卓越固体蓄热供暖锅炉

1   储能式电锅炉的国内外现状 

目前国内外设计生产的储能式电锅炉主要为以下几种： 

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（1）常压水箱分体式储能电锅炉。它的储热介质为常压水。利用低谷电将水介质加热后通过板式换热器将热能释放出，供用户使用。它的主要缺点是水的热容量很小, 从90 o

C降至60 o

C所能释放的热量仅为30Kcal/升，故所需的水箱体积很大。对于10000 m2

供暖面积的电锅炉，以40w/ m2 

供热量计算，全部采用低谷电储热16小时所需热量，至少需要体积为184 m3

的水箱。此外, 由于水箱内的水温从90℃逐渐降低至60℃，热量供应不稳定,必须采用变频泵调节流量，且由于水箱体积很大，系统热效率较低，一般仅为80～85％左右。 

（2）带压水箱式储能电锅炉。它的储能介质为带压水, 一般为0.4Mpa,其热容量为83Kcal/升，所需水箱体积仍较大，对于10000 m2

供暖面积的电锅炉，以40 w/ m2

供热量计算，仍需体积为66 m3

的水箱。此外, 由于采用带压水箱，结构复杂，安全性较差，不能装置在地下室或建筑物附近。 

（3）以氧化铁基固体为储热材料的电暖器。氧化铁基固体的热容量较大,可达288Kcal/升，价格也较便宜，但其强度很差。我公司曾采用这种储能材料建造了一台储能式电锅炉, 发现在数次循环加热后储热材料产生裂缝。目前这种储能材料仅能用于制造供暖面积15～30m2

的热风供暖器。 

（4）以固液相变材料(PCM)为储热材料的储能装置。它是将“固液”相变时的潜热储存起来，在逆过程“液固”相变时将热量释放出来供热。不同的PCM材料的相变温度不同，潜热也不同。在130℃以下相变的固液相变材料的潜热每立升可达90 Kcal，比水介质的储热能力有一定的提高，但这些材料的价格都很昂贵，且长期性能不很稳定，有些材料的性能有较强的腐蚀性。 

2   自储能电锅炉的基本原理 

本文介绍的自储能电锅炉是一种新型的电储热系统。采用高密度铁基合金作为储热材料，将加热、储热、取热、换热及控能功能组合在一台无压的一体化结构内, 形成一个可储、可取及可控的系统。自储能电锅炉系统图如下图所示。它包含内外循环两个系统。内循环系统由储热材料1、加热器2、取热器3、高效换热器4、储液罐5、智能控制器6和换热器9组成；外循环系统由高效换热器4、换热器9、外部管道7和散热器8 所组成。两系统通过高效换热器4和换热器9相互传递热量。储热时利用加热器2将储热材料1进行加热，取热时由取热器3中的介质将热量取出后，传送至高效换热器4，进行热交换后加热外部管道7中的介质传递至散热器8，进行供暖或供给热水。 

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1—储能材料;  2—加热器;   3—取热器;   4—高效换热器;   5—储液罐; 6—智能控制器;   7—外部管道;  8—散热器;   9—换热器;   10—内循环水泵 

————— 内循环管道;     －－－－－－ 外循环管道 

自储能电锅炉系统图 

由上述系统图可看出, “可储”的功能是由加热器2及储热材料1实现的。加热器的功率愈大，储热材料的热容量愈高, 可储存的热量就愈多。“可取”的功能是由取热器3中的介质吸收储热材料所储存的热量, 通过高效换热器4实现的。“可控”的功能是由智能控制器6控制取热器3中介质的流量实现的。显然, 取热器3中的介质流量愈大, 所能取出的热量愈多。介质所需的流量主要取决于所需输出的热量，它是由智能控制器6根据用户需要进行自动控制调节的。此外, 在内循环系统中还设置了由储液罐5和换热器9组成的二次循环系统。它的主要功能是使高效换热器4在出口处形成负压，使内循环系统在无压状态下工作，提高内循环系统的安全性。 

3   自储能电锅炉的主要特点  

自储能电锅炉的主要特点为： 

（1）以高密度铁基合金材料作为储热材料  

自储能电锅炉采用高密度铁基合金材料作为储能材料，它的热传导性能好，无毒无害，长期性能稳定，热容量高、储热能力强，每立升可达500 kcal以上，且国内有丰富的资源，价格便宜。由于热容量高, 储热材料所需的体积很小，供暖面积10000 m2

的储热材料体积仅为9.2m3

，其底面积仅为6m2

，比上述各种其它型式电锅炉所需的储能材料的体积小很多，仅为常压水箱式储能电锅炉水箱体积的1/17，为带压水箱式储能电锅炉水箱体积的1/6，大大减小了设备的占地面积。 

（2）将加热、储热、取热、换热及控制功能组合在一台无压一体化结构 

自储能电锅炉的结构是根据传热学、材料学、结构力学、电工学及自动控制理论等跨学科原理, 将加热、储热、取热、换热及控制功能组合在一台一体化结构内。它的结构紧凑，