蓄热技术作为一种经济实用的储能技术,在今天电力新能源占比越来越多的情况下,其也越来越受市场主体所重视。
固体电蓄热装置,其运行温度高,储能密度较大,对外输出热能的形式多样,热风、热油、高温蒸汽、热水均可,适用场景丰富,可满足工业和民用用热需求。
固体电蓄热装置的工作原理:在垃圾电能存在时段(如夜间低谷电时段、或光伏和风电丢弃时段),通过放置在蓄热砖孔洞中的电热丝(管)将电能转化为热能,由蓄热砖将热能吸收并存储起来;在需要热能的时间(白天峰电时段),由变频风机,将储热箱体中的空气带动起来,并流过蓄热体,被其加热,再通过气水热交换器,最终将热量分配给用户。
这中间涉及到五大系统:发热,蓄热、取热、保温以及自动控制。
目前所有固体电蓄热装置基本上都是采用一体化设计方案,所以热能转化率约等于100%,蓄热和取热损失也比较小,一般为5%以内。
固体电蓄热装置虽然都是采用一体化设计,但是还是存在一定的差异性,目前市场上主要由两种设计结构。
那么这两种设计各有什么优缺点呢?第一种设计结构,他将蓄热体之间放置在设备底座上,且电、水、热在一个高度,一个空间里面,没有做安全隔离,那么这么做好处显然易见,结构简单,可有效降低成本。
但缺点也非常明显,在蓄热温度高达500℃以上,水和热在等高布置,如果换热器发生泄漏,水很容易溅射到高温的蓄热体,而蓄热体中还存在高电压,这个后果是非常严重的。
虽然很多厂家都会说他们在自动控制中增加了很多安全检测和安全控制,但是所有的安全措施都有一定的滞后性,所以在设计之初就考虑到是非常重要的。
左右结构固体蓄热设备图1第二种设计结构,其将电和蓄热体放置在整个装置的上方,将取热装置放在蓄热体的下方。
这种结构充分考虑了热是向上,流体向下,并做流体和电分离。
其缺点是需要一个巨大的底座,将蓄热材料支撑起来,其造价显然要比第一种要高,且结构要比第一种复杂。
但这中结构的好处也是显然易见的:一是如果发生液体泄漏,液体是向下流动,不会溅射到高温蓄热体和高电压的发热体上,从设计上就避免了最危险的情况的发生,二是即使在使用过程中存在停电情况,由于冷热是分离的,也不会出现蓄热体内部换热装置因为长时间被加热而造成的开锅现象。
上下结构固体蓄热设备图2