生活熱水電蓄熱系統(tǒng)技術(shù)研究

1、生活熱水電蓄熱系統(tǒng)技術(shù)研究摘要：介紹了牛活熱水電蓄熱系統(tǒng)利用控制器以及溫度傳感器自動(dòng) 控制電鍋爐在夜間22： 00至5： 00低谷電價(jià)期間啟動(dòng)，通過(guò)蓄熱循環(huán)泵、 蓄熱水箱進(jìn)行循環(huán)蓄熱，在白天使用時(shí)通過(guò)換熱器進(jìn)行熱量交換，把蓄熱 水箱儲(chǔ)存的熱能釋放出來(lái)轉(zhuǎn)換成生活熱水系統(tǒng)熱能進(jìn)行利用。由于本方案 采用夜間低谷電價(jià)，不但降低了運(yùn)行費(fèi)用，而且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)起到了 “削峰 填谷”的作用。關(guān)鍵詞：電蓄熱；口動(dòng)控制abstract： living hot water system makes use of the controller and temperature sensor to automatic co

2、ntrol the electric boiler operation in the 22:00/pm to 5:00/am ,which applying the trough electricity price,recircling to store heat by the recircling pump and water tank. it can exchange heat by heat exchanger. the heat in the storing heat water tank can be released in the daytime, that used in the

3、 living hot water system. the proposal uses the trough electricity price in the night, which not only decreasing the operation cost, but also balanceing the municipal electricity net.keywords: electric storing heat； automatic control中圖分類號(hào)：tu822文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：2095-2104 (2012)1引言項(xiàng)目為大連某高檔公寓式酒店，酒店部分共12層，內(nèi)有

4、280戶，其 中四樓為健身房和桑拿，共計(jì)30個(gè)淋浴噴頭。山于春季、夏季、秋季市 政熱力管網(wǎng)均不供應(yīng)蒸汽熱源，所以生活熱水系統(tǒng)只能選用電鍋爐蓄熱方 案。如果選用燃煤鍋爐，環(huán)保不符合要求；選用燃油鍋爐運(yùn)行費(fèi)用太高。 電蓄熱方案利用夜間低谷電價(jià)不但降低了運(yùn)行費(fèi)用，而且還對(duì)電網(wǎng)起到了 “削峰填谷”的作用。在晚上10： 00時(shí)，啟動(dòng)電鍋爐進(jìn)行蓄熱，熱量?jī)?chǔ) 存在蓄熱槽中，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到溫度達(dá)到95°c時(shí)，停止電鍋爐工作。 儲(chǔ)存在蓄熱槽中的熱量供第二天使用。酒店內(nèi)的生活熱水供應(yīng)采用了蓄熱電鍋爐的形式。蓄熱系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 該蓄熱系統(tǒng)晚上用電低谷期制熱，全量蓄熱，白天不開(kāi)主機(jī)，以節(jié)約運(yùn)行 成木。本工

5、程蓄熱電鍋爐設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：2蓄熱電鍋爐的選型以下為熱量計(jì)算公式及數(shù)據(jù)：q二c*m* (tr- tl)tl：自來(lái)水基礎(chǔ)水溫，按冬季管網(wǎng)供水50c otr：加熱后生活熱水供水溫度。c：水的比熱，1 kcal /kg.度m：生活熱水的質(zhì)量，kgo 1 kg水等同1l水。q：供熱量 kcalo lkcal=l/860kwho2. 1樓內(nèi)共280戶，根據(jù)規(guī)范每戶最大日用600c水量240l,全日總 用水量 240 x280二68m3計(jì)算全h 總供熱負(fù)荷 q二 1*68000* (60-5) =3740000kcal=4348 kwh使用時(shí)間3h。尖峰負(fù)荷為 4348 kwh /3h二 1450 kw2.

