專利名稱：利用夜間低谷電蓄熱白天供暖制冷技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能有效利用技術(shù)領(lǐng)域1．目前國內(nèi)外技術(shù)如下1．1國外低谷電利用技術(shù)現(xiàn)狀早在70年代，美國、法國、日本等一些西方發(fā)達(dá)國家受能源危機(jī)的沖擊，同時(shí)存在電負(fù)荷峰谷差的矛盾，便更加重視節(jié)能和能源的合理利用，開始逐步研究低谷電的利用技術(shù)。經(jīng)過二十余年的研究和開發(fā)，目前世界上已經(jīng)有多項(xiàng)貯電技術(shù)應(yīng)用于低谷電的利用上。Zink和John于1997年3月在Power Engineering雜志第101卷第3期上發(fā)表的文章“Who says you can not store electricity”中報(bào)道說，比較成熟的有抽水蓄能電站，蓄冷空調(diào)，蓄電池等等，現(xiàn)在正在研究和開發(fā)的貯電技術(shù)有超導(dǎo)、壓風(fēng)、飛輪、貯汽等多種方法。在推廣低谷電利用技術(shù)方面，一些國家的電力部門從峰谷電價(jià)差等方面給予了支持。在美國，峰谷電價(jià)差為5倍，而且每轉(zhuǎn)移1kw峰值電量，還可得到供電部門100～500美圓的獎(jiǎng)勵(lì)。在技術(shù)開發(fā)與研究方面，美國供暖空調(diào)制冷工程師學(xué)會(huì)、電力研究所、國際蓄能咨詢委員會(huì)、蓄能應(yīng)用研究中心及一些公司、大學(xué)做了大量的工作，使其技術(shù)不斷成熟。韓國積極鼓勵(lì)移峰填谷的方法，用戶每轉(zhuǎn)移1kw的電量，一次性獎(jiǎng)勵(lì)金額為2000美圓。1990年北美正在新建或改建的空調(diào)工程中，采用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)的已達(dá)24％以上，目前已達(dá)30％，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末將得到全面普及。黃虎在能源研究與利用雜志1996年第一期上發(fā)表的文章“蓄冰空調(diào)的應(yīng)用與推廣”中報(bào)道說，1987年，日本東京的空調(diào)用冷已有60％配置了蓄冰系統(tǒng)，目前在集中空調(diào)系統(tǒng)中(用電)已有60％采用了蓄冷技術(shù)。1．2．我國低谷電應(yīng)用技術(shù)的研究目前已投入實(shí)施及應(yīng)用的有抽水蓄能電站，鉛蓄電池，蓄冷空調(diào)，蓄熱鍋爐等等。這些方案的實(shí)施，一定程度上緩解了峰谷電負(fù)荷的矛盾，但由于受自然條件、經(jīng)濟(jì)效益、應(yīng)用范圍等一些因素的制約，還沒有得到廣泛的應(yīng)用，因此也就不能從根本上解決這個(gè)矛盾，繼續(xù)開發(fā)有效的低谷電利用技術(shù)成為需要迫切解決的問題。
因此，在大型發(fā)電機(jī)組和核能發(fā)電日益發(fā)展的今天，合理利用低谷電，解決電力的貯存及轉(zhuǎn)換技術(shù)已成為十分緊迫的課題。目前，國家已出臺(tái)多項(xiàng)政策為低谷電的開發(fā)利用技術(shù)提供保證，我國推廣、實(shí)施低谷電利用技術(shù)的時(shí)期已經(jīng)到來。1．3．幾種低谷電利用技術(shù)抽水蓄能電站、蓄冷空調(diào)、蓄熱空調(diào)、蓄電池是四種目前在世界上及我國技術(shù)相對(duì)比較成熟，并已投入使用的低谷電利用技術(shù)。1．3．1抽水蓄能電站抽水蓄能電站是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的多余電量，將低處的水抽到高處的上池(或水庫)中，這部分水量再通過水輪機(jī)組發(fā)電，供電力系統(tǒng)調(diào)峰。抽水蓄能電站既是電力用戶，又是供系統(tǒng)調(diào)峰的電源。從抽水蓄能電站的工作狀態(tài)來看，它主要運(yùn)行在抽水用電和調(diào)峰發(fā)電這兩種狀態(tài)。
