浅析电热高温相变储能装置设计与应用

李 虎 李 娟

山东省热电设计院 山东 济南 250000

1、前言

本项目研制的相变储能装置占地面积小，节约用地空间。与直接式电暖气存在运行费用高等问题相比，电热高温相变储能装置可利用低谷电蓄热，储热后可备随时使用，不仅有利于缓解电力的峰谷差，有效降低城市的燃煤污染，还可在实行峰谷电价分级的地区节约运行成本，其应用前景广阔。

2、高温相变储能设置设计

在相变储热材料的制备中，通常采用复合方法。在这项研究中，铝基合金被用作相变材料作为传热增强介质，以提高整个装置的有效导热性，从而实现快速有效的传热。用于电热相变热储存装置的相变材料通常具有一些耐高温腐蚀性，并且通常在使用时需要包装。同时，相变材料的微胶囊化具有许多优点，例如增加的传热面积，相变材料与外部环境之间的反应减少，以及由相变引起的体积变化减小。相变材料储能单元的结构封装了相变储能装置的结构单元。最外层是包装，其放置在热交换管的结构单元的中间。热交换介质是风，由潜热释放的空气流过管道。实现了相变材料的蓄热和放热，实现了整个装置的蓄热和放热。在使用低成本的晶粒电能将电能转换成热能之后，高温相变材料在相变过程中将大量的潜热进行了吸收，保持温度恒定，并将其存储在储能元件中。必要。然后释放热量并使用它。整套电热高温相变储能装置包括钢结构平台（壳体），固态蓄热器，电热管等，以及一套热交换和保温系统，包括高温耐温循环风扇，铜内螺旋换热装置，纳米绝缘层;控制系统，包括控制器控制柜和一套高效的集成泵装置等。该装置的外壳由不锈钢制成，内壳填充有更好的绝缘材料。环形包装管是由不锈钢管制成，相变材料填充在环形管中，电加热元件设置在环形管外。一种高温相变储能装置。电加热管将电能转换成热能。热能通过热传导存储在高温相变材料中。纳米级保护层是一种高能绝缘体，可将固体蓄电池与外部环境隔离开来。当固体再生器的温度为800℃时，纳米保护层的表面温度仅为几十℃。当负载需要加热时，该装置可以通过铜内部交换循环的热循环水循环换热器根据预设温度和循环高温循环风扇供给预定方案提供的高温空气。热水通过高效的集成泵单元供应到终端设备（风扇排气管）。有几种方法可以稳定地控制输出温度，例如入口和出口水之间的温差，水温常数，总热量输出测量值和负载温度波动平衡值，上述数值传感器监控的数据由中央计算机处理。该命令发送到自动控制器，设备执行全自动无级精确控制操作，控制精度为1℃。电加热时间和温度可根据负载和底座的实际需要设定，设备将根据设定值完全无人值守。装置中的能量存储单元由位于需求箱中的电加热元件加热。此时，封装在能量存储单元中的相变材料经历相变并存储大量吸收的热量。储热过程。当电源处于峰值时段并且需要热能时，能量存储单元中的相变材料开始冷却，释放大量存储的能量，从而实现电热相变装置的放热过程。释放的热量被周围的热交换介质吸收，并通过介质循环系统循环到风机盘管和其他终端设备。

3、储能装置的应用优势

大多数现有的电热和热能装置使用电热丝（管，杆）来电加热传热介质，或者直接在传热介质上（例如排气管所需的热水），它们在及时通电时必须是共同的，也就是说，低电价期间会降低使用成本。高温相变储能电加热设备可以利用电力来减少峰谷填充，将谷能转化为热能，并将其存储在相变材料中，以便在需要时提供热量，用于电流电加热设备是不可能的。现有的大多数电加热设备都采用保温材料，但在材料的研究和设计中，保温性能存在较大差距，特别是当热端面达到700以上时。电动高温相变储能装置在精确控制热能输出方面也具有很强的优势。根据目前的国家峰谷价格，电加热和高温相变储能装置的使用和运行成本仅比现有技术设备低25%。电热高温相变储能装置，热容量高，固热温度高达800℃的固相变材料，一般电加热设备是不可能进行的。在中国其他地方也做过类似的尝试。例如，在低功率需求期间，水被电加热并储存在罐中。在高峰时段，停止加热并使用电力储存。水箱里有热水。但是，常压下的水温是有限的，在90℃左右，它不能满足大多数工矿企业生产热量指标的需要。另一方面，为了增加热能储备，水箱通常需要很大。为了节约能源，有必要对水箱进行高质量的保温和处理，这需要大量的空间并且需要很多投资。

4、结束语

一直以来人们都对能源有着相当的依赖程度，可以说能源就是人类社会能够不断发展的核心所在，这也是人们日常生活工作效率得到提高的核心所在。但是近些年来社会发展的速度已经远不是以前那些年所能比拟，人们对于能源的需求量快速增长，电力需求峰谷差距也在这一过程中变的尤其明显，如果针对性的建造晚间的发电厂运行模式则显然不经济，因而可以使用相变储能技术，这一技术适用于冷库空调系统，电相变蓄热装置，建筑节能等领域。