一.改造總體設計思路

對于大量需要熱水的酒店等經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所，或者熱水體量巨大的泳池等營(yíng)業(yè)場(chǎng)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(zhì)鍋爐等其它燃料鍋爐的替代方案，是不經(jīng)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，用于全面替代燃煤或生物質(zhì)鍋爐。以某溫泉酒店為例，方案采用8小時(shí)（晚22時(shí)~晨6時(shí)）谷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(lè )園游樂(lè )池及泳池恒溫等全部用熱區域，分功能區域進(jìn)行儲能式供熱/供暖，水箱蓄熱最高溫度不超過(guò)80度，最低溫度不低于50度。綜合考慮方案的經(jīng)濟性，儲能水箱的熱水分區域注入原生物質(zhì)鍋爐的一次供熱管路，注入點(diǎn)靠近原板式換熱器，換熱器后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(fēng)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。增容的供電僅用于供熱系統。由于所有供熱都在夜間低谷電區間（晚22時(shí)~晨6時(shí)）運行，因此不會(huì )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(jià)電區間運行大部分設備。如遇日間的通知停電或臨時(shí)停電，對供熱系統不會(huì )造成任何影響。

采用波谷電價(jià)儲能，需要考慮在8小時(shí)內設備全功率運行的儲能量來(lái)配置水箱。如遇極寒天氣或者突發(fā)用熱增加等特殊情況，可以采用平價(jià)電價(jià)時(shí)段增加供熱總量。

采用本系統的儲能式變頻電供熱系統，一方面是為了節約酒店日常的運營(yíng)用能成本，另一方面給日常運營(yíng)帶來(lái)穩定的高效率熱源保障，同時(shí)節約了人力、檢修及維護費，環(huán)保成本為零。

二.用熱需求

酒店全部建筑面積約20000m2，客房50間，各類(lèi)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(shí)際全部用熱需求如下表所示：

根據總體的用熱和供暖需求，并根據實(shí)際勘查并收據客戶(hù)用能數據，除蒸汽設備外，供暖/供熱設備的總功率設計為5000KW，新增變壓器按此需求配備裝機容量，水箱也相應匹配配置。

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，單臺獨立機組的核心組成部分為三臺70KW或80KW電磁加熱器組合運行，三臺電磁加熱器獨立運行互為備用。這種組合方式下，客戶(hù)可根據用水情況靈活調整每臺獨立機組的開(kāi)機功率?；蚩紤]現場(chǎng)搬運的方便全部采用由電磁加熱器和加熱管在現場(chǎng)進(jìn)行分體式組裝的方式。這樣可保證系統穩定高效運行，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(fā)生器外，熱水及供暖的設備在8小時(shí)谷電的時(shí)間內，可以把水箱內的溫泉水和井水升溫約30度?？紤]到實(shí)際運行不是都在最高峰，所以實(shí)際基本可以實(shí)現50度的溫泉水直供和80度的熱水一次外供換熱，滿(mǎn)足全部用熱需求。

3.方案及供熱設計  

本方案全面替代生物質(zhì)鍋爐加熱水和生物質(zhì)蒸汽爐生產(chǎn)蒸汽， 應用變頻電磁加熱直接將智能變頻加熱機組并聯(lián)接入到原來(lái)的加熱系統中，改造后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(guò)高頻線(xiàn)圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，高速變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁力線(xiàn)通過(guò)線(xiàn)圈內部的金屬管道或容器時(shí)產(chǎn)生無(wú)數的渦流，渦電流使得金屬管道或容器主動(dòng)發(fā)熱，從而起到加熱管道或容器內的水目的，整個(gè)過(guò)程是“電—磁—熱”的高效轉化過(guò)程，相比傳統電加熱節能效果好，安全性好，穩定可靠。

加熱原理圖

電路控制系統，采用獨立可編程的智能測溫、控溫和負載匹配技術(shù)，在設定水流變動(dòng)范圍內，自動(dòng)根據水溫高低來(lái)控制加熱輸出功率，保證水溫恒定在所需要的溫度。根據實(shí)際的進(jìn)水溫度、出水溫度、水壓、流量、電壓等條件，在最短的時(shí)間內到達所需要的溫度，并保持在該設定溫度，溫度控制范圍在± 3℃?？梢愿鶕h(huán)境溫度的變化動(dòng)態(tài)設置水溫，節約供熱/供暖電費成本。

四.設備參數

五.設備功能及優(yōu)點(diǎn)

1.采用微電腦智能控制，操作簡(jiǎn)單，工作狀態(tài)在觸摸屏上動(dòng)態(tài)顯示。后續可以擴展通過(guò)WIFI或者GPRS無(wú)線(xiàn)通訊進(jìn)行遠程集中監控。

2.加熱升溫時(shí)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(guò)程，提高熱利用效率，降低供熱成本。集中采用低谷電價(jià)儲熱，進(jìn)一步降低用能成本。

3. 安裝方便，只需將設備接入原供熱管網(wǎng)即可，無(wú)需對原設備進(jìn)行大量的改造。

4. 運行成本低，無(wú)需長(cháng)距離送熱管道、鍋爐、生物質(zhì)燃料堆場(chǎng)、真正實(shí)現無(wú)人值守。

5. 升溫速度快，溫度高低可控，加熱介質(zhì)與電分離，完全的水電分離，安全可靠。徹底杜絕普通發(fā)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(dòng)，無(wú)啟動(dòng)沖擊電流，不影響電網(wǎng)其它設備設施和電器。

7. 自帶多重保護，當加熱出現異常時(shí)，顯示盒會(huì )出現相應故障代碼并提供檢修措施。

8. 設備配置自動(dòng)運行一鍵啟動(dòng)，并備用手動(dòng)應急啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，更方便客戶(hù)現場(chǎng)靈活使用。

9. 綠色環(huán)保，零污染，零排放，系統免維護。

六.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(zhì)燃料總成本均會(huì )下降，節約比例不低于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(wàn)，節約鍋爐工工資20萬(wàn)?？紤]到燃料供熱存在的環(huán)保成本及其他人力成本，則每年可以節約至少250萬(wàn)。

由以上數據可看出，相對生物質(zhì)鍋爐，電磁變頻加熱可以為客戶(hù)節約日常使用成本。

此外，生物質(zhì)鍋爐需要專(zhuān)門(mén)的人來(lái)進(jìn)行日常管理、清渣、鍋爐每年還要保養。電磁加熱完全自動(dòng)化控制，無(wú)需人員值守，免維護。電磁設備無(wú)需這些發(fā)生這些成本。

再者，生物質(zhì)鍋爐終究有排放，會(huì )一定程度的污染環(huán)境，電磁供熱過(guò)程則完全綠色環(huán)保無(wú)污染。如果考慮生物質(zhì)燃料的價(jià)格不穩定以及燃料供貨等問(wèn)題，以及將來(lái)日趨嚴厲的環(huán)保措施，生物質(zhì)鍋爐很快可能被主動(dòng)和被動(dòng)淘汰。廣東省2018年已經(jīng)禁止使用生物質(zhì)燃料。

因此，采用高效能的電磁供熱，無(wú)論是企業(yè)的經(jīng)濟效益還是社會(huì )效益，都可以大幅度提高。

設備投資成本合計：450萬(wàn)（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(jìn)一步節約供熱溫度和時(shí)間，投資回收的時(shí)間會(huì )更短。

七.項目案例

本文由電磁加熱采暖廠(chǎng)家：?jiǎn)茨茈姶判【幵瓌?chuàng )編輯發(fā)布，文章鏈接：http://www.besen.cn/projects/wqfrhy.html

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