固體蓄熱與水蓄熱、熔鹽蓄熱對比分析

一、固體蓄熱技術原理簡介

低谷電固體蓄熱設備是一種先進、高效的清潔供熱產品，低谷電固體蓄熱原理是將電網滯納的低谷電能轉化成熱能儲存起來，用于白天高峰電時供暖或供熱水使用，或者利用風電將不穩定的風能蓄存起來，變成穩定的熱源往外輸出，屬于清潔無污染產品。

固體蓄熱介質為高純度氧化鎂磚。

固體蓄熱設備工作原理：固體蓄熱設備工作分三個過程，工作過程如下：

第一過程——加熱過程，在蓄熱體內電熱絲通電發熱，由電能轉化為熱能，通過熱交換將熱能存儲于固體蓄熱體中。主要是利用低谷電或棄風電來加熱蓄熱池，滿足白天高峰時段的用熱需求。

第二過程——蓄熱過程，電熱絲產生的熱量，不斷被固體氧化鎂磚吸收，蓄熱磚的溫度不斷升高，溫度可從常溫直至達到750℃以上，蓄熱過程完成。蓄熱池外層采用高等絕熱材料，使高溫蓄熱池與外界環境達到熱絕緣狀態，保證蓄熱系統高效節能。

第三過程——放熱過程，根據用戶側熱量需求，設備可按照預先設定好的程序，通過變頻風機和水泵實現氣-水換熱，將蓄熱池的熱量逐步釋放出來。

二、熔鹽蓄熱技術簡介

常見的熔融鹽主要有碳酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽以及氟化鹽等。其中碳酸鹽及其混合物價格不高，溶解熱大，腐蝕性小，密度大，但是碳酸鹽的熔點較高而且液態碳酸鹽的粘度大，有些碳酸鹽容易分解。氯化鹽價格一般都很便宜，可以制成不同熔點的混合鹽，缺點是腐蝕性強。氟化鹽具有很高的熔點及很大的熔融潛熱，但氟化鹽液固相變時體積收縮大，且熱導率低。硝酸鹽的優點是價格低、腐蝕性小及在500℃以下不會分解，缺點則是溶解熱小、熱導率低。

熔鹽蓄熱屬于相變蓄熱技術，目前使用的熔鹽多為氯化鹽、硝酸鹽等晶體，受熱時由固態變為液態，吸收熱量，此為蓄熱過程。放熱時由液態變為固態，釋放凝固熱，熔鹽蓄熱主要靠物相變化時吸熱/放熱（物相潛熱）來完成蓄熱/放熱。

熔鹽蓄熱的特點是：

    1、熔鹽的相變熱比較小，熔點比較低，蓄熱密度比較小。

    2、蓄熱介質為晶體鹽，使用過程中物相在固態-液態之間轉換，目前使用過程的相分離不利因素一直沒能攻克，熔鹽的相變熱會逐漸衰變，定期要更換介質，運行成本較高。

    3、在放熱過程中熔鹽容易結塊，會出現固態熔鹽有大塊空隙，蓄熱密度和導熱系數都降低。

4、液態熔鹽對換熱器銅管、鋼管有腐蝕性，換熱器必須采用耐腐蝕的材料，這樣換熱器效率較低。

    5、熔鹽蓄熱適合用蒸汽等低品位熱源，不適合高品位電能熱源。

三、固體蓄熱、水蓄熱、熔鹽蓄熱對比分析

備注：

? 基礎水溫按照65℃計算。

? 氧化鎂磚的密度3.58g/cm³，氧化鎂磚的比熱容為1.46kJ/（kg·K）。

? 熔鹽的密度按照1.8g/cm³計算，比熱容1.4kJ/（kg·K）。