隨著清潔能源政策的推進，谷電儲熱采暖成為備受市場熱寵的清潔能源供熱形式，固體電儲熱技術(shù)更是谷電儲熱領(lǐng)域的佼佼者，普遍應(yīng)用于大面積采暖改造、電廠深度調(diào)峰和工業(yè)生產(chǎn)用熱等領(lǐng)域。

固體電儲熱技術(shù)原理

固體電儲熱技術(shù)，是將低價電時間段的電能以及無法被電網(wǎng)消納的風(fēng)電、光伏電力轉(zhuǎn)化為熱能存儲于固態(tài)儲熱材料中，在需要提供熱量時，通過適宜的取熱手段進行熱量釋放。整個過程為全自動運行，無需人員值守。

其工藝流程為：電加熱（谷電/風(fēng)電/光電均可）→固體介質(zhì)儲熱→取熱→熱交換→供熱末端。固體儲熱利用了固態(tài)介質(zhì)熔點高、密度大、導(dǎo)熱快等的特點。我們在《儲熱式電鍋爐儲熱介質(zhì)的選擇與分析》一文中對市場上目前常見的儲熱形式做了分析，感興趣可移步閱讀。

目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)的固體儲熱介質(zhì)包括陶瓷、鎂鐵磚、紅磚、高鋁磚和石墨、相變蓄熱磚等為主。雖然固體儲熱以性能穩(wěn)定著稱，但并不是所有的固態(tài)儲熱介質(zhì)都能達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，有些儲熱介質(zhì)被詬病較多，甚至使有些用戶到了談之色變的程度。我們金喆新能源自有的異形定制儲熱磚更是敢承諾終身質(zhì)保，20年不粉不碎，市場口碑更好，應(yīng)用也更穩(wěn)定。

固體電儲熱技術(shù)特點

優(yōu)點

固體電儲熱技術(shù)的優(yōu)點是：儲熱溫度高、占用空間小、蓄放熱效率快、控制工藝簡單安全、儲熱性能穩(wěn)定、無腐蝕無污染、設(shè)備運行安全系數(shù)高、可應(yīng)用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單以及維護可操作性強等。

缺點

固體電儲熱技術(shù)的缺點是：儲熱體笨重，對安裝空間的承重有要求；設(shè)備造價高；高低溫放熱穩(wěn)定性差；加熱絲更換難度大等。

固體電儲熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)上文原理介紹可推測，一臺完整的固體電儲熱鍋爐應(yīng)包含儲熱模塊和放熱模塊（也可稱熱交換模塊）。目前行業(yè)內(nèi)有兩種鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計：

第一種結(jié)構(gòu)設(shè)計，是將儲熱模塊和放熱模塊集成為一體機，采用上蓄熱體+下?lián)Q熱器的上下結(jié)構(gòu)，這也是我們金喆新能源的鍋爐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)安全系數(shù)更高，在停機時換熱器不會出汽化的可能性，換熱器出現(xiàn)漏水事故時也便于發(fā)現(xiàn)，泄露的水也不會進入蓄熱體。

第二種結(jié)構(gòu)設(shè)計，是儲熱模塊和放熱模塊獨立放置，即蓄熱體落地+換熱器側(cè)放的方式，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計相較于一體化設(shè)計而言有些缺點——換熱器漏水時容易進入蓄熱體，引發(fā)電路危險。側(cè)置換熱器，蓄熱體內(nèi)部換熱時，一側(cè)溫度高、一側(cè)溫度低，會造成開始升溫時蓄熱體內(nèi)部溫度不均勻，出現(xiàn)蓄熱量不夠的情況。

固體電儲熱鍋爐的其他主要構(gòu)成

除了固態(tài)儲熱介質(zhì)這一核心要素以外，固體電儲熱鍋爐還包括幾個關(guān)鍵部分：

電氣部分：包含高低壓配電柜、智能電控柜、高壓啟動柜等。

電加熱組件：主要為電熱絲，以鐵鉻鋁、鎳鉻合金為主。

保溫層：主要包含內(nèi)膽、防火層、保溫層、密封層及外殼。

風(fēng)機：采用高溫離心風(fēng)機，常見的有皮帶傳動式離心風(fēng)機和直聯(lián)離心風(fēng)機兩種。

換熱器：包括空氣-熱水（熱水機組用）、空氣-空氣（熱風(fēng)機組用）、空氣-蒸汽（蒸汽機組用）、空氣-導(dǎo)熱油（導(dǎo)熱油機組用）等類型；根據(jù)結(jié)構(gòu)，換熱器又分為管殼式、高效翅片管式和高頻焊螺旋翅片式等。

影響固體電儲熱鍋爐性能的因素

所用儲熱介質(zhì)的總質(zhì)量與儲熱設(shè)備的總儲熱量成正比；儲熱介質(zhì)的拼擺也會影響儲熱、放熱性能，以及鍋爐系統(tǒng)使用壽命。

高溫風(fēng)機的風(fēng)量與儲熱設(shè)備的最低有效儲熱溫差成反比，與放熱速度成正比，與循環(huán)風(fēng)阻成反比。

換熱器的性能和大小決定了最大放熱能力；

加熱絲(或帶、或管)的電阻值決定了儲熱設(shè)備的最大加熱能力，性能會影響設(shè)備運行穩(wěn)定性。

保溫層的厚度與保溫效率成正比，與熱損失成反比，設(shè)計不當(dāng)會影響鍋爐整機保溫性能和熱效率。

高溫風(fēng)機、換熱器、加熱絲均為易損件。

固體儲熱技術(shù)的應(yīng)用

固體電儲熱技術(shù)是一種清潔能源供熱技術(shù),也可稱為固體電蓄熱鍋爐、固體電儲熱鍋爐等，可直接替代傳統(tǒng)的燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐等熱源形式。

固體儲熱技術(shù)的熱輸出能力，與儲熱介質(zhì)的最高蓄熱溫度有直接關(guān)系。例如，如果采用額定蓄熱溫度750℃的儲熱磚，那么，輸出250℃以下的熱量一般都沒有問題。但如果額定蓄熱溫度只有兩三百攝氏度，那可能只能輸出100℃以下的熱。

截至目前，固體電儲熱技術(shù)在清潔能源供暖領(lǐng)域已有十余年的推廣應(yīng)用，整個行業(yè)都在快速蓬勃發(fā)展中。毫無疑問，熱水機組是該領(lǐng)域的主角。我們金喆新能源的熱水機組常規(guī)情況下熱水輸出溫度≤85℃，承壓狀態(tài)下熱水輸出≤130℃。

受能源政策及價格影響，工業(yè)用固體儲熱技術(shù)是近兩三年才開始被推向市場，整個領(lǐng)域仍處于起步階段。目前，真正有能力做出固體電儲熱蒸汽機組的廠家屈指可數(shù)，我們金喆新能源是其中之一，我們的蒸汽機組目前可供≤2.5MPa的蒸汽，且在2022年就已有實際應(yīng)用案例。固體電儲熱熱風(fēng)機組可穩(wěn)定輸出300℃以下熱風(fēng)，導(dǎo)熱油機組可將導(dǎo)熱油加熱至≤250℃，是少有的可10KV高電壓直入的大功率電加熱機組，在大功率電能替代領(lǐng)域有明顯優(yōu)勢。