水蓄冷技术

水蓄冷、蓄热知识总结

一、所属行业：空调

二、技术名称：水蓄冷技术

三、适用范围：

具有分时电价地区的医院、宾馆、商场、办公楼、住宅小区、工矿企业等空调系统和工艺用冷领域

四、技术内容：

1.技术原理

水蓄冷中央空调系统是用水为介质，将夜间电网多余的谷段电力（低电价时）与水的显热相结合来蓄冷，以低温冷冻水形式储存冷量，并在用电高峰时段（高电价时）使用储存的低温冷冻水来作为冷源的空调系统

2.关键技术

蓄冷水箱的结构形式应能防止所蓄冷水和回流热水的混合，提高蓄冷水箱的蓄冷效率，增加蓄村冷水可用能量，因此如何降低冷温水界面间斜温层的厚度是技术的关键。

3.工艺流程

五、主要技术指标：

斜温层厚度控制在0.9米内，水箱完善度达95%以上

六、技术应用现状：

国内已经建成的水蓄冷空调项目超过50个，广西、北京、湖北等地的项目较多，其中由XX承建的ZZ的水蓄冷空调项目已被列为XX省研究级示范工程。

七、典型用户：

XX精密陶瓷有限公司（电子行业），用于空调制冷。改造前，两台制冷量100万kcal/h冷水机组白天12小时适时供冷，改造后，增加一台容积960立方的蓄冷槽，投资额85万元，夜间电力低谷期8小时开动两台冷水机组对蓄冷罐充冷，白天12小时以蓄冷罐对外供冷，冷水机组不运行。运行效果：1、企业空调节电：12%；2、日运行费用节省：5608kWh×0.75元/kWh - 4908×0.3元= 2734元/天； 3、年运行费用节省： 42万元。投资回收期二年。

XX药业，用于区域供冷。改造前空调总建筑面积30000平米，设计日最大冷负荷3208kW，扩建后空调总建筑面积45000平米，设计日最大冷负荷5197kW，增设1800立方蓄冷水槽，不增加冷水机组。运行效果：水蓄冷改扩建与常规空调扩建比较，年运行费用节约34万元，投资增加43万元，不到二年即可回收多余投资。

八、推广前景和节能潜力：

中国政府部门实行了电力供应峰谷不同电价政策，采用需求侧管理（DSM）的水蓄冷技术来达到削峰填谷，是缓解电力建设和新增用电矛盾的有效的解决途径之一。各地区也出台了各项有关促进蓄冷空调工程发展的政策，推动了蓄冷空调技术的发展和应用。水蓄冷技术不但适用于新建项目，也适合应用于改造项目。可以使用常规冷水机组，适用于常规供冷系统的扩容和改造。并且能够实现蓄冷和蓄热的双重用途。

我国水蓄冷空调工程载冷体工作温差由原来的5℃提高到10℃，甚至更大，使蓄冷密度由原来的5.8KW/M3（5,000大卡/ M3）提高到11.6KW/M3 （10,000大卡/ M3）或更大，由此使蓄冷水槽的容积大大减少，工程造价降低、传热损耗乃至载冷体输送功耗也随之减小，当蓄冷量大于7000kW.h（603万kcal），或蓄冷容积大于760m3时，在各种蓄冷方式中水蓄冷最为经济，尤其在建筑物附近有空地可建蓄冷水罐（槽）或已有的消防水池可利用时，更有其推广使用的价值。夜间气温降低，制冷效率随之可提高6－8％，系统满负荷运转时间大幅度增加，从而使空调系统的总节电率达10％－22％。

水蓄热

水蓄热就是利用水的显热，将需要的能量在用电低峰时期储存下来，然后根据负荷要求释放这些热量，这样在用电高峰时期可以少开或不开热水机组，从而节约高峰时期用电量，起到移峰填谷的作用并节省运行费用。

