低温相变及高效能固体储热技术
2021-08-20
一、技术原理
1. 低温相变储热系统
低温相变储热供给生活热水系统，主要由低温相变储热设备、循环泵、换热器、电加热锅炉、水处理及过滤系统、管道及阀组、仪表、智能控制系统等组成。系统主要技术路线为谷电储热供热，即在谷电时段内电锅炉启动，为储热设备充热；在峰电时段内电锅炉不启动，储热设备放热，提供生活热水。
2. 高效能固体储热系统
固体储热系统可广泛用于太阳能光热发电、供热、谷电储热供汽等领域，是200℃~400℃发电、用热领域的较为经济的解决方案。储热材料采用高性能固体硅酸盐类材料，结构采用自主开发的高效换热管束。该系统在传统固体储热材料体系的基础上，通过添加改性物质，极大提高了材料的导热系数和体积热容，同时显著提升了材料的力学性能，保证材料使用寿命。该系统在常规换热结构基础上，通过技术创新，改进流体分配方式，显著提高了换热能力，提高了换热效率，降低流动阻力。
二、主要技术指标
1. 低温相变储热系统
低温相变储热设备放热储热量超过180kWh，放热温度为35℃-75℃，放热效率超过96%利用材料在相变过程中的潜热及部分显热进行热量的存储与释放。并具有－100℃-1000℃的不同使用温度范围，具有良好均匀性、稳定性的高储热密度相变储热材料。材料储热密度超过1.5GJ/m³，循环使用次数超过7000次。
2. 高效能固体储热系统
在传统混凝土体系的基础上，通过添加改性物质，极大提高了材料的导热系数和体积热容，同时显著提升了材料的力学性能，保证材料使用寿命。
三、应用领域和案例
低温相变储热设备通过与廉价的谷电、弃电或废热相结合，除应用于谷电蓄热供暖外，也可广泛应用于太阳能热利用、酒店热水供应、可再生能源消纳、火电灵活性改造、农作物大棚保温等领域。
该技术目前已在陕西重型汽车有限公司工业园实现示范应用。该工业园主要从事汽车装备制造，其涂装车间职工浴室在下班前后时段，每天需用水约10t。项目采用电热水锅炉与低温相变储热设备联合运行，利用当地的峰谷电价政策，在夜间电价较低时，采用电加热锅炉产生热水，将热能存储在热仓内；当白天电价较高，将热量放出，为用户提供生活热水，每年可为用户节省60%的供热成本。