抽水蓄能電站有許多優(yōu)點(diǎn)，它有效地進(jìn)行了調(diào)峰填谷，尤其是對(duì)峰谷差較大的電力系統(tǒng)。它抬高了低谷負(fù)荷，減少發(fā)電機(jī)組的開停，使電網(wǎng)能夠經(jīng)濟(jì)、安全地運(yùn)行。另外，抽水蓄能電站還可用于系統(tǒng)的調(diào)頻、事故備用以及減少環(huán)境污染等等。但它也有許多制約因素，例如建設(shè)費(fèi)用較高，站址受特殊要求的限制(有合適高差的上池和下池)，不能靠近發(fā)電站或負(fù)荷中心，以致增加輸電損耗，貯電效率不高等等。據(jù)Anon于1995年出版的Power雜志第139卷第8期上發(fā)表的文章“Electric-energy storage hinges onthree leading technologies”中報(bào)道說，目前，常用的抽水蓄能電站貯電效率可達(dá)10％，國外已較多應(yīng)用。我國廣東、浙江和北京十三陵等地也已建成或正在建設(shè)之中。其中廣州抽水蓄能電站二期被列為98年國家重點(diǎn)建設(shè)電力項(xiàng)目。1．3．2蓄冷空調(diào)蓄冷空調(diào)是將電網(wǎng)負(fù)荷低谷期的電力用于制冷，通過利用蓄冷介質(zhì)的潛熱或顯熱效應(yīng)，將冷量“積蓄”起來，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期加以釋放，用于建筑物空調(diào)，以承擔(dān)高峰期空調(diào)所需的全部或部分負(fù)荷。因此，采用蓄冷空調(diào)，可以對(duì)電負(fù)荷的移峰填谷工作起很大的作用。目前，用于空調(diào)的蓄冷方式較多，按貯能方式可分為顯熱蓄冷和潛熱蓄冷兩大類；按蓄冷介質(zhì)可分為水蓄冷、冰蓄冷和共晶鹽蓄冷三種方式；按蓄冷裝置結(jié)構(gòu)形式可分為盤管式、板式、球式、冰晶式和冰片滑落式等形式。
以盤管式蓄冷空調(diào)為例，蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的工作原理是夜間，乙二醇載冷劑通過冷水機(jī)組和冰筒與旁通構(gòu)成蓄冰循環(huán)，此時(shí)溶液出水溫度為-33℃。經(jīng)盤管將冷量轉(zhuǎn)移給冰筒內(nèi)的水，使水結(jié)冰，回水溫度為0℃；白天，載冷劑經(jīng)冰筒及并聯(lián)旁通，通過設(shè)定出水溫度調(diào)節(jié)閥控制冰筒流量與并聯(lián)旁通流量之比例，確保出水溫度為給定的閾值，然后經(jīng)換熱系統(tǒng)將冷量并入常規(guī)空調(diào)管網(wǎng)里，或以大溫差送風(fēng)的方式，直接送入空調(diào)使用。
目前，使用較多的蓄冷方式有水蓄冷、冰蓄冷和共晶鹽蓄冷。水蓄冷就是利用水的顯熱進(jìn)行冷量儲(chǔ)存。具體來講，就是利用3～5℃的低溫水進(jìn)行儲(chǔ)冷。其優(yōu)點(diǎn)是投資省，技術(shù)要求低，維護(hù)費(fèi)用少，可以使用常規(guī)空調(diào)制冷系統(tǒng)。但由于水的蓄能密度低[水的比熱為4．2kj／(kg℃)]，只能利用8℃溫差，故系統(tǒng)有占地面積大、制冷損耗大、防水保溫麻煩等缺點(diǎn)。因此，水蓄冷技術(shù)更適用于現(xiàn)有常規(guī)空調(diào)制冷系統(tǒng)的擴(kuò)容或改造，可以在不增加或少增加制冷機(jī)組容量下提高制冷能力。冰蓄冷是利用冰的相變潛熱進(jìn)行冷量的儲(chǔ)存。由于0℃時(shí)冰的蓄冷密度達(dá)334kj／kg，故儲(chǔ)存同樣多的冷量，冰蓄冷所需的體積比水蓄冷小的多。