大型蓄能水箱的选型表及计算
发布时间:2022-02-19 09:22:32浏览次数:
大型蓄能水箱
由于水比热容大,4186j/kg(即4186j/升)水是一种廉价的蓄热介质,因此水箱蓄热通常用于工程。
方法1:仅用空气源热泵加热
由于空气源热泵机组产水温度低,水箱蓄能的最大温差为15℃左右(水温从35开始℃升到50℃),因此,1立方米水的最大蓄热量只有1.5万千卡=17.44kwh(忽略能量转化效率,余同)。
高位水箱的作用:为系统补水、系统水的冷热膨胀预留空间,没有蓄能的作用,不参与末端的水循环;蓄能水箱的作用是为系统储存热量(冷量),参与末端的水循环。
蓄能水箱体积=水箱需要储存的热能/温差(此公式忽略热损失)
例如,热负荷指数为45w/㎡,1000平方米的建筑储存10小时的热量,所需水箱体积为:(450kwh×860千卡/kwh)/15=25.8立方米,考虑到水箱散热的热损失,水箱体积应增加15%,水箱体积应增加25%.8×1.15=30立方米,即30吨盛水。
由此可见,水箱蓄能缺陷:安装成本增加,占用空间大,承载能力超过建筑设计要求,散热损失大,运行成本高。
方法二:用电锅炉 热泵加热
现介绍第二种方法,采用电锅炉 空气源热泵主机给水箱加热的蓄能方法。
首先,将空气源热泵主机将水箱中的水温从35开始℃提升到50℃,电锅炉将水温提升到95℃,合计提升温差60℃。因此,1立方米的水蓄热量为6万千卡=69.77kwh。
水箱的容积=水箱需要储存的热能/温差
例如,热负荷指数为45w/㎡,1000㎡建筑物储存热量10小时,所需水箱体积为:(450kwh×860千卡/kwh)/60=6.45m3.考虑到水箱散热的热损失,水箱体积应增加15%,水箱体积应为6%.45×1.15=7.4m3,即盛水7.4吨。
电锅炉的加热功率=储存在水箱中的热能×45/60÷电锅炉的工作时间(忽略电加热转换效率)
例如,热负荷指数为45w/㎡,1000㎡电锅炉的功率是:450kwh×45/60÷10h=33.75kw。考虑到散热等损失,电锅炉的功率应增加15%。因此,电锅炉的加热功率实际上应为33.75×1.15=38.8kw。
由此可见,这种蓄能方式水箱的容积是前者的1/4,大大降低了水箱的占地面积和建筑物的承载能力。
方法三:用峰谷电水箱蓄热
在晚间谷电价期间,空气源热泵机组将蓄热水箱的水温从35℃提升到50℃,电锅炉将水温提升到95℃。
每1kg水温度升高60℃蓄热量为60千卡=0.06977kwh,即1T水热量为69.77kwh。
如,西安1000㎡非节能建筑按热负荷指标60W/㎡计算8小时存储温度升高60℃热能所需水箱体积为:60*8kwh/69.77kwh=6.878m3.因此,水箱的容积约为7m3(如空气源热泵机组15度温差28度m3)。
这种蓄热方法的优点是:
a.低谷电的有效利用,对整个电网起到了削峰填谷的作用
b.设备成本低于蓄热电锅炉;
c.与蓄热电锅炉相比,设备占用空间少,重量轻,减轻了建筑物的承载能力。
此外,除了水箱蓄能外,建议使用建筑本身进行蓄能。这是因为:符合国家节能建筑标准的建筑物应维护结构的热惰性指标D>6.特别是地暖工程,建筑本身就是一个巨大的蓄能体。
建筑储能的特点:无需投资其他储能设备,不占用建筑空间,不考虑建筑承载问题,设备投资少,储热量大。
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