電熱水鍋爐在中央空調(diào)系統(tǒng)中的合理使用

電熱水鍋爐在中央空調(diào)系統(tǒng)中的合理使用

1電熱水鍋爐系統(tǒng)目前，中國許多大型發(fā)電站都在不同程度上擴(kuò)建和增加，電力能力顯著提高。此外，新裝置的建設(shè)和生產(chǎn)能力顯著提高了中國主要電網(wǎng)的供電能力。而我國國營大中型企業(yè)正處于轉(zhuǎn)換機制,內(nèi)部調(diào)整階段,工業(yè)用電較以前不增反降。此長彼消,電力市場出現(xiàn)了供大于求的局面。此外,目前城市晝夜電負(fù)荷的峰谷差已達(dá)到40%,有些城市甚至達(dá)到50%。供電部門已采取各種措施解決調(diào)峰問題,其中“分段計價”就是措施之一,鼓勵在“谷段”用電。這就為電熱水鍋爐的使用創(chuàng)造了條件。電熱水鍋爐具有電能利用率高、運行可靠、調(diào)節(jié)方便及無污染等優(yōu)點,能在一定范圍內(nèi)代替目前使用的燃煤、燃油鍋爐。本文擬對電熱水鍋爐在中央空調(diào)系統(tǒng)中的合理使用進(jìn)行探討。2電熱水鍋爐和蓄熱器聯(lián)合使用的方案電熱水鍋爐作為中央空調(diào)系統(tǒng)的熱源,主要在冬季為空調(diào)系統(tǒng)提供60℃的熱水。對業(yè)主而言,使用電熱水鍋爐首先考慮的問題是和燃油鍋爐相比運行費用如何,我們以熱負(fù)荷為60×104kcal/h為例,對兩者能耗及運行費用進(jìn)行比較。電熱水鍋爐熱效率取96%,每小時耗電為728kWh,按江蘇省平價電費0.649元/kWh計,則直接運行費為462元/h,油鍋爐熱效率取88%,輕柴油熱值為10400kcal/kg,每小時油耗為65.6kg,油價按2500元/t計,直接運行費為164元/h。兩者之比為2.8∶1。顯然這樣的運行成本除電力部門外,多數(shù)業(yè)主難以接受。因此,電熱水鍋爐只有和蓄熱器聯(lián)合使用,充分利用供電部門“分時計價”的政策,才有可能得到推廣使用。在電熱水鍋爐配蓄熱器系統(tǒng)中,當(dāng)蓄熱器向系統(tǒng)供熱時,其水溫將逐漸下降,為了便于調(diào)節(jié)空調(diào)供水溫度,采用板式水——水熱交換器間接供熱。在板式換熱器出水管和回水總管之間設(shè)一電動三通閥,自動調(diào)節(jié)供回水混合比,保證空調(diào)供水溫度穩(wěn)定。仍以熱負(fù)荷為60×104cal/h為例,根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)的運行特點,設(shè)計兩種方案,見圖1、圖2。方案A針對中央空調(diào)系統(tǒng)白天運行的場所,如辦公樓、銀行、商場等。在用電“谷段”電熱水鍋爐向蓄熱器蓄熱。中央空調(diào)系統(tǒng)運行時,“峰段”由蓄熱器向系統(tǒng)供熱,“平段”由蓄熱器供熱或由電鍋爐供熱。方案B針對中央空調(diào)系統(tǒng)24h運行的場所,如賓館、醫(yī)院病房等。和方案A不同的是考慮到“谷段”電熱水鍋爐既要向蓄熱器蓄熱,又要向空調(diào)系統(tǒng)供熱,為了使控制系統(tǒng)簡單,單獨為蓄熱器配一臺電熱水鍋爐。3電熱爐的設(shè)計方案的可行性分析以江蘇省分時電價為計算依據(jù),其電價結(jié)構(gòu)如下。