因此，它的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能密度大，蓄冷溫度幾乎恒定；體積只有水蓄冷的幾十分之一，便于儲(chǔ)存，對(duì)蓄冷容器的要求較低，占用空間小，容易做成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的設(shè)備，給用戶帶來極大的方便。但同時(shí)它又對(duì)蓄冷系統(tǒng)的技術(shù)水平要求較高，必須使用蒸發(fā)溫度低的制冷機(jī)組，且要求制冷劑的蒸發(fā)壓力較低，所以壓縮機(jī)能耗高，而且設(shè)計(jì)和控制遠(yuǎn)比水蓄冷系統(tǒng)復(fù)雜。實(shí)行分時(shí)電價(jià)后，在空調(diào)工程中采用蓄冰與低溫送風(fēng)相結(jié)合的方式，在經(jīng)濟(jì)上是可以與常規(guī)空調(diào)競(jìng)爭(zhēng)的。共晶鹽蓄冷是利用固一液相變特性蓄冷的另一種形式。蓄冷介質(zhì)主要是由無機(jī)鹽、水、促凝劑和穩(wěn)定劑組成的混合物。目前應(yīng)用較廣泛的是相變溫度約8～9℃的共晶鹽蓄冷材料，其相變潛熱約為95kj／kg。雖然相變溫度比較高，但由于其蓄能密度低、設(shè)備占地面積大、對(duì)設(shè)備要求較高，投資較大，所以難于推廣應(yīng)用。
蓄冷空調(diào)可以全負(fù)荷制冷，也可以部分負(fù)荷制冷。全負(fù)荷制冷是在晚上谷期蓄足白天所蓄的冷量，白天的空調(diào)負(fù)荷全由夜間蓄的冷量來滿足。這種蓄冷方式移峰效果最好，但初投資大，投資回收期長。部分蓄冷即在晚上蓄上部分白天所需的冷量，白天制冷機(jī)與蓄冷系統(tǒng)同時(shí)工作以滿足空調(diào)負(fù)荷的要求。這種蓄冷方式既可轉(zhuǎn)移部分峰值電負(fù)荷，又可減少總的電力裝機(jī)容量，并可降低蓄冷系統(tǒng)總投資，是用戶較能接受的一種方式。
近二十年來，蓄冷空調(diào)技術(shù)在一些西方發(fā)達(dá)國家得到了迅速的發(fā)展，例如美國，法國，日本等國家，且在當(dāng)?shù)氐玫搅舜竺娣e的成功推廣和廣泛應(yīng)用。目前國際上較成熟的蓄冰系統(tǒng)有美國的FAFCO、CALMAC、BALTIMORE、YORK系統(tǒng)，法國的CRISTROPIA、IBIS系統(tǒng)等。進(jìn)入90年代以來，蓄冷空調(diào)技術(shù)在我國也得到了較快的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有十幾家公司和工廠從事蓄冷設(shè)備的生產(chǎn)和工程應(yīng)用，目前已建成或正在建設(shè)的項(xiàng)目近15項(xiàng)。為了高起點(diǎn)地組織蓄冷調(diào)荷節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用推廣，中國節(jié)能協(xié)會(huì)全國蓄冷空調(diào)研究中心于1995年4月正式成立，北京、濟(jì)南地區(qū)的蓄冷空調(diào)研究中心也相繼成立，其它省、市亦在籌建之中。這無疑對(duì)蓄冷技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步起到積極作用。1．3．3蓄熱空調(diào)我們這里所指的蓄熱空調(diào)是指蓄熱式電熱鍋爐在中央空調(diào)中的應(yīng)用。它的工作原理是當(dāng)電網(wǎng)處于低谷負(fù)荷時(shí)，由電熱熱水鍋爐產(chǎn)生熱能，使水充分吸熱，然后通過專用系統(tǒng)將熱能儲(chǔ)存在專門設(shè)置的保溫容器內(nèi)。在調(diào)荷避峰的情況下，雖然把大負(fù)荷的用電設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，也能有熱水自保溫的容器中自動(dòng)調(diào)節(jié)輸送至空調(diào)系統(tǒng)中，繼續(xù)維持空調(diào)取暖，使室內(nèi)仍保持在舒適的環(huán)境中。
