儲熱技術(shù)大致可分為：顯熱儲熱技術(shù)、潛熱儲熱技術(shù)、熱化學(xué)儲熱技術(shù)。顯熱儲熱技術(shù)具有儲熱規(guī)模大、壽命長、成本低、技術(shù)成熟度高等

儲熱技術(shù)大致可分為：顯熱儲熱技術(shù)、潛熱儲熱技術(shù)、熱化學(xué)儲熱技術(shù)。顯熱儲熱技術(shù)具有儲熱規(guī)模大、壽命長、成本低、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點，是研究最早、利用最廣泛、最成熟的技術(shù)；潛熱儲熱技術(shù)具有儲熱密度高、放熱過程溫度近乎恒定的優(yōu)點，是目前主要研究和應(yīng)用熱點；熱化學(xué)儲熱技術(shù)具有更大的能量儲存密度可實現(xiàn)長期儲存熱能等優(yōu)點，但處于實驗室驗證階段。

清潔供暖的典型儲熱技術(shù)有逐步聚焦方向發(fā)展，優(yōu)勢互補的復(fù)合儲熱供暖系統(tǒng)是大勢所趨，主流技術(shù)包括：水儲熱技術(shù)、高溫固體電儲熱技術(shù)、相變谷電儲熱技術(shù)等。

水儲熱技術(shù)是最早應(yīng)用于清潔供暖系統(tǒng)的技術(shù)之一，運行成本低于燃油鍋爐和燃?xì)忮仩t；高溫固體電儲熱技術(shù)的經(jīng)濟性優(yōu)于水儲熱技術(shù)，且采用花崗巖為固體儲熱介質(zhì)的經(jīng)濟性明顯好于以鎂鐵磚為固體儲熱介質(zhì)；相變谷電儲熱技術(shù)可恒溫放熱，熱穩(wěn)定性優(yōu)于水蓄熱技術(shù)和高溫固體電儲熱技術(shù)。

顯熱儲熱技術(shù)和潛熱儲熱技術(shù)基本成熟，已成功應(yīng)用于清潔供暖系統(tǒng)，熱化學(xué)儲熱技術(shù)仍處于實驗室研究階段。經(jīng)過長期的發(fā)展，目前面向清潔供暖的儲熱技術(shù)有逐步聚焦的趨勢，目前占主導(dǎo)地位的儲熱技術(shù)包括水儲熱技術(shù)、高溫固體電儲熱技術(shù)、相變谷電儲熱技術(shù)等。

1、水儲熱技術(shù)

水儲熱技術(shù)是最早應(yīng)用于清潔供暖系統(tǒng)的技術(shù)之一，其結(jié)構(gòu)原理圖見圖1，主要是在谷值電價時利用電鍋爐進(jìn)行熱水加熱，儲于儲水罐；在峰值電價時利用儲水罐熱水供暖。水儲熱技術(shù)具有熱效率高、運行費用低、運行安全穩(wěn)定、維修方便等優(yōu)點，在國內(nèi)外都有很多應(yīng)用實例，但是也存在儲水罐體積較大、受占地空間限制等問題。

圖1 水儲熱供暖技術(shù)原理圖

在20世紀(jì)80年代初，歐洲已成功開發(fā)和運行水儲熱技術(shù)的電力供暖系統(tǒng)，以解決冬季供暖高峰負(fù)荷問題，我國也采用上述相關(guān)技術(shù)，并取得了很大成效。以陽林地區(qū)供暖系統(tǒng)為例證明，水儲熱系統(tǒng)可減少約12%的一次能源消耗和約5%的總成本。

水儲熱供暖系統(tǒng)，經(jīng)過實際運行發(fā)現(xiàn)，鍋爐出水溫度可達(dá)到70 ℃，保證用戶在室外溫度較低時的采暖，鍋爐房各項指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計要求。采用水儲熱技術(shù)為陽林商場進(jìn)行供暖，運行結(jié)果表明，水儲熱技術(shù)供暖系統(tǒng)運行費用可較燃?xì)忮仩t省52%，且供暖效果佳，運行時間靈活。

對比華北地區(qū)1萬平米建筑采用120天供暖時間的燃?xì)?、地源熱泵、市政、水蓄熱等供暖技術(shù)經(jīng)濟效益，發(fā)現(xiàn)水蓄熱供暖技術(shù)綜合經(jīng)濟效益最佳，見表A。分析了賓館水蓄熱供暖技術(shù)技術(shù)可行性，發(fā)現(xiàn)水蓄熱技術(shù)的投資回收期為2年半，運行成本低于燃油鍋爐和燃?xì)忮仩t。

表A 不同供暖技術(shù)的經(jīng)濟效益

2、高溫固體電儲熱技術(shù)

高溫固體電儲熱技術(shù)是在谷值電價時利用電加熱設(shè)備直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能，并儲存于固體儲熱器；在峰值電價時與供暖系統(tǒng)熱水進(jìn)行換熱，進(jìn)而為建筑供暖的技術(shù)，其技術(shù)原理圖見圖2。高溫固體具有儲熱密度大、儲熱溫度高、儲熱體積小等優(yōu)點，不但克服液體儲熱技術(shù)的缺點，而且兼具環(huán)保、高效、節(jié)能、安全等多項優(yōu)勢。

