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(guó)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(guó)主要電網(wǎng)的供電能力。而我國(guó)國(guó)營(yíng)大中型企業(yè)正處于轉(zhuǎn)換機(jī)制,內(nèi)部調(diào)整階段,工業(yè)用電較以前不增反降。此長(zhǎng)彼消,電力市場(chǎng)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(jì)價(jià)”就是措施之一,鼓勵(lì)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(yùn)行可靠、調(diào)節(jié)方便及無污染等優(yōu)點(diǎn),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(duì)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(duì)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(yùn)行費(fèi)用如何,我們以熱負(fù)荷為60×104kcal/h為例,對(duì)兩者能耗及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行比較。電熱水鍋爐熱效率取96%,每小時(shí)耗電為728kWh,按江蘇省平價(jià)電費(fèi)0.649元/kWh計(jì),則直接運(yùn)行費(fèi)為462元/h,油鍋爐熱效率取88%,輕柴油熱值為10400kcal/kg,每小時(shí)油耗為65.6kg,油價(jià)按2500元/t計(jì),直接運(yùn)行費(fèi)為164元/h。兩者之比為2.8∶1。顯然這樣的運(yùn)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(shí)計(jì)價(jià)”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(shí),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(dòng)三通閥,自動(dòng)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(yùn)行特點(diǎn),設(shè)計(jì)兩種方案,見圖1、圖2。方案A針對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)白天運(yùn)行的場(chǎng)所,如辦公樓、銀行、商場(chǎng)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(yùn)行時(shí),“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(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)24h運(yùn)行的場(chǎng)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(jiǎn)單,單獨(dú)為蓄熱器配一臺(tái)電熱水鍋爐。3電熱爐的設(shè)計(jì)方案的可行性分析以江蘇省分時(shí)電價(jià)為計(jì)算依據(jù),其電價(jià)結(jié)構(gòu)如下。3.1方案b:蓄熱器+平段方案A有兩種運(yùn)行工況。工況一為“谷段”蓄熱器蓄熱,空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),熱負(fù)荷全部由蓄熱器承擔(dān),平均運(yùn)行電費(fèi)為231元/h;工況二和工況一的區(qū)別是空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),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(yùn)行電費(fèi)為375元/h。方案B也有兩種運(yùn)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(fèi)為231元/h;工況二蓄熱器僅承擔(dān)“峰段”負(fù)荷,其它時(shí)段的負(fù)荷由電熱水鍋爐承擔(dān),平均運(yùn)行電費(fèi)為308元/h。3.2蓄熱器體積計(jì)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(shí),最高供水溫度為95℃;有壓時(shí),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(jì)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(shí)蓄熱器體積是有壓時(shí)的近3倍,對(duì)于鋼板焊接的蓄熱器,無壓比有壓時(shí)壁厚要薄得多,且焊接要求低,故兩者造價(jià)相差不多。方案B因系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),蓄熱器體積比方案A大得多,造價(jià)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(jià)差,運(yùn)行費(fèi)用為工況二的61.5%～75%,運(yùn)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(duì)方案A,平均電費(fèi)低,但蓄熱器體積較大。因此,對(duì)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(duì)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(duì)土建施工要求相對(duì)較高。4電價(jià)分析電熱水鍋爐對(duì)環(huán)境保護(hù)、安全及適應(yīng)國(guó)家能源政策方面均具有一定優(yōu)勢(shì),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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和蓄熱器存放問題。對(duì)于電熱水鍋爐配蓄熱器系統(tǒng),運(yùn)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(jià)格目前上漲到2.65元/kg,不久國(guó)家將增收燃油稅,大約為0.95元/kg,即每kg柴油價(jià)格為3.50元左右。當(dāng)平價(jià)電價(jià)格降為0.315元/kWh時(shí),燃油鍋爐和電熱鍋爐燃料費(fèi)將持平,此時(shí),電熱水鍋爐將完全可以取代燃油鍋爐。目前電的價(jià)格仍較高,在中央空調(diào)系統(tǒng)中電熱水鍋爐直接使用,運(yùn)行費(fèi)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(duì)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(duì)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。