在此系統(tǒng)中，電熱熱水鍋爐用于將電能轉(zhuǎn)換成熱能。將電熱元件裝在特殊的密閉金屬套管內(nèi)，插入熱水鍋爐內(nèi)部，直接把水加熱，通過多層折流板，使水在容器內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)吸收熱量，達(dá)到一定溫度后，輸送至各采暖點(diǎn)。整個(gè)轉(zhuǎn)換過程熱效率可達(dá)98％。出水溫度一般40～65℃，最高可達(dá)75℃。其外形尺寸隨加熱功率的增大而增大。系統(tǒng)中的蓄熱水箱主要功能用來儲(chǔ)存熱水，起到避峰調(diào)荷作用。水箱容積的確定須按空調(diào)采暖面積的大小，用戶場(chǎng)地特點(diǎn)，供電功率情況及蓄熱時(shí)間長短等多種因素來確定。水箱上設(shè)置有循環(huán)水進(jìn)出口、補(bǔ)給水進(jìn)口、安全閥、放氣閥、排污閥、檢查孔及壓力、溫度、液位等自控儀表。此系統(tǒng)中還有循環(huán)管路，它是連接供熱、蓄熱、用熱等設(shè)備的重要?jiǎng)用}。合理的設(shè)計(jì)，因地制宜布置管路，是降低能源損耗并使操作方便的重要環(huán)節(jié)。
此套蓄熱空調(diào)系統(tǒng)在一定程度上起到了移峰填谷，合理使用能源，維持電網(wǎng)正常運(yùn)行的作用。作為一種可局部調(diào)峰的節(jié)能設(shè)備，受到了電力部門的歡迎。另外，由于它環(huán)境整潔、無污染、無公害，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到了一定的促進(jìn)作用。但對(duì)于用戶來說，此套系統(tǒng)用水作為蓄熱介質(zhì)，由于水的蓄能密度低[水的比熱為4．2kj／(kg．℃)]，故系統(tǒng)占地面積大，熱損耗大，防水保溫麻煩，供暖時(shí)間短，耗電量大。使用戶使用這套蓄熱空調(diào)系統(tǒng)受到了一定的限制。1．3．4蓄電池蓄電池屬于化學(xué)電池，由離子導(dǎo)電性的電解液和兩邊的正極、負(fù)極組成。通過氧化反應(yīng)。將化學(xué)反應(yīng)吉布斯能的差值變?yōu)殡娔苡烧?fù)極引出使用。反之，在充電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)。蓄電池在現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。將來它主要的應(yīng)用方向?yàn)?1)用于電力調(diào)峰以緩解供電緊張的矛盾；(2)用于電動(dòng)汽車，以提高系統(tǒng)能源利用效率，改善城市環(huán)保條件；(3)配合太陽能和風(fēng)能等可再生能源的開發(fā)，通過貯電以擴(kuò)大其用途。
目前，世界各國普遍使用的是鉛蓄電池。但鉛蓄電池由于能源密度低、貯電效率低、壽命短、不適于大型化、經(jīng)濟(jì)性差等因素，已不適合當(dāng)代世界經(jīng)濟(jì)的需求。各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在致力于新型蓄電池的開發(fā)。
日本于1980年將供電力調(diào)峰系統(tǒng)用的新型蓄電池的開發(fā)納為月光計(jì)劃中的大型節(jié)能技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，計(jì)劃投資170億日?qǐng)A，要求在1991年達(dá)到實(shí)用化目標(biāo)出力為1000kw級(jí)，按8h充電、8h放電，效率在70％以上，壽命在1500次以上，耐用10年，環(huán)境保護(hù)達(dá)標(biāo)。在上述計(jì)劃的指導(dǎo)下，主要對(duì)4種新型蓄電池進(jìn)行了研究和開發(fā)。它們分別是鈉硫電池、氧化還原流動(dòng)型電池、鋅氯電池、鋅溴電池。