dá)探測(cè)器開(kāi)始檢測(cè)。與紅外產(chǎn)品比較：雷達(dá)開(kāi)關(guān)感應(yīng)距離更遠(yuǎn)，角度廣，無(wú)死區(qū)，能穿透玻璃，和薄木板，根據(jù)功率不同，可以穿透不同厚度的墻壁，不受環(huán)境、溫度、灰塵等影響，在37度情況下，感應(yīng)距離不會(huì)縮短。

3.1 家庭型

家庭型谷電加熱蓄熱采暖器加熱控制方式有時(shí)控+溫控兩種方式，自動(dòng)加熱蓄熱時(shí)段控制時(shí)間為晚23：00～次日7：00自動(dòng)加熱；風(fēng)門在23：00自動(dòng)關(guān)閉。時(shí)間可以自行設(shè)置，也可以廠家設(shè)置好，根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓入姇r(shí)間段設(shè)置加熱時(shí)間段。加熱時(shí)段風(fēng)門關(guān)閉狀態(tài)，該時(shí)風(fēng)門段雷達(dá)檢測(cè)控制失效，即感知到聲音也不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)風(fēng)門。自動(dòng)加熱蓄熱溫度控制：蓄熱磚表面蓄熱溫度控制采用中板測(cè)溫點(diǎn)對(duì)應(yīng)控制，測(cè)溫點(diǎn)位置通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試確定，控制溫度設(shè)定70度，對(duì)應(yīng)蓄熱磚高溫約600～700度，測(cè)試溫度超過(guò)70度時(shí)加熱停止、低于55度時(shí)啟動(dòng)加熱。

家庭型谷電加熱蓄熱采暖器白天采暖風(fēng)門開(kāi)關(guān)控制為手動(dòng)+自動(dòng)兩種方式。風(fēng)門手動(dòng)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)檔位：夜間、早上、上午、下午、晚上五個(gè)時(shí)間段。風(fēng)門自動(dòng)控制用雷達(dá)監(jiān)測(cè)聲音控制風(fēng)門開(kāi)啟和關(guān)閉：自動(dòng)檢測(cè)人離開(kāi)延時(shí)5分鐘風(fēng)門自動(dòng)關(guān)閉，檢測(cè)到有人后延時(shí)1分鐘風(fēng)門打開(kāi)。

3.2 辦公型

辦公型谷電加熱蓄熱采暖器控制方式同家庭型基本一致，加熱時(shí)間自行控制，采用雷達(dá)控制風(fēng)門開(kāi)關(guān)。因采暖面積大，需要采暖器的功率較大。根據(jù)上下班時(shí)間設(shè)置風(fēng)門自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。風(fēng)門自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間可以出廠前設(shè)置，也可以用戶自己設(shè)置，一般設(shè)置下午5：00關(guān)閉風(fēng)門。

4 效益分析

經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研，全國(guó)大部分商業(yè)用電和大工業(yè)用電為峰谷電價(jià)，居民用電可以自行申請(qǐng)峰谷電價(jià)，根據(jù)用戶自家的情況，選擇最節(jié)省的用電方案。以山東為例，居民用電，采暖面積100平方米，采暖熱負(fù)荷按100W/㎡計(jì)算，需要電采暖器功率為100×100=10KW，第一檔峰時(shí)段電費(fèi)0.5669元/度，谷時(shí)段電費(fèi)0.3769元/度，平時(shí)段電費(fèi)為0.5769元/度，如果不考慮峰谷用電，用普通電采暖器采暖，3.2KW的功率電采暖器3臺(tái)，每天加熱8小時(shí)，用電費(fèi)用為3.2×8×0.5769×3=44.31元。如果使用蓄熱采暖器，谷電加熱，每天用電費(fèi)用為3.2×8×0.3769×3=28.95元。每天節(jié)約用電費(fèi)用44.31-28.95=15.36，整個(gè)采暖季節(jié)約金額15.31×30×4=1837.2元。所以使用谷電蓄熱采暖器比較經(jīng)濟(jì)。

5 蓄熱采暖器的發(fā)展前景

蓄熱采暖爐系統(tǒng)不僅適用于家庭，也可以為酒店、賓館、辦公樓、寫字樓、大型超市、學(xué)校、醫(yī)院、高層公寓、體育場(chǎng)所等提供冬季供暖。

隨著能源危機(jī)的到來(lái)，隨著霧霾的出現(xiàn)，隨著各種形式電力的增多，比如核電站的發(fā)展，風(fēng)電的發(fā)展，光伏電的發(fā)展等等，蓄熱采暖器作為一種新的清潔能源形式，為居民所帶來(lái)的變革勢(shì)在必行，也為傳統(tǒng)的熱源形式尋找到了新的生命力，為電力的移峰填谷將做出不可估量的作用[2-3]，蓄熱采暖器技術(shù)也在改革的大潮中不斷地得到提高，為人類創(chuàng)造更高的價(jià)值。