水蓄冷、蓄热系统设计，应符合下列规定：

蓄冷水温不宜低于4°C。

蓄冷、蓄热混凝土水池容积不宜小于100m3。

蓄冷、蓄热水池的深度,应考虑到水池中冷热掺混的热损失，在条件允许时宜尽可能加深。蓄热水池不应与消防水池合用。

水路设计时，应采用防止系统中水倒灌的措施。

当有特殊要求时，可采用蒸汽和高压过热水蓄热装置。

电水蓄热系统应注意的事项

1.蓄热温度高于沸点温度的高温蓄热装置应符合《压力容器安全技术监察规程》，系统应有多重保护措施。

2.蓄热装置不应与消防水池合用。

3.蓄热装置一般宜采用钢制，形式可以因地制宜采用矩形或圆形，置有一定的高度以利于温度分层。

4.在日常运行中，应根据日负荷变化的情况选择合适的运行方式，再考虑进人平段和峰段运行。

5.在满足用热要求的前提下，宜减低蓄热或供热温度，以减少散热损失。

6.电蓄热系统中的设备及管道保温应确保完好、严密，以减少散热损失。

7.开式系统的蓄热温度应低于95℃，以免发生汽化。

水蓄热电锅炉运行方式（工作原理）和系统构成

水蓄热锅炉，就是以普通电锅炉为热源，利用夜间廉价的电力，利用电锅炉将水加热，并储存在水池内，在白天峰电或平电时段以热水的形式进行输出，热水温度可以在35-85℃之间任意设定。

水蓄热电锅炉系统，由传统电锅炉配以蓄热水箱及附属设备构成。说白了，水电蓄热机组和传统电锅炉没有区别，只是在锅炉运行系统中添加了一个保温效果比较好的蓄热水箱。

固体蓄热电锅炉运行方式（工作原理）和系统构成

固体蓄热锅炉，锅炉本体结构极大的区别于传统普通电锅炉，承继于德国固体蓄热技术，其内部采用耐高温固体合金材料，蓄热温度可达800℃以上，相比于水蓄热锅炉最高蓄热温度在90℃左右，可以得知，固体蓄热锅炉出力要比水蓄热锅炉更足。

同时，使用固体蓄热锅炉，锅炉本体外部不需要再配备蓄热设备（如水蓄热锅炉要配体积庞

大的水池），因此，占地面积比水蓄热锅炉小的多，应用在寸土寸金的北京等大规模城市或空间较小的办公楼、医院、小区等，更具针对性。

在白天峰电或平电时，固体蓄热锅炉不仅可以稳定的供给热水，还可以稳定的供给热风、导热油和蒸汽，因此，应用范围比水蓄热锅炉大的多由于固体蓄热电锅炉灵活的模块化设计，使得锅炉本身能够适应用户间歇式的使用需求，并可以针对不同时段、不同用热单位，输出热水、热风、蒸汽和导热油等。热水温度可以在100℃以下任意设定，热风温度可以在400℃以下任意设定，导热油温度可以在300℃以下任意设定。

固体蓄热电锅炉系统，由新型固体蓄热电锅炉配以附属设备构成，无须蓄热水箱。

水蓄热电锅炉和固体蓄热电锅炉哪种更好？应该如何选择？

从上面的分析可以了解，水蓄热电锅炉和固体蓄热电锅炉的优缺点及适用对象可以列表如下：

对比项

水固体电蓄热机组

利用低谷电，比传统电锅炉节能

优点

设备购买成本低

占地面积小；最高蓄热温度700-800℃，出力充分；不仅可以供热水，还可以供热风、导热油

缺点

占地面积大，特别当供暖面积和用水量大的情况，蓄水池的体积会比较夸张。最高蓄热温度90℃左右，再考虑热水输送过程中的热损失，有用户表示使用中存在出力不足的情况，需要在白天运行用以补温。设备购买成本高

适用对象

可以满足一般的供暖、生活热水、工业热水需求，但要求有足够的锅炉房空间，且取暖和供热水温度要求不高，否则可能需要电锅炉在白天峰电和平电时补温。

可以满足各类供暖、热水、烘干、热源配套等需求，只需很小的空间即可，可以稳定按要求输出热水、热风、导热油等。

由于固体蓄热电锅炉的应用范围很广，所以，有些情况下，只能选用固体蓄热电锅炉。比如，高大厂房供暖，如果采用水暖，往往成本高、升温慢，所以，多采用热风供暖，这种情况下，只能选择固体蓄热电锅炉