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固體蓄熱與水蓄熱、熔鹽蓄熱對比分析

點擊次數:   更新時間:2020-03-24 15:05:03     來源:www.fourlink-eg.com關閉分    享:

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

 

序號

對比項目

固體蓄熱技術

水蓄熱技術

熔鹽蓄熱技術

1. 

蓄熱溫度(℃)

750

95

250

2. 

供熱水溫度(℃)

65

65

65

3. 

蓄熱介質

氧化鎂磚

氯化鹽、硝酸鹽

4. 

蓄熱密度(kW/m3)

870

34.8

350

5. 

特點

蓄熱密度大,蓄熱密度是水的25倍,占地面積小

蓄熱密度小,占地面積大,蓄熱工程總體造價高

蓄熱密度介固體和液體之間

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)。

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