儲能供熱技術應用分析與探討

郭澤強

摘 要 近些年，我國經濟建設速度整體呈上升趨勢，同時科技水平的提高在一定程度上提高了社會整體生活質量和水平，人們在一定程度上提高了對各行業(yè)的要求和標準，同時加大了各種資源的實際需求，特別是對電力資源的需求。不僅如此，電網峰谷差逐漸增大，提高電網質量顯得尤為重要。在提高電網質量的整個過程中，儲能技術的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來，有效實現(xiàn)電能與熱能高校轉換的目的。本文分析了儲能供熱技術的相關情況，希望能有一定幫助。

關鍵詞 儲能供熱技術 儲能供熱模塊 綜合熱轉換效率

中圖分類號：TK1;TM61 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）10-0039-02

事實上，我國飛速發(fā)展的整個過程中儲能供熱技術一直都是社會各界討論的熱門話題。然而，在實際發(fā)展過程中，政府和各行業(yè)對其重視程度較低，而是更傾向于新能源的開發(fā)與利用。不僅如此，世界各國越來越重視節(jié)能減排，各政府都開始加大儲能供熱技術的開發(fā)，從而可以有效實現(xiàn)更加合理使用生產的電力、高效分配的目標。值得一提的是，儲能供熱技術除了能夠幫助電網消納富余風電以外，還可以有效實現(xiàn)移峰填谷以及能源儲存利用的目標。

1 儲能供熱模塊的種類

現(xiàn)階段，科技水平的提高在一定程度上刺激新興技術產生，同時能夠使儲能供熱技術更加完善。對于電熱儲能供熱模塊而言，該模塊屬于一種綜合類高科技產品。因為該模塊包含加熱、儲能、電控、熱交換等多種技術，在實際儲能供熱過程中發(fā)揮著至關重要的作用。值得一提的是，由于其屬于綜合類高科技產品，實際工作效率有所保障。不僅如此，該模塊采用的技術也是多樣的，包括水電分離技術、儲能保溫技術、自動控制技術等，這樣可以在不同時期進行相應的電能與熱能轉換，特別是在電網的低谷期，這一作用發(fā)揮更加明顯。與此同時，經過這一系列操作，該模塊可以通過交換裝置全天不間隔釋放熱量，可以有效實現(xiàn)高效工作的目的，還可以在一定程度上有效避免環(huán)境污染問題。因此，該模塊具備既環(huán)保又高效的特點[1]。

就現(xiàn)階段儲能供熱技術的發(fā)展情況而言，現(xiàn)存的儲能式工作模塊主要有帶壓水箱式、常壓水箱分體式等，具體情況如下：

1.對于常壓水箱分體式儲能供熱模塊而言，該模塊將常壓水作為儲熱介質，儲水箱的實際容積決定著實際儲能容量。然而，因為常壓水具備能量密度小的特點，導致在需要開展大容量儲能工作時，則需要使用體積較大的水箱，否則儲能目標則無法完成。但是，要想完成大容量儲能目標，就必須要占據較大的面積，為水箱留出足夠的空間，這在一定程度上造成系統(tǒng)占地面積較大問題時有發(fā)生的現(xiàn)象。但是，這種系統(tǒng)的熱效率偏低，只有80%左右。

2.就帶壓水箱式儲能供熱模塊來說，帶壓水為該模塊的儲能介質，水壓和熱容量都有相應的標準。因此，在實際工作過程中，必須要嚴格控制該供熱模塊下的水壓和熱容量。和常壓水箱分體式儲能供熱模塊相同的是，該模塊也需要較大體積的水箱，但是水箱必須為帶壓水箱，這在一定程度上提高了系統(tǒng)結構的復雜程度，降低了系統(tǒng)的安全性能，有效提高了各種安全事故的實際發(fā)生頻率（圖1為帶壓儲能水箱）。

3.至于將固液相變材料作為儲熱材料的儲能供熱設備，其工作原理就是借助“固轉變成液”這一變化過程中所釋放的能量實現(xiàn)儲存與釋放的目的。和將水作為儲能介質的儲能供熱模塊相比，以該種儲熱材料作為媒介的能量密度較大，但是這種材料價格相對較高，穩(wěn)定性能較差，并且多數材料自身還具備一定腐蝕性，給實際儲能供熱工作造成了一定不良影響，這也就是該種方法使用頻率較低的一大原因。