在對(duì)以上四種新型蓄電池進(jìn)行基礎(chǔ)研究后，分別做出了樣機(jī)進(jìn)行試運(yùn)行和綜合評(píng)價(jià)，并在電力調(diào)峰系統(tǒng)方面進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)。負(fù)責(zé)組織此項(xiàng)課題的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)于1991年3月認(rèn)為，此項(xiàng)試驗(yàn)是成功的，經(jīng)測(cè)試綜合指標(biāo)已完成月光計(jì)劃的要求。存在的問題是造價(jià)偏高，約為抽水蓄能電站的10倍左右。今后應(yīng)進(jìn)一步研究大幅度降低造價(jià)，以便達(dá)一定水平后逐步推廣。1．3．5電動(dòng)汽車由于從節(jié)能和環(huán)?？?，電動(dòng)汽車有良好的發(fā)展前景，因此美、意、日、德、法等工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在競(jìng)相開發(fā)電動(dòng)汽車，其關(guān)鍵技術(shù)就是新型蓄電池，要求單位重量的貯電密度高，以便在一次充電后可獲得較長的行駛里程，并把它和電力調(diào)峰結(jié)合起來，利用低谷時(shí)的低價(jià)電力，作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力，這就更增加了電動(dòng)汽車的優(yōu)越性和節(jié)能效果。目前電動(dòng)汽車用的蓄電池，較大量使用的是鉛電池和鎳鎘電池。前者如法國的雷諾汽車公司和日本的部分汽車公司，使用理由是鉛電池可靠性好和造價(jià)便宜，缺點(diǎn)是充電后一次走行距離短。而法國的標(biāo)致集團(tuán)和意大利的菲亞特等公司則使用走行距離大一倍的鎳鎘電池。由于鎳鎘電池價(jià)格比鉛電池貴，而且鎘又易污染環(huán)境，故開發(fā)較晚的德國采用鈉硫電池，日本開發(fā)了比鈉硫電池便宜而性能差不多的鎳氫電池。日本松下電池生產(chǎn)的鎳氫電池已達(dá)充電一次走行200km以上，但由于價(jià)格比鉛電池高一倍，正研究通過回收鎳以大幅度降低成本。日本三菱集團(tuán)正以三菱汽車為中心，有三菱重工和三菱電機(jī)參加，提出以使用性能和汽油車相當(dāng)、充電一次可走行400km為目標(biāo)開發(fā)小型高效電池。美國能源部對(duì)此亦十分重視，已組織有關(guān)汽車廠和電機(jī)廠擬訂了電動(dòng)汽車用電池的3年開發(fā)計(jì)劃。據(jù)1992年7月報(bào)道，美VB公司已研制成功一種利用裝在真空器內(nèi)磁浮軸承上的飛輪蓄能的特殊電池，充電一次的走行距離為同重量鉛電池的5倍，正擬和日本聯(lián)合開發(fā)。但日本通產(chǎn)省和電池界近來主張開發(fā)大容量鋰電池。據(jù)K．Kanari和K．Takano等1996年發(fā)表在Bulletin of the Electrotechnical Laboratory第60卷第12期上的文章“Joint research on thermal simulation technology for lithium secondarybatteries”中報(bào)道說，據(jù)論證鋰電池的能源密度，按重量計(jì)為鈉硫電池的3～4倍，1993年納入新日光計(jì)劃開發(fā)，十年達(dá)實(shí)用化。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用夜間低谷電蓄熱白天供暖制冷技術(shù)，用以解決電力供應(yīng)的突出矛盾--電網(wǎng)負(fù)荷的晝夜峰谷差。解決夜間至清晨谷段負(fù)荷率低，高峰時(shí)段電力供應(yīng)緊張，以至于造成電廠規(guī)模必須按峰期負(fù)荷配置，電廠不能均衡發(fā)電，電網(wǎng)不能在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下運(yùn)行的問題。