3.1方案b:蓄熱器+平段方案A有兩種運行工況。工況一為“谷段”蓄熱器蓄熱,空調(diào)系統(tǒng)運行時,熱負(fù)荷全部由蓄熱器承擔(dān),平均運行電費為231元/h;工況二和工況一的區(qū)別是空調(diào)系統(tǒng)運行時,蓄熱器僅承擔(dān)“峰段”負(fù)荷,“平段”負(fù)荷由電熱水鍋爐承擔(dān),平均運行電費為375元/h。方案B也有兩種運行工況。工況一“峰段”和“平段”負(fù)荷均由蓄熱器承擔(dān),平均電費為231元/h;工況二蓄熱器僅承擔(dān)“峰段”負(fù)荷,其它時段的負(fù)荷由電熱水鍋爐承擔(dān),平均運行電費為308元/h。3.2蓄熱器體積計算為在方案中蓄熱器體積的大小取決于蓄熱量。當(dāng)蓄熱量一定,體積和蓄熱水溫度成反比。電熱水鍋爐為常壓時,最高供水溫度為95℃;有壓時,水溫取決于工作壓力的大小。如取工作壓力為0.6MPa,則水溫為165℃。分別按電熱水鍋爐有壓和無壓,計算出蓄熱器體積分別為:方案A工況一46m3和137m3;工況二17m3和51m3;方案B工況一91m3和274m3;工況二46m3和137m3。無壓時蓄熱器體積是有壓時的近3倍,對于鋼板焊接的蓄熱器,無壓比有壓時壁厚要薄得多,且焊接要求低,故兩者造價相差不多。方案B因系統(tǒng)運行時間長,蓄熱器體積比方案A大得多,造價也要高許多。3.3中小型空調(diào)工程,蓄熱器體積較大,熱水鍋爐調(diào)濕在兩種方案中,工況一完全利用了“峰谷”電價差,運行費用為工況二的61.5%～75%,運行比較經(jīng)濟(jì)。但工況一蓄熱器體積較大,是工況二的3倍。因此,在蓄熱器容易放置的小型工程中,應(yīng)優(yōu)選工況一。方案B相對方案A,平均電費低,但蓄熱器體積較大。因此,對于只能放置鋼制蓄熱器的空調(diào)工程,方案B僅適合在一些中、小型工程中使用,且使用有壓電熱水鍋爐。對于一些大型空調(diào)工程,應(yīng)充分利用地下室,建蓄熱水池,使用無壓電熱水鍋爐,這對土建施工要求相對較高。4電價分析電熱水鍋爐對環(huán)境保護(hù)、安全及適應(yīng)國家能源政策方面均具有一定優(yōu)勢,其一次性投資和燃油鍋爐差不多。但就推廣使用而言,影響業(yè)主使用的主要因素是電熱水鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性和蓄熱器存放問題。對于電熱水鍋爐配蓄熱器系統(tǒng),運行越是經(jīng)濟(jì),所需蓄熱器體積就越大。綜合分析,得出如下結(jié)論。(1)柴油價格目前上漲到2.65元/kg,不久國家將增收燃油稅,大約為0.95元/kg,即每kg柴油價格為3.50元左右。當(dāng)平價電價格降為0.315元/kWh時,燃油鍋爐和電熱鍋爐燃料費將持平,此時,電熱水鍋爐將完全可以取代燃油鍋爐。目前電的價格仍較高,在中央空調(diào)系統(tǒng)中電熱水鍋爐直接使用,運行費用較高,必須和蓄熱器配合使用。(2)蓄熱器的蓄熱能力與蓄熱器蓄水溫度有關(guān),采用常壓電熱水鍋爐,因水溫低、蓄熱量小,蓄熱器體積過于龐大。因此,對于只能用鋼制蓄熱器的工程,電熱水鍋爐必須采用有壓鍋爐。這就需要加快開發(fā)高效、安全的有壓電熱水鍋爐。對于地下室可用來建蓄熱水池的工程,可采用常壓電熱水鍋爐。