路灵 薛明波

皇明太阳能股份有限公司 山东德州 253000

随着社会的进步，居民冬季采暖种类也越来越多，大多以传统能源如煤、油、煤气、天然气、电为动力源，新能源太阳能、空气能、地热能等也开始逐步应用，但新能源由于技术、效益及自身能源的局限性应用范围还比较小。因此用户实际选择要具体分析、比较，才能确定采用哪种能源是最合适的，电蓄热技术近几年来的发展是比较快的，在市场的份额也从无到有，逐渐崭露头角，一些地方也开始推广使用[1]。

1 蓄热采暖器的背景

夜间是我们人类的休息时间，但发电厂却不能因此停机，火电调峰能力有限，不可以关闭锅炉再重新启动，因为起停一次需要8小时以上的时间；而且还需消耗大量的燃油，费用超高，谷电就是利用夜间电费较低的时候储能。由于晚间使用的是廉价的谷电，所以谷电蓄能可以大大降低客户的运营成本谷电蓄能设备完全可以取代工业锅炉！谷电蓄能技术主是充分利用大量废弃的夜间电力（不用就消失于无形，同时还伴有大量的排放），加热高密度储热材料至700或750度，然后24小放热，即将大量夜间的电力，转化为热能的形式储存起来，在客户第二天生产是再释放出所需的热量。目前国家电力管理部门将全天用电分为四个时段：尖峰用电、峰用电、谷用电、平用电，尖峰用电是指在用电量最为集中的时间段，峰用电是指在用电量相对集中的时间段，谷用电是指在用电量相对较少的时间段，平用电为剩余时间段。对于终端用户来说，可降低运行成本，同时因为使用清洁能源又做到节能环保。

2 蓄热采暖器结构原理

蓄热采暖器主要有蓄热砖、电热管、散热口、支撑壳体、散热器、蓄热胆及控制器等几部分构成，蓄热砖层磊堆砌设置形成蓄热墙，蓄热墙内设置多个夹层，电热管安装在夹层内，电热管连接控制器，蓄热墙顶部设有散热口，蓄热墙位于支撑壳体的内部，蓄热砖内储存热量通过散热口向周围空间扩散，支撑壳体一侧设有散热面，向外散发热量。

蓄热采暖器是利用夜间（23时至次日7时）电网低谷时段的低价电能，在6-8小时内完成电、热能量转换并贮存，在电网高峰时段，以辐射、对流的方式将贮存的热量释放出来，实现全天24小时室内供暖。

蓄热采暖器运行原理是用耐高温的电发热元件通电发热，加热特制的蓄热材料——高比热容、高比重的磁性蓄热砖，再用耐高温、低导热的保温材料将贮存的热量保存住，按照取暖人的意愿调节释放速度，慢慢地将贮存的热量释放出来。贮存热量的多少可根据室外温度的高低人为加以调节。钢制喷塑的外壳则对整个设备起到保护和美化作用。

3 蓄热采暖器控制功能

蓄热采暖器有电加热管、蓄热砖、保温粘、风门、控制系统、外壳等几部分组成。电加热启动开始蓄热，风门负责放热。蓄热采暖器系统控制分为两部分，一部分是吸热控制，一部分是放热控制，吸热控制

根据时间段，谷电的时候开始自动蓄热，谷电结束后停止蓄热。在吸热时间段加过热保护功能，蓄热砖温度过高，超过700度，如果加热时间不到8小时，系统也会自动断电。放热控制使用雷达感应控制电磁铁通断电，电磁铁拉动风门打开或者关闭，当有人进入本产品的探测范围内，雷达探测器开始检测。与红外产品比较：雷达开关感应距离更远，角度广，无死区，能穿透玻璃，和薄木板，根据功率不同，可以穿透不同厚度的墙壁，不受环境、温度、灰尘等影响，在37度情况下，感应距离不会缩短。

3.1 家庭型

家庭型谷电加热蓄热采暖器加热控制方式有时控+温控两种方式，自动加热蓄热时段控制时间为晚23：00～次日7：00自动加热；风门在23：00自动关闭。时间可以自行设置，也可以厂家设置好，根据当地的谷电时间段设置加热时间段。加热时段风门关闭状态，该时风门段雷达检测控制失效，即感知到声音也不会自动打开风门。自动加热蓄热温度控制：蓄热砖表面蓄热温度控制采用中板测温点对应控制，测温点位置通过试验测试确定，控制温度设定70度，对应蓄热砖高温约600～700度，测试温度超过70度时加热停止、低于55度时启动加热。

家庭型谷电加热蓄热采暖器白天采暖风门开关控制为手动+自动两种方式。风门手动开关调节档位：夜间、早上、上午、下午、晚上五个时间段。风门自动控制用雷达监测声音控制风门开启和关闭：自动检测人离开延时5分钟风门自动关闭，检测到有人后延时1分钟风门打开。

3.2 办公型

办公型谷电加热蓄热采暖器控制方式同家庭型基本一致，加热时间自行控制，采用雷达控制风门开关。因采暖面积大，需要采暖器的功率较大。根据上下班时间设置风门自动开启和关闭。风门自动开启和关闭时间可以出厂前设置，也可以用户自己设置，一般设置下午5：00关闭风门。

4 效益分析

经市场调研，全国大部分商业用电和大工业用电为峰谷电价，居民用电可以自行申请峰谷电价，根据用户自家的情况，选择最节省的用电方案。以山东为例，居民用电，采暖面积100平方米，采暖热负荷按100W/㎡计算，需要电采暖器功率为100×100=10KW，第一档峰时段电费0.5669元/度，谷时段电费0.3769元/度，平时段电费为0.5769元/度，如果不考虑峰谷用电，用普通电采暖器采暖，3.2KW的功率电采暖器3台，每天加热8小时，用电费用为3.2×8×0.5769×3=44.31元。如果使用蓄热采暖器，谷电加热，每天用电费用为3.2×8×0.3769×3=28.95元。每天节约用电费用44.31-28.95=15.36，整个采暖季节约金额15.31×30×4=1837.2元。所以使用谷电蓄热采暖器比较经济。

5 蓄热采暖器的发展前景

蓄热采暖炉系统不仅适用于家庭，也可以为酒店、宾馆、办公楼、写字楼、大型超市、学校、医院、高层公寓、体育场所等提供冬季供暖。

随着能源危机的到来，随着雾霾的出现，随着各种形式电力的增多，比如核电站的发展，风电的发展，光伏电的发展等等，蓄热采暖器作为一种新的清洁能源形式，为居民所带来的变革势在必行，也为传统的热源形式寻找到了新的生命力，为电力的移峰填谷将做出不可估量的作用[2-3]，蓄热采暖器技术也在改革的大潮中不断地得到提高，为人类创造更高的价值。