6、2樓內(nèi)30個(gè)淋浴噴頭，每個(gè)噴頭用600c水量180l/h,使用時(shí)間 12h,按照70%的使用率進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)算全h 總供熱負(fù)荷 q二 1*180*30*12*0. 7*(60-5)二2494800 kcal=2900 kwh尖峰負(fù)荷為 2900 kwh/12h=242 kw2.3根據(jù)以上計(jì)算，整個(gè)項(xiàng)目全日總負(fù)荷為4348+2900=7248 kwh尖峰負(fù)荷為1450+242=1692 kw大連地區(qū)低谷電時(shí)間段為22： 005： 00合計(jì)7h,采用全量蓄熱系統(tǒng)，將第二天生活熱水換熱用的負(fù)荷全部?jī)?chǔ)存起來(lái)，設(shè)計(jì)2臺(tái)電鍋爐的選型為:7248 kwh/7h/2臺(tái)二518 kw,因此設(shè)計(jì)選用2臺(tái)540 kw

7、的電鍋爐，總 功率 1080 kwo3蓄熱水箱幾何體積的選型v蓄熱水箱兒何容積，m3n電鍋爐選用功率，kwng谷電時(shí)段值班電鍋爐功率，kw （本項(xiàng)目無(wú)值班電鍋爐）tx-b熱的各時(shí)間段時(shí)間，h鍋爐效率，一般取98%a t 蓄熱水箱的可利用溫差（蓄熱水箱可利用溫差為500c）幾1 蓄熱水箱的保溫效率，一般取95%k 蓄熱水箱的容積利用系數(shù)，一般取0.95p 熱水的密度，1000kg/ m3蓄熱水箱通過(guò)熱交換器將熱量傳遞給生活熱水的，考慮蓄熱水箱內(nèi)熱 水最高溫度不超過(guò)1000c,可利用溫差按500c計(jì)算。v= （1080*7*0. 98*3600） / （50*0. 95*0. 95*1000*4.

8、18）二 141 m³因此木項(xiàng)目蓄熱水箱體積為141 m³,根據(jù)設(shè)備間空間，設(shè)計(jì)水 箱尺寸為8.5 m （長(zhǎng)）m *5.5 （寬）*3 m （高）。4容積式換熱器、蓄熱循環(huán)泵的選型計(jì)算根據(jù)供熱尖峰負(fù)荷，選用1臺(tái)容積式換熱器，換熱量為1700 kw,二 次側(cè)生活熱水設(shè)計(jì)溫度600c/50co設(shè)計(jì)2臺(tái)供應(yīng)二次側(cè)生活熱水變頻泵， 按最低供水溫度350c計(jì)算，每臺(tái)流量為（1700/2） x0. 86/30=24 m3/h, 設(shè)計(jì)選用2臺(tái)流量30m3/h,揚(yáng)程40 m生活熱水供應(yīng)泵，按照2臺(tái)變頻配置。蓄熱循環(huán)泵流量要滿足帶走電鍋爐的加熱所產(chǎn)生的熱量，1臺(tái)540 kw

9、電鍋爐対應(yīng)1臺(tái)循環(huán)泵，鍋爐為即熱式電鍋爐，進(jìn)出水溫差按200c考慮 流量為540*0. 86/20=23 m3/h,設(shè)計(jì)選用3臺(tái)流量25m3/h,揚(yáng)程19 m 次側(cè)蓄熱循環(huán)泵，按照2臺(tái)變頻1臺(tái)備用配置整個(gè)生活熱水電蓄熱系統(tǒng)包含電鍋爐、蓄熱水箱、蓄熱水泵、儀表閥 門(mén)及控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)中包括：溫度傳感器6套、壓力傳感器1套、液位傳感器1 套、dn125電動(dòng)閥門(mén)含執(zhí)行器4套。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)五種工況的自動(dòng)切換：電鍋爐蒂熱、電鍋爐單供熱、 蓄熱槽供熱、電鍋爐和蓄熱槽聯(lián)合供熱、電鍋爐蓄熱供熱?？诳叵到y(tǒng)用于 控制熱水系統(tǒng)在不同工況下的運(yùn)行和參數(shù)檢測(cè)，具有下述基本功能：(1) 根據(jù)工況要求，控制電動(dòng)閥門(mén)的

