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熱水加熱

溫泉輔熱和泳池恒溫電磁加熱節能方案

發布時間:2019-03-21

溫泉輔熱和泳池恒溫電磁加熱節能方案


一.改造總體設計思路

對於大量需要熱水的酒店等經營場所,或者熱水體量巨大的泳池等營業場所,在燃煤鍋爐不能使用的今天,采用天然氣鍋爐或者生物質鍋爐等其它燃料鍋爐的替代方案,是不經濟、供熱不穩定、成本高昂的。

本篇介紹一種供熱穩定、成本合理、智能化一體電磁加熱節能方案,用於全麵替代燃煤或生物質鍋爐。以某溫泉酒店為例,方案采用8小時(晚22時~晨6時)穀電對溫泉酒店的冬季供暖、生活用熱水(住宿、餐飲及公共區域)、溫泉水補熱、溫泉泡池保溫、溫泉泡池換水、溫泉區淋浴熱水、水上樂園遊樂池及泳池恒溫等全部用熱區域,分功能區域進行儲能式供熱/供暖,水箱蓄熱最高溫度不超過80度,最低溫度不低於50度。綜合考慮方案的經濟性,儲能水箱的熱水分區域注入原生物質鍋爐的一次供熱管路,注入點靠近原板式換熱器,換熱器後端所有管路及設備保持不變,盡量減少改造工期和改造成本,減少運行調試風險。

本次改造新增的供熱設備僅有部分采用原有供電,大部分需要增容。增容的供電僅用於供熱係統。由於所有供熱都在夜間低穀電區間(晚22時~晨6時)運行,因此不會對酒店現有設備造成影響。如遇電力公司通知的夜間停電,可以采用日間平價電區間運行大部分設備。如遇日間的通知停電或臨時停電,對供熱係統不會造成任何影響。

采用波穀電價儲能,需要考慮在8小時內設備全功率運行的儲能量來配置水箱。如遇極寒天氣或者突發用熱增加等特殊情況,可以采用平價電價時段增加供熱總量。

采用本係統的儲能式變頻電供熱係統,一方麵是為了節約酒店日常的運營用能成本,另一方麵給日常運營帶來穩定的高效率熱源保障,同時節約了人力、檢修及維護費,環保成本為零。

二.用熱需求

酒店全部建築麵積約20000m2,客房50間,各類熱水池約1000m3,溫泉儲水池300m3,洗衣房以及桑拿房需要使用蒸汽,實際全部用熱需求如下表所示:

用熱需求表

三.加熱方案及設備選型

1.設備配置及選型

根據測算及所需熱情況,采用210KW或240KW獨立機組組合運行,單台獨立機組的核心組成部分為三台70KW或80KW電磁加熱器組合運行,三台電磁加熱器獨立運行互為備用。這種組合方式下,客戶可根據用水情況靈活調整每台獨立機組的開機功率。或考慮現場搬運的方便全部采用由電磁加熱器和加熱管在現場進行分體式組裝的方式。這樣可保證係統穩定高效運行,根據用熱情況靈活使用,最大化的節省設備運行用電成本。

2.供熱能力

根據公式Q=P*T=mc△t,可算得除蒸汽發生器外,熱水及供暖的設備在8小時穀電的時間內,可以把水箱內的溫泉水和井水升溫約30度。考慮到實際運行不是都在最高峰,所以實際基本可以實現50度的溫泉水直供和80度的熱水一次外供換熱,滿足全部用熱需求。

3.方案及供熱設計  

本方案全麵替代生物質鍋爐加熱水和生物質蒸汽爐生產蒸汽, 應用變頻電磁加熱直接將智能變頻加熱機組並聯接入到原來的加熱係統中,改造後的供熱工藝設計圖如下所示:


加熱原理:將50Hz工頻電轉換為20KHz左右的高頻交流電,利用變頻磁感應原理,高速變化的電流流過高頻線圈產生變化的磁場,高速變化的磁場產生的磁力線通過線圈內部的金屬管道或容器時產生無數的渦流,渦電流使得金屬管道或容器主動發熱,從而起到加熱管道或容器內的水目的,整個過程是“電—磁—熱”的高效轉化過程,相比傳統電加熱節能效果好,安全性好,穩定可靠。

電磁采暖爐原理圖

加熱原理圖

電路控製係統,采用獨立可編程的智能測溫、控溫和負載匹配技術,在設定水流變動範圍內,自動根據水溫高低來控製加熱輸出功率,保證水溫恒定在所需要的溫度。根據實際的進水溫度、出水溫度、水壓、流量、電壓等條件,在最短的時間內到達所需要的溫度,並保持在該設定溫度,溫度控製範圍在± 3℃。可以根據環境溫度的變化動態設置水溫,節約供熱/供暖電費成本。

四.設備功能及優點

1.采用微電腦智能控製,操作簡單,工作狀態在觸摸屏上動態顯示。後續可以擴展通過WIFI或者GPRS無線通訊進行遠程集中監控。

2.加熱升溫時間短、能量轉換效率高,采用的是直接加熱管道內水的方式,減少中間熱傳遞過程,提高熱利用效率,降低供熱成本。集中采用低穀電價儲熱,進一步降低用能成本。

3. 安裝方便,隻需將設備接入原供熱管網即可,無需對原設備進行大量的改造。

4. 運行成本低,無需長距離送熱管道、鍋爐、生物質燃料堆場、真正實現無人值守。

5. 升溫速度快,溫度高低可控,加熱介質與電分離,完全的水電分離,安全可靠。徹底杜絕普通發熱管加熱的漏電安全隱患,大幅度減少維護人力成本。

6. 軟啟動,無啟動衝擊電流,不影響電網其它設備設施和電器。

7. 自帶多重保護,當加熱出現異常時,顯示盒會出現相應故障代碼並提供檢修措施。

8. 設備配置自動運行一鍵啟動,並備用手動應急啟動開關,更方便客戶現場靈活使用。

9. 綠色環保,零汙染,零排放,係統免維護。

五.使用成本對比測算及投資收益分析

供暖季高峰期的能源節省費用比例為47.56%。如果不是供暖期,設備的用電成本和生物質燃料總成本均會下降,節約比例不低於40%,全年平均節約比例取35%計算,則全年可以節約直接能源成本200萬,節約鍋爐工工資20萬。考慮到燃料供熱存在的環保成本及其他人力成本,則每年可以節約至少250萬。

由以上數據可看出,相對生物質鍋爐,電磁變頻加熱可以為客戶節約日常使用成本。

此外,生物質鍋爐需要專門的人來進行日常管理、清渣、鍋爐每年還要保養。電磁加熱完全自動化控製,無需人員值守,免維護。電磁設備無需這些發生這些成本。

再者,生物質鍋爐終究有排放,會一定程度的汙染環境,電磁供熱過程則完全綠色環保無汙染。如果考慮生物質燃料的價格不穩定以及燃料供貨等問題,以及將來日趨嚴厲的環保措施,生物質鍋爐很快可能被主動和被動淘汰。廣東省2018年已經禁止使用生物質燃料。

因此,采用高效能的電磁供熱,無論是企業的經濟效益還是社會效益,都可以大幅度提高。

設備投資成本合計:450萬(含設備及增容總成本),投資收益回收期:500/250=1.8年,考慮到設備分散靈活供熱相比集中供熱可以進一步節約供熱溫度和時間,投資回收的時間會更短。



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