电热水锅炉在中央空调系统中的合理使用

电热水锅炉在中央空调系统中的合理使用

1电热水锅炉系统目前，中国许多大型发电站都在不同程度上扩建和增加，电力能力显著提高。此外，新装置的建设和生产能力显著提高了中国主要电网的供电能力。而我国国营大中型企业正处于转换机制,内部调整阶段,工业用电较以前不增反降。此长彼消,电力市场出现了供大于求的局面。此外,目前城市昼夜电负荷的峰谷差已达到40%,有些城市甚至达到50%。供电部门已采取各种措施解决调峰问题,其中“分段计价”就是措施之一,鼓励在“谷段”用电。这就为电热水锅炉的使用创造了条件。电热水锅炉具有电能利用率高、运行可靠、调节方便及无污染等优点,能在一定范围内代替目前使用的燃煤、燃油锅炉。本文拟对电热水锅炉在中央空调系统中的合理使用进行探讨。2电热水锅炉和蓄热器联合使用的方案电热水锅炉作为中央空调系统的热源,主要在冬季为空调系统提供60℃的热水。对业主而言,使用电热水锅炉首先考虑的问题是和燃油锅炉相比运行费用如何,我们以热负荷为60×104kcal/h为例,对两者能耗及运行费用进行比较。电热水锅炉热效率取96%,每小时耗电为728kWh,按江苏省平价电费0.649元/kWh计,则直接运行费为462元/h,油锅炉热效率取88%,轻柴油热值为10400kcal/kg,每小时油耗为65.6kg,油价按2500元/t计,直接运行费为164元/h。两者之比为2.8∶1。显然这样的运行成本除电力部门外,多数业主难以接受。因此,电热水锅炉只有和蓄热器联合使用,充分利用供电部门“分时计价”的政策,才有可能得到推广使用。在电热水锅炉配蓄热器系统中,当蓄热器向系统供热时,其水温将逐渐下降,为了便于调节空调供水温度,采用板式水——水热交换器间接供热。在板式换热器出水管和回水总管之间设一电动三通阀,自动调节供回水混合比,保证空调供水温度稳定。仍以热负荷为60×104cal/h为例,根据中央空调系统的运行特点,设计两种方案,见图1、图2。方案A针对中央空调系统白天运行的场所,如办公楼、银行、商场等。在用电“谷段”电热水锅炉向蓄热器蓄热。中央空调系统运行时,“峰段”由蓄热器向系统供热,“平段”由蓄热器供热或由电锅炉供热。方案B针对中央空调系统24h运行的场所,如宾馆、医院病房等。和方案A不同的是考虑到“谷段”电热水锅炉既要向蓄热器蓄热,又要向空调系统供热,为了使控制系统简单,单独为蓄热器配一台电热水锅炉。3电热炉的设计方案的可行性分析以江苏省分时电价为计算依据,其电价结构如下。3.1方案b:蓄热器+平段方案A有两种运行工况。工况一为“谷段”蓄热器蓄热,空调系统运行时,热负荷全部由蓄热器承担,平均运行电费为231元/h;工况二和工况一的区别是空调系统运行时,蓄热器仅承担“峰段”负荷,“平段”负荷由电热水锅炉承担,平均运行电费为375元/h。方案B也有两种运行工况。工况一“峰段”和“平段”负荷均由蓄热器承担,平均电费为231元/h;工况二蓄热器仅承担“峰段”负荷,其它时段的负荷由电热水锅炉承担,平均运行电费为308元/h。3.2蓄热器体积计算为在方案中蓄热器体积的大小取决于蓄热量。当蓄热量一定,体积和蓄热水温度成反比。电热水锅炉为常压时,最高供水温度为95℃;有压时,水温取决于工作压力的大小。如取工作压力为0.6MPa,则水温为165℃。分别按电热水锅炉有压和无压,计算出蓄热器体积分别为:方案A工况一46m3和137m3;工况二17m3和51m3;方案B工况一91m3和274m3;工况二46m3和137m3。无压时蓄热器体积是有压时的近3倍,对于钢板焊接的蓄热器,无压比有压时壁厚要薄得多,且焊接要求低,故两者造价相差不多。方案B因系统运行时间长,蓄热器体积比方案A大得多,造价也要高许多。3.3中小型空调工程,蓄热器体积较大,热水锅炉调湿在两种方案中,工况一完全利用了“峰谷”电价差,运行费用为工况二的61.5%～75%,运行比较经济。但工况一蓄热器体积较大,是工况二的3倍。因此,在蓄热器容易放置的小型工程中,应优选工况一。方案B相对方案A,平均电费低,但蓄热器体积较大。因此,对于只能放置钢制蓄热器的空调工程,方案B仅适合在一些中、小型工程中使用,且使用有压电热水锅炉。对于一些大型空调工程,应充分利用地下室,建蓄热水池,使用无压电热水锅炉,这对土建施工要求相对较高。4电价分析电热水锅炉对环境保护、安全及适应国家能源政策方面均具有一定优势,其一次性投资和燃油锅炉差不多。但就推广使用而言,影响业主使用的主要因素是电热水锅炉运行的经济性和蓄热器存放问题。对于电热水锅炉配蓄热器系统,运行越是经济,所需蓄热器体积就越大。综合分析,得出如下结论。(1)柴油价格目前上涨到2.65元/kg,不久国家将增收燃油税,大约为0.95元/kg,即每kg柴油价格为3.50元左右。当平价电价格降为0.315元/kWh时,燃油锅炉和电热锅炉燃料费将持平,此时,电热水锅炉将完全可以取代燃油锅炉。目前电的价格仍较高,在中央空调系统中电热水锅炉直接使用,运行费用较高,必须和蓄热器配合使用。(2)蓄热器的蓄热能力与蓄热器蓄水温度有关,采用常压电热水锅炉,因水温低、蓄热量小,蓄热器体积过于庞大。因此,对于只能用钢制蓄热器的工程,电热水锅炉必须采用有压锅炉。这就需要加快开发高效、安全的有压电热水锅炉。对于地下室可用来建蓄热水池的工程,可采用常压电热水锅炉。