“低谷電蓄能供暖制冷”的設(shè)計(jì)思路為，在夜間將低谷電通過對(duì)熱媒體(熱中間介質(zhì))的加熱，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)行儲(chǔ)存，這樣的熱媒體需要具有較高的密度，高的熱容量和相變熱，才可以利用它的顯熱和潛熱來大量吸收熱能。在熱媒體中積蓄的熱量，通過換熱裝置將其轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝驘崴?，蒸汽或熱水再提供給熱泵(制冷機(jī))作為高溫?zé)嵩催M(jìn)行制熱和制冷，以提高轉(zhuǎn)換效率。也可以用換熱裝置出來的熱水或蒸汽直接對(duì)外供熱。
發(fā)明構(gòu)成主要包括蓄熱系統(tǒng)；電加熱系統(tǒng)；放熱系統(tǒng)；熱泵(制冷機(jī))系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。其作用在于1．蓄熱過程首先利用夜間的低谷電(也可用非低谷電)電能加熱蓄熱池中的蓄熱材料，使之熔化，將電能轉(zhuǎn)換為熱能--蓄熱材料的熔化潛熱和升溫顯熱一進(jìn)行貯存；2．放熱過程水流過放熱系統(tǒng)時(shí)被加熱，變成蒸汽或熱水后流出；3．熱能利用過程出放熱系統(tǒng)的蒸汽或熱水作為高溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵(制冷)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)熱泵(制冷機(jī)系統(tǒng))向外供熱或提供冷量；出放熱系統(tǒng)的蒸汽或熱水也可直接對(duì)外供熱。
(1)蓄熱系統(tǒng)主要包括蓄熱池和蓄熱材料兩部分。蓄熱池為用耐熱不銹鋼、耐熱鑄鐵或陶瓷類材料制成的容器；蓄熱材料為熔點(diǎn)溫度高于300℃和低于1000℃的金屬材料或鹽類無機(jī)非金屬材料。
(2)電加熱系統(tǒng)主要包括放置在封閉蓄熱池外表面(不和蓄熱材料接觸的表面)或放置在蓄熱池內(nèi)部并埋入蓄熱材料內(nèi)的電加熱裝置或元件。
(3)放熱系統(tǒng)主要包括放置在蓄熱池外表面(不和蓄熱材料接觸的表面)或放置在蓄熱池內(nèi)部并埋入蓄熱材料內(nèi)的金屬盤管或金屬通道，當(dāng)水通過其中時(shí)，可根據(jù)工藝要求產(chǎn)生蒸汽或熱水。所產(chǎn)生的蒸汽或熱水可直接向裝置外供熱或提供給熱泵作為熱泵的熱源。
(4)熱泵(制冷機(jī))系統(tǒng)為吸收式熱泵(制冷機(jī))，以放熱系統(tǒng)提供的蒸汽或熱水為高溫?zé)嵩粗茻峄蛑评洹?br> (5)控制系統(tǒng)，根據(jù)工藝要求對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)的電控系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，通過蓄熱解決電能難以直接貯存的問題，并可做到根據(jù)需要就地分散貯存。貯存的熱能在需要時(shí)以熱水或蒸汽的形式取出并通過熱泵(制冷機(jī))轉(zhuǎn)換進(jìn)行制熱或制冷，以提高電能的轉(zhuǎn)換效率。也可直接以蒸汽或熱水向外供熱。
首先，它能調(diào)節(jié)或緩解電負(fù)荷峰谷差的矛盾。如果能大范圍的推廣這項(xiàng)技術(shù)的話，它可部分取代現(xiàn)在城市中普遍使用的燃煤、燃油和燃?xì)忮仩t，這將使低谷電的使用量大大增加，起到了轉(zhuǎn)移峰期用電、減少用電高峰期的用電需求、平衡電網(wǎng)的效果，也使得電廠能平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)、安全地運(yùn)行，從而提高了發(fā)電效率，也提高了電廠的投資效益和減少了電力建設(shè)的投資及浪費(fèi)，使整體供電水平得到提高。