2 儲能供熱原理及系統(tǒng)特點

2.1 系統(tǒng)構成及原理

事實上，儲能供熱系統(tǒng)就是借助相應的機械設備實現(xiàn)電能與熱能的轉換以及釋放。高密度蓄熱合金模塊、加熱管、變頻調速循環(huán)風機等共同組成儲能供熱機，該設備在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用。具體來說，在工作過程中，加熱管會借助夜晚電網的波谷期的電能加熱高密度蓄熱合金模塊，這樣可以合理控制設備整體的熱損失率。當系統(tǒng)釋放熱量時，變頻調速循環(huán)風機則開始發(fā)揮自身的作用，風道內的氣體產生對流被循環(huán)送至相應的換熱器內，開展加熱交換器內冷水的工作。不僅如此，儲能供熱機可以借助調整風機的風速以及散熱器內的水流量來實現(xiàn)控制熱水溫度的目的。與傳統(tǒng)的儲能加熱設備相比，該系統(tǒng)在使用了新型材料和技術的基礎上，有效提高了熱交換效率，使綜合效率可高于90%。

2.2 系統(tǒng)的特點

2.2.1 靈活性高

事實上，儲能供熱技術具備較強的靈活性，該技術可以靈活選擇某一時段內的電網波谷電能并將其有效轉化為熱能進行儲存。與此同時，可以用該過程產生的熱水、熱風、蒸汽等為城市的供熱提供相應的能源以作為補充，這樣不僅可以有效提高電網的實際利用率，實現(xiàn)移峰填谷的目標，還可以在一定程度上提高電網的清潔能力，有效降低對生態(tài)環(huán)境的破壞力度。

2.2.2 儲能材料綜合性能高

一般情況下，在開展儲能供熱工作時，使用的儲能材料多為高密度合金材料，而這類材料具備綜合性能高的特點，包括熱傳導性、穩(wěn)定性、儲熱能力強等。不僅如此，這類材料無毒無害、熱容量高，在實際應用過程中，可以有效提高資源利用率。除此之外，將高密度合金作為儲能介質可以大幅降低供熱設備的整體體積[2]。

3 儲能供熱技術應用概況

現(xiàn)階段，儲能供熱系統(tǒng)運行相對平穩(wěn)，同時可以開展連續(xù)運行工作。不僅如此，相關研究表明，儲能供熱模塊的實際熱轉換效率高達90%以上，整體的供熱、供暖效果都比較好。值得一提的是，儲能供熱模塊的靈活性能高，可以靈活掌握加熱的時期，這樣可以在一定程度上實現(xiàn)“移峰填谷”的目標。與此同時，將儲能供熱系統(tǒng)應用在風電開發(fā)相對集中的地方，大規(guī)模使用該系統(tǒng)不僅可以有效實現(xiàn)提高電網整體利用率的目的，還可以在一定程度上有效降低旋轉備用容量，對于增強電網調頻、調峰的能力有一定幫助。與此同時，還可以有效避免風電間歇性問題的發(fā)生。除此之外，由于儲能供熱系統(tǒng)資金投入相對較低，有效降低了發(fā)電的資金投入，同時為提供更加公平的市場競價環(huán)境奠定了基礎。另外，在既可以保證電網運行的安全性以及穩(wěn)定性的基礎上，可以有效提高電網企業(yè)的實際效益。

然而，在現(xiàn)實生活中，儲能供熱設備的推廣以及實際應用會受到多種因素的影響，包括電價政策、城市配電網結構等。因此，在實際應用與推廣過程中，需要結合具體的問題，制定有針對性的解決措施，這樣可以為其拓寬應用領域提供幫助。具體來說，部分地區(qū)缺乏峰谷電價政策，例如：內蒙古地區(qū)，這在一定程度上提高了實際運行成本。因此，相關地區(qū)必須要結合實際發(fā)展情況，制定科學的定價政策，這樣既可以方便儲能供熱技術的推廣，還可以有效避免過高消耗能源的問題，同時可以降低電網負荷的峰谷差。不僅如此，部分城市存在配電網無法支撐大規(guī)模、大功率儲能供熱設備的運行。要想實現(xiàn)合理使用儲能供熱設備的目的，就必須要結合城市的實際情況對配電網進行進一步優(yōu)化。

4 結語

隨著城市化建設進程進一步深入，儲能供熱技術應用頻率提高、范圍擴大已成為發(fā)展趨勢。但是，在實際使用過程中，仍需要不斷完善優(yōu)化儲能供熱技術，盡可能避免各種問題的發(fā)生，同時還需要制定有效的解決措施，及時解決出現(xiàn)的問題。

參考文獻：

[1] 宋雅詩.空氣源熱泵供暖技術及具體應用分析探討[J].建筑工程技術與設計，2020（02）：3134.

[2] 李勇.智慧供熱技術策略研究及應用分析[J].數碼設計（下），2018（09）：171-172.