10、開(kāi)關(guān)。(2) 電鍋爐的開(kāi)關(guān)及傳感器各種信號(hào)收發(fā)控制。(3) 水泵開(kāi)關(guān)及各種信號(hào)的收發(fā)控制。(4) 通過(guò)安裝在系統(tǒng)中的傳感器口動(dòng)檢測(cè)溫度。(5) 通過(guò)接觸器、執(zhí)行器控制蓄熱各種工況的切換。(6) plc彩色觸摸屏顯示、記錄各種設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。5生活熱水系統(tǒng)電鍋爐蓄熱工作流程、系統(tǒng)電熱水鍋爐控制系統(tǒng)electric hot water boiler control system結(jié)構(gòu)圖framework chart6控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求-10°c環(huán)境溫度w55°c。環(huán)境濕度w95%。海拔高度w2000m無(wú)水滴灰塵及油性灰塵z場(chǎng)所。無(wú)腐蝕易燃性之氣體、液體。堅(jiān)固無(wú)震動(dòng)之場(chǎng)所。保證良好

11、通風(fēng)。室內(nèi)安裝使用。7自動(dòng)控制(1) 在自動(dòng)情況下，系統(tǒng)啟動(dòng)各組加熱管相互聯(lián)鎖，加熱管根據(jù)熱水 鍋爐溫度變化率，實(shí)現(xiàn)模糊溫度控制，系統(tǒng)設(shè)備根據(jù)運(yùn)行模式與相應(yīng)的控 制溫度進(jìn)行控制，控制圖：圖電熱水鍋爐運(yùn)行控制系統(tǒng)figelectrie hot water boiler operation control system(2) 系統(tǒng)停止后，各設(shè)備按程序依次停止，其流程見(jiàn)下圖:圖電熱水鍋爐停止控制系統(tǒng)electric hot water boiler stop control system8控制系統(tǒng)性能特點(diǎn)控制精確：高精度壓力、溫度監(jiān)控系統(tǒng)可保證調(diào)節(jié)參數(shù)精確。運(yùn)行穩(wěn)定：pk pid調(diào)節(jié)功能可保證裝置運(yùn)

12、行平穩(wěn)、出ui參數(shù)穩(wěn)定。調(diào)節(jié)靈敏：工業(yè)級(jí)控制器、電動(dòng)執(zhí)行器反應(yīng)迅速，保證生產(chǎn)工藝要 求及采暖舒適性要求。性能可靠：核心配件均采用國(guó)外著名廠商產(chǎn)品、集成熱工行業(yè)世界 頂尖技術(shù)、性能卓越、質(zhì)量可靠。全智能化：全自動(dòng)無(wú)人值守、節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。功能多樣：功能強(qiáng)大的控制器可提供定時(shí)、報(bào)警等多種模擬、數(shù)了信 號(hào)輸出及計(jì)算機(jī)接口等延伸功能。安裝簡(jiǎn)便：結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間??；減溫水接口方向可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整, 裝置可整體法蘭對(duì)接于熱力管網(wǎng)中，安裝快速簡(jiǎn)便。操作簡(jiǎn)單：友善的控制界面可輕易實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，保證參數(shù)設(shè)定和指 令輸入的正確操作，并附帶手動(dòng)操作裝置，保證意外情況下仍可正常使用。9生活熱水控制系統(tǒng)調(diào)試9. 1調(diào)

13、試步驟調(diào)試前準(zhǔn)備一設(shè)備外觀和安裝工程質(zhì)量檢查一環(huán)境溫濕度、衛(wèi)生及 電源的檢查一接地系統(tǒng)的檢查一傳感器、執(zhí)行器接線的檢查一單體設(shè)備的 檢查與測(cè)試一plc功能測(cè)試一受控設(shè)備單體動(dòng)作和功能測(cè)試一系統(tǒng)調(diào)試 （包括軟件功能測(cè)試）一系統(tǒng)驗(yàn)收9. 2調(diào)試方法開(kāi)機(jī)前要求所冇的設(shè)備根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)照。系統(tǒng)管道流向要求作 箭頭標(biāo)志，明示管道系統(tǒng)的流向。対有油漆脫落或有局部破損的地方應(yīng)進(jìn) 行修補(bǔ)。9. 2.1檢查蓄熱電鍋爐上所有閥門(mén)位置是否正常；9. 2.2檢查各控制及安全保護(hù)設(shè)定是否正常；9. 2.3檢查控制箱指示燈是否正常；9. 2.4檢查水泵、軟化水裝置等設(shè)備的電源電壓是否正常；9. 2. 5檢查水泵、換熱