其次，改善了環(huán)境。因電是最潔凈的能源。
再次，有較好的使用經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)估算，低谷電蓄熱系統(tǒng)如果單用于供熱的話，其一次性投資不大于具有同樣供熱能力的鍋爐系統(tǒng)的投資。增加了熱泵或制冷機(jī)后，雖投資增大，但考慮到增加了夏天的制冷供冷系統(tǒng)，設(shè)備利用率提高，同時(shí)調(diào)節(jié)供電負(fù)荷峰谷差的作用受季節(jié)的限制減少，因此，投資效益仍是較高的。


圖1為本發(fā)明的一項(xiàng)不經(jīng)過熱泵系統(tǒng)而直接對(duì)外供熱的系統(tǒng)示意圖。其中1-控制系統(tǒng)，2-供電線路，3-電加熱元件，4-換熱盤管進(jìn)水回路，5-流量計(jì)量裝置，6、9-流量控制閥，7-換熱盤管出水回路，8-回水管道，10-用戶或?qū)ν夤嵯到y(tǒng)，11、14-管道泵，12-集水箱，13-蒸汽或熱水出口，15-蓄熱池，16-耐熱保溫材料，17-換熱盤管。
權(quán)利要求
1.一種利用夜間的低谷電蓄熱白天供暖制冷技術(shù)，其構(gòu)成主要包括蓄熱系統(tǒng)，電加熱系統(tǒng)，放熱系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；蓄熱過程首先利用夜間的低谷電電能加熱蓄熱池中的蓄熱材料，使之熔化，將電能轉(zhuǎn)換為熱能--蓄熱材料的熔化潛熱和升溫顯熱-進(jìn)行貯存；放熱過程水流過放熱系統(tǒng)時(shí)被加熱，變成蒸汽或熱水后流出；熱能利用過程出放熱系統(tǒng)的蒸汽或熱水作為高溫?zé)嵩催M(jìn)入吸收式熱泵(制冷機(jī))系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)熱泵(制冷機(jī))向外供熱或提供冷量；出放熱系統(tǒng)的蒸汽或熱水也可直接對(duì)外供熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)，其特征在于蓄熱系統(tǒng)主要包括蓄熱池和蓄熱材料兩部分，蓄熱池為用耐熱不銹鋼、耐熱鑄鐵或陶瓷類材料制成的容器，蓄熱材料為熔點(diǎn)溫度在300℃-1000℃的金屬材料或鹽類無機(jī)非金屬材料；電加熱系統(tǒng)主要包括放置在封閉蓄熱池外表面或放置在蓄熱池內(nèi)部并埋入蓄熱材料內(nèi)的電加熱裝置或元件；放熱系統(tǒng)主要包括放置在蓄熱池外表面或放置在蓄熱池內(nèi)部并埋入蓄熱材料內(nèi)的金屬盤管或金屬通道，當(dāng)水通過其中時(shí)，可根據(jù)工藝要求產(chǎn)生蒸汽或熱水，所產(chǎn)生的蒸汽或熱水可直接向裝置外供熱或提供給熱泵作為熱泵的熱源；熱泵系統(tǒng)為吸收式熱泵，以蓄熱系統(tǒng)提供的蒸汽或熱水為高溫?zé)嵩粗茻峄蛑评洹?br> 全文摘要
一種利用夜間的低谷電蓄熱白天供暖制冷技術(shù),其構(gòu)成主要包括蓄熱系統(tǒng),電加熱系統(tǒng),放熱系統(tǒng),熱泵系統(tǒng)和控制系統(tǒng);其優(yōu)點(diǎn)在于:通過蓄熱解決電能難以直接貯存的問題,并可做到根據(jù)需要就地分散貯存。貯存的熱能在需要時(shí)以熱水或蒸汽的形式取出并通過熱泵(制冷機(jī))轉(zhuǎn)換進(jìn)行制熱或制冷,以提高電能的轉(zhuǎn)換效率。也可直接以蒸汽或熱水向外供熱。
文檔編號(hào)F24F5/00GK1293344SQ9912195
公開日2001年5月2日 申請(qǐng)日期1999年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月19日
發(fā)明者王立, 周筠清 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)