圖2 高溫固體電儲熱供暖技術(shù)原理圖

國外對高溫固體電儲熱技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代，到80年代初，歐洲部分發(fā)達(dá)國家已開始進(jìn)行實際應(yīng)用。對高溫固體電儲熱器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，發(fā)現(xiàn)蓄熱材料大小、高度、換熱流體流量、輸入熱量是影響蓄熱性能的主要參數(shù)。開發(fā)了高溫混凝土蓄熱示范模塊，驗證了模塊在500 ℃的穩(wěn)定性以及200～500 ℃環(huán)境中長期儲熱的損耗。

我國在高溫固體電儲熱技術(shù)應(yīng)用已達(dá)到國際領(lǐng)先水平，但是目前研究多為應(yīng)用形式的設(shè)計和經(jīng)濟性的分析，對于技術(shù)涉及的傳熱傳質(zhì)過程等基礎(chǔ)研究缺乏深入的探討。天帥智能科技股份公司設(shè)計研發(fā)了一種固體電儲熱供暖裝置，利用氧化鎂磚和熱管組成封閉的儲熱單元，降低氧化鎂磚固體的氧化速度。并提出了一種帶預(yù)制固體熱能存儲裝置的供熱系統(tǒng)，利用金屬傘裙把固體儲熱材料分段，減小大范圍開裂損壞的危險。

驗證了高溫固體電儲熱供暖技術(shù)對于實行峰谷電價地區(qū)的非居民項目具有顯著的經(jīng)濟效益。分析了高溫固體電儲熱供暖技術(shù)不僅具有一定的經(jīng)濟效益，更可產(chǎn)生環(huán)境效益，增大低谷段的風(fēng)電和核電等清潔能源消納能力。表B為北京某供暖面積200萬m2電蓄熱方案經(jīng)濟性對比，從表中可以看出高溫固體電儲熱技術(shù)的經(jīng)濟性優(yōu)于水儲熱技術(shù)，且采用花崗巖為固體儲熱介質(zhì)的經(jīng)濟性明顯好于以鎂鐵磚為固體儲熱介質(zhì)。

表B 不同供暖技術(shù)的經(jīng)濟效益

3、相變谷電儲熱技術(shù)

相變電儲熱技術(shù)是近些年開始發(fā)展的技術(shù)，具有儲熱密度高、儲釋熱過程溫度恒定等優(yōu)點。目前，相變電儲熱技術(shù)結(jié)構(gòu)主要有兩種：

一種是類似于水儲熱技術(shù)，將相變儲熱裝置替代儲水罐，在電價谷值時，開啟電鍋爐制熱，并利用相變儲熱裝置將熱量進(jìn)行儲存，在電價峰值時，相變儲熱裝置為建筑供暖；

另一種類似于高溫固體電儲熱技術(shù)，將相變材料做成相變材料磚，并放置于固體儲熱器中，在電價谷值時直接儲存電加熱裝置的熱量，在電價峰值時為建筑供暖。

通過模擬證明，相變電儲熱裝置在家用電采暖領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用價值。與高溫固體電儲熱技術(shù)類似，我國相變電儲熱技術(shù)領(lǐng)域的研究也多為應(yīng)用形式的設(shè)計和經(jīng)濟性的分析，需要加強對相變電儲熱傳熱機理等基礎(chǔ)內(nèi)容的研究。

天帥智能科技股份公司設(shè)計了一種集產(chǎn)熱、儲熱、供熱于一體的，復(fù)合相變材料儲熱式供暖系統(tǒng)，該相變儲熱清潔供暖設(shè)備，利用夜間低價谷電加熱，白天停止加熱，只從相變儲熱單元中釋放熱量來實現(xiàn)供暖，只需使用7小時低價谷電，就可持續(xù)24小時清潔供暖，能夠有效節(jié)約運行成本，降低能耗，成為深受市場好評的一種新型清潔供暖設(shè)備。

針對這三大類儲熱供暖的特點與優(yōu)勢各不相同，利用室內(nèi)溫度需求、建筑物耗熱量、建筑物熱指標(biāo)、采暖季熱負(fù)荷、儲熱機組加熱功率、蓄熱量等5個指標(biāo)提出一種經(jīng)濟性配置方法。通過臨界電價法分析水儲熱、高溫固體儲熱、市政供暖技術(shù)、相變電儲熱技術(shù)的經(jīng)濟性，發(fā)現(xiàn)谷電相變儲熱供暖技術(shù)相比其它供暖更具經(jīng)濟可行性，且谷電相變儲熱供暖技術(shù)的經(jīng)濟性最好，前期設(shè)備投入低，后期運行費用少。

在天津萬象商業(yè)建筑應(yīng)用相變電儲熱供暖技術(shù)，并發(fā)現(xiàn)該技術(shù)運行費用僅為燃?xì)忮仩t供暖系統(tǒng)的72%，開發(fā)了一種相變電儲熱裝置，并應(yīng)用于天津購物城，應(yīng)用結(jié)果顯示，該系統(tǒng)運行效率為81%，較原采暖系統(tǒng)運行費用可節(jié)省63%。對比了水蓄熱技術(shù)和相變蓄熱技術(shù)的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)相變蓄熱技術(shù)多為恒溫放熱，熱穩(wěn)定性優(yōu)于水蓄熱技術(shù)。盡管如此，但是相變蓄熱材料成本較高，相變蓄熱技術(shù)初投資高于其他技術(shù)，投資回報期也高于其他技術(shù)，如表B所示。隨著天帥智能科技股份公司相變蓄熱設(shè)備的大規(guī)模量產(chǎn)，相變蓄熱材料綜合成本會逐漸降低，良好的蓄熱性能優(yōu)勢將得以展現(xiàn)，為全國用戶提供高效便宜的清潔供暖（熱）設(shè)備。