14、器、蓄熱電鍋爐等設(shè)備的進(jìn)出口壓差是否正常;9. 2.6檢查要求啟動(dòng)的冋路上的閥門(mén)是否正常開(kāi)啟；上述各部位發(fā)現(xiàn)有不正常必須立即修正，方可正常投入運(yùn)行。9. 3系統(tǒng)開(kāi)機(jī)步驟及工況調(diào)試9. 3. 1系統(tǒng)待機(jī)工況關(guān)閉蓄熱系統(tǒng)中的所有電動(dòng)閥門(mén)一將所有電動(dòng)裝置（水泵、電鍋爐等） 處于停機(jī)狀態(tài)一記錄蓄熱電鍋爐進(jìn)出口的溫度，記錄蓄熱循環(huán)泵進(jìn)出口壓力。9. 3.2蓄熱電鍋爐蓄熱工況打開(kāi)對(duì)應(yīng)回路的電動(dòng)閥門(mén)一啟動(dòng)蓄熱循環(huán)泵一檢查各個(gè)溫度計(jì)、壓力 表、電流、電壓是否正常一啟動(dòng)蓄熱電鍋爐蓄熱工況。蓄熱結(jié)束時(shí)，電加熱管停止工作關(guān)閉蓄熱循環(huán)泵一恢復(fù)到待機(jī)工 況。9. 3. 3蓄熱水箱供熱工況打開(kāi)對(duì)應(yīng)回路的電動(dòng)閥門(mén)一啟動(dòng)一、

15、二次循環(huán)泵一檢查各個(gè)溫度計(jì)、壓力表、電流、電壓是否正常一蓄熱水箱供熱工況工況啟動(dòng)。蓄熱水箱釋熱結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到待機(jī)工況。9. 3. 4電鍋爐直接供熱工況打開(kāi)對(duì)應(yīng)回路的電動(dòng)閥門(mén)一啟動(dòng)一、二次循環(huán)泵一檢查各個(gè)溫度計(jì)、壓力表、電流、電壓是否正常f電鍋爐直接供熱工況啟動(dòng)o電鍋爐釋熱結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到待機(jī)工況。9. 3. 5電鍋爐邊蓄熱、邊供熱工況打開(kāi)對(duì)應(yīng)回路的電動(dòng)閥門(mén)一啟動(dòng)一、二次循環(huán)泵一檢查各個(gè)溫度計(jì)、壓力表、電流、電壓是否正常一電鍋爐邊蓄熱、邊供熱工況啟動(dòng)。電鍋爐邊蓄熱、邊供熱工況結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到待機(jī)工況。9. 3. 6水箱供熱與電鍋爐供熱聯(lián)合運(yùn)行工況打開(kāi)對(duì)應(yīng)回路的電動(dòng)閥門(mén)一啟動(dòng)一、二次循環(huán)泵

16、一檢查各個(gè)溫度計(jì)、 壓力表、電流、電壓是否正常一水箱供熱與電鍋爐供熱聯(lián)合運(yùn)行丁況啟動(dòng)。水箱供熱與電鍋爐供熱聯(lián)合運(yùn)行工況結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)恢復(fù)到待機(jī)工況。運(yùn)行結(jié)果正常。10結(jié)論給生活熱水電鍋爐控制柜、plc控制柜、蓄熱水泵變頻柜送電，此時(shí) plc主頁(yè)面顯示出蓄熱水箱的實(shí)際溫度。晚上21： 55, plc控制柜發(fā)出指 令，此時(shí)連接電鍋爐和蓄熱水箱z間的電動(dòng)閥門(mén)執(zhí)行器打開(kāi)，蓄熱循環(huán)水 泵開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，22： 00整，電鍋爐自動(dòng)啟動(dòng)投入運(yùn)行。此時(shí)，安裝在蓄熱水 箱內(nèi)的溫度傳感器把溫度信號(hào)傳送到plc, plc屏幕顯示水箱內(nèi)的溫度逐 漸升高，當(dāng)?shù)诙?： 20時(shí),plc顯示溫度達(dá)到95°co此時(shí)plc控制柜發(fā) 出指令，電鍋爐停止運(yùn)行，5分鐘后循環(huán)水泵停止運(yùn)行，執(zhí)行器動(dòng)作將連 接