改进型电加热固体储能供热机组蓄放热特性研究

作     者：冯耀华 

作者单位：河北建筑工程学院 

学位级别：硕士

导师姓名：孙勇

授予年度：2020年

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：电加热固体储能供热系统 集总参数法 蓄放热特性 调节方式 

摘      要：随着清洁能源供暖工作的持续推进,电加热固体储能供热机组在供暖行业得到了广泛应用。该产品具有占地面积较小、供暖稳定、供暖参数可调性强等优点,但是也有设备投资成本较高、占地体积较大的特点。针对常规固体蓄热装置的特点,与企业合作共同提出一种“边蓄边供的改进型电加热固体蓄热装置,对该机组进行优化设计,研究其性能规律。首先,根据供暖负荷变化情况,采用集总参数法建立电加热固体储能供热机组蓄热体及风机的数学模型,通过数值模拟对电加热固体储能供热机组进行研究。其次,对机组蓄热装置设计计算,并将该机组应用于吉林省扶余市某居民区进行供暖,对机组各部分设置温度传感器及压力传感器记录试验数据,进行试验研究。将试验数据与模拟数据对比分析,验证模型及程序可靠性。最后,使用数学模型及程序,研究机组在不同调节模式下的蓄放热规律。研究结果表明,本课题提出的“边蓄边供固体蓄热装置能够减小蓄热体体积。不同供暖面积时,蓄热体的蓄放热速率均随时间和供暖面积的增大而减小。采用不同的运行方式调节,量调节运行模式时,蓄热工况下蓄热体温度最高可达900K,放热工况时蓄热体温度最低为500K。质调节运行模式时,蓄热工况下蓄热体温度随时间逐渐升高,但升高速率低于量调节运行模式。采用质量互调运行模式时,当室外温度为0℃,保持管网内的基础流量,设定水泵运行频率26.5Hz,设定风机运行频率为60%Hz及以上时,能够提供更高“品质的供水温度。当室外温度为0℃～-8℃时,设定风机运行频率为60%Hz,水泵工作频率为70%Hz及以上时,能够提供“品质较高供水温度。将换热器初始温度由320K调整为316K时,二次侧供水温度将不能满足热用户需求,此时应及时调整风机运行频率至70%Hz以上。同时,研究中发现无论改变机组功率还是调节方式,机组都存在蓄热体部分热量无法释放的问题,此问题会造成机组的放热效率的降低。