一、原理及应用条件

水蓄热技术原理及其应用条件

1、技术原理

水蓄热就是利用水的显热，将需要的能量在用电低峰时期储存下来，然后根据负荷要求释放这些热量，这样在用电高峰时期可以少开或不开热水机组，从而节约高峰时期用电量，起到移峰填谷的作用并节省运行费用。

2、应用条件

当然该系统有一个应用的主要前提,那就是该地区是否存在电力低谷、高峰期电价差。目前随着我国用电结构矛盾的不断加大(一方面存在着严重的高峰电力不足,另一方面存在着峰谷差过大问题,进而形成自然资源大量浪费的恶性循环),各地政府已纷纷出台优惠政策拉大峰、谷电价差,以经济手段推动电力削峰填谷,在峰谷用电基本都在半价或半价以下。同时为了提高业主积极性,很多地方地政府还下达相应政策,鼓励和支持应用蓄能项目的用户,从而缓解峰、谷电负荷严重不平衡的矛盾。

水蓄冷的技术原理及基本条件

1、技术原理

水蓄冷中央空调系统是用水为介质，将夜间电网多余的谷段电力（低电价时）与水的显热相结合来蓄冷，以低温冷冻水形式储存冷量，并在用电高峰时段（高电价时）使用储存的低温冷冻水来作为冷源的空调系统

2、应用条件 

实施水蓄冷的基本条件

二、运行原理图

水蓄冷系统运行原理图

水蓄热系统运行原理图

直接加热式蓄热循环供热系统:

该系统一般适合较大功率的电热水锅炉,系统中配置一只与电热水锅炉功率相匹配的蓄热水箱。给水从蓄热水箱注入,并充满整个系统,蓄热水箱与电热水锅炉之间形成循环回路,通过热水泵循环用电热水锅炉发出的热量来加热蓄热水箱的水, 直至设定的温度。

间接加热式蓄热循环供热系统

该系统为双循环加热系统,在蓄热水箱与电热锅炉之间设置一台热交换器,将发热过程和吸热过程分隔成两个独立循环的回路。电热锅炉产生的热量通过热交换器间接传递给蓄热水箱的水,给水系统适合水质硬度较高的地区。因为在电热锅炉放热侧形成闭式循环,热煤水除少量泄露需补充外,基本上没有消耗,只须在初始启动前在该循环回路中加满软化水,电热锅炉就可以在较长的时间内安全运行。

三、设计要求

水蓄冷

1、建筑物中具有可利用的消防水池时，应尽可能考虑其兼做蓄冷水池；
2、蓄冷混凝土水池不宜小于100M3；
3、确定蓄冷混凝土水池深度时，应考虑到水池中冷热掺混热损失，在条件允许时宜尽可能加深；
4、供回水温差不宜小于7度，蓄冷容积不宜大于0.048M3/kWh；
5、水蓄冷蓄水温度在4~7度时，宜采用常规制冷机组；
6、蓄冷水槽宜采用温度分层法，也可采用多水槽法、隔膜法或迷宫与折流法；
7、采用分层法的蓄冷水槽，应合理设计水流分配器，使供回水于蓄冷和释冷循环中在槽内形成重力流，并保持一个合理稳定的斜温层；
8、蓄冷时，蓄冷水槽的进水温度应保持恒定；
9、水路设计时，应采用防止系统中水倒灌的措施；
10、蓄冷水槽宜远离振动设备，当与振源较近时，应对振源采取相应的减、隔振措施。

水蓄热

1、蓄冷水温不宜低于4°C。

2、蓄冷、蓄热混凝土水池容积不宜小于100m3。

3、蓄冷、蓄热水池的深度,应考虑到水池中冷热掺混的热损失，在条件允许时宜尽可能加深。

4、蓄热水池不应与消防水池合用。

5、水路设计时，应采用防止系统中水倒灌的措施。

6、当有特殊要求时，可采用蒸汽和高压过热水蓄热装置。

四、水蓄冷、水蓄热系统应注意的事项

水蓄冷

1、在水蓄冷系统蓄水槽的设计中，一定要注意进出水管的布置和走向问题，要保证温水从水槽上部流入或流出，冷水从水槽下部流入或流出。

2、注意蓄水槽槽深和蓄水槽斜温层厚度对蓄水槽有效蓄冷率的影响，槽深不能太小，斜温层厚度不能太大。

3、蓄水槽中温、冷水进出水槽时散流器的布置喷嘴不能太少，避免水流速太大对斜温层有较强扰动，破坏斜温层以及水槽中稳定的水温分布。

4、在无板式换热器的水蓄冷系统中，不能仅仅关注于除投资费用的降低，简单的略去释冷水泵。

水蓄热

1.蓄热温度高于沸点温度的高温蓄热装置应符合《压力容器安全技术监察规程》，系统应有多重保护措施。

2.蓄热装置不应与消防水池合用。

3.蓄热装置一般宜采用钢制，形式可以因地制宜采用矩形或圆形，置有一定的高度以利于温度分层。

4.在日常运行中，应根据日负荷变化的情况选择合适的运行方式，再考虑进人平段和峰段运行。

5.在满足用热要求的前提下，宜减低蓄热或供热温度，以减少散热损失。

6.电蓄热系统中的设备及管道保温应确保完好、严密，以减少散热损失。

7.开式系统的蓄热温度应低于95℃，以免发生汽化。

五、水蓄冷技术难点

1、罐体制作问题

1）罐体体积大

2）占地面积大

3）基础制作复杂

2、性能问题

1）水蓄冷系统在蓄冷时改变了原有空调系统的运行工况，需要使出水温度降低到4℃来进行蓄冷，而有些情况下，原有空调系统的出水温度达不到4℃，达不到设计要求，这就使水蓄冷的通用性就变差；另外，水蓄冷系统在蓄冷时，使原有空调系统的蒸发温度降低，蒸发温度每降低1℃，主机效率降低3-5%，由此可知，水蓄冷在蓄冷时，主机效率降低10%左右。 ,   水蓄冷在放冷时，回水温度会受用户端负载的变化而发生变化，而由于回水温度不可控，例如设计回水温度为14℃，实际回水温度要小于14℃，按蓄冷温差8℃来算，回水温度每降低0.1℃，蓄冷量减少1.25%，也就是实际蓄冷量要小于设计蓄冷量。

2）放冷泵功耗大，电价高峰段移峰能力差。

3）保温性能差，冷损失大。

3、安装及品质问题

1）安装时间长，困难多。

2）水质管理复杂。

3）无法搬迁。