低谷电价时段的暖气片安装位置蓄热设计策略

来源:本站  作者:暖气片网   2025-12-02 阅读:51

好的,这是一个非常专业且具有前瞻性的问题。利用低谷电价时段进行蓄热,是降低采暖费用、平衡电网负荷的绝佳策略。针对暖气片系统,其蓄热设计策略核心在于 “最大化蓄热能力”和 “优化热量释放”

低谷电价时段的暖气片安装位置蓄热设计策略

以下是详细的策略,分为设计原则、具体措施、系统控制和注意事项四个部分。


一、核心设计原则

  1. 时间解耦: 将“热量产生的时间”与“热量需求的时间”分离开。在夜间低谷电价的6-8小时内,让热源全力工作,将远超即时需求的热量储存起来。
  2. 高蓄热质量: 系统的核心是拥有足够大的“热电池”。这个热电池需要具备高比热容和高密度,能够储存大量热能。
  3. 被动优先,主动调节: 优先利用建筑结构和室内物体本身的蓄热性进行被动式蓄热,再通过主动控制系统来精细调节热量的释放速率。

二、具体蓄热策略与安装位置设计

暖气片系统的蓄热设计主要围绕两个方面:增强系统本身的蓄热能力利用建筑结构蓄热

策略一:增强系统本身的蓄热能力

这是最直接、最有效的方法。

  1. 安装大型水容量暖气片

    • 原理: 水的比热容很大(4.2 kJ/kg·℃),是优良的储热介质。暖气片本身的水容量就是一个小型蓄热器。
    • 选型建议
      • 首选铸铁暖气片: 传统铸铁暖气片不仅水容量大,其厚重的金属本身也具有很高的热容,在停止加热后能持续辐射热量数小时。它是实现“时间解耦”的理想选择。
      • 次选钢制柱式暖气片: 相比扁平的板式暖气片,柱式暖气片的水容量和金属质量也更大,蓄热性能更好。
    • 安装位置: 即使使用大容量暖气片,其安装位置也应遵循传统原则(窗下、靠外墙),以直接对抗冷辐射。其蓄热能力体现在其物理属性上,而非安装位置上。
  2. 增加系统水容量 - 加装蓄热水箱

    • 这是最关键、最强大的策略。
    • 原理: 在采暖系统中串联一个独立的、保温良好的大型蓄热水箱。它相当于给采暖系统配了一个“充电宝”。
    • 系统连接方式
      • 方案A(单水箱): 热源(如电锅炉、空气源热泵)在低谷时段只给蓄热水箱加热。在白天高峰时段,循环水泵将水箱中的热水输送到暖气片中散热。热源本身在白天可以不工作或低功率工作。
      • 方案B(双水箱): 一个水箱作为蓄热水箱,另一个作为日常用的换热水箱,系统更复杂,但生活热水和采暖热水品质更高。
    • 安装位置
      • 最佳位置:锅炉房、地下室、车库或专门的设备间。这些地方空间充裕,可以容纳体积较大的水箱(通常从几百升到数吨不等)。
      • 核心要求: 水箱必须做好超级保温,确保在十几个小时内温降不超过几度。同时,其位置应尽量靠近热源和主管路,以减少管道热损失。

策略二:利用建筑结构蓄热(被动式蓄热)

这种方法不直接改变采暖系统,而是利用热量传递来“激活”建筑构件。

  1. 原理: 在低谷电价时段,让暖气片持续向室内散热,这部分热量除了维持室温,多余的热量会被墙壁、楼板、家具等吸收。当白天热源停止或降功率运行时,这些储存了热量的结构会缓慢向室内释放热量,平滑温度波动。
  2. 安装位置与建筑设计的配合
    • 鼓励使用厚重建材: 在安装暖气片的房间,优先采用混凝土楼板、砖石或土坯墙、石材地板等重质材料。这些材料体积热容大,是优良的蓄热体。
    • 暖气片位置与蓄热体的关系
      • 贴邻内墙安装: 虽然传统推荐窗下,但如果有一面厚重的内隔墙,将暖气片安装在其附近,可以使热量更快地传导并储存在墙体中。这面墙会变成一个温暖的“辐射墙”。
      • 裸露地面/楼板: 避免在石材或混凝土地面上铺设厚地毯,让热量能直接传递给楼板。
    • 避免隔热层阻断: 建筑的内保温会阻碍热量向墙体内部传递,不利于结构蓄热。外保温是更有利于此策略的建筑设计,因为它将蓄热体(墙体、楼板)包裹在室内环境之中。

三、智能控制系统策略

再好的硬件也需要聪明的“大脑”来控制。

  1. 分室温控器 + 智能编程

    • 为每个房间的暖气片安装热电执行器,并连接至中央温控器。
    • 编程策略: 设定在低谷电价开始前1小时就启动加热,让室内温度和建筑结构提前预热。在低谷电价结束前1小时,系统(或蓄热水箱)应达到最高设定温度(如75-80℃)。白天则根据设定温度(可略低于夜间)进行间歇性补充供热或完全利用蓄热。
  2. 气象补偿控制器

    • 根据室外天气温度,自动调整供水温度。在寒冷的夜晚,系统会以更高温度蓄热;在较温和的夜晚,则降低蓄热温度,避免过热,实现智能化、按需蓄热。
  3. 蓄热水箱的温度分层与控制

    • 利用热水上浮、冷水下沉的原理,保持水箱内的温度分层。从水箱顶部抽取最热的水供给暖气片,从底部回水。控制系统应确保在谷电时段结束时,水箱顶部温度达到预设最大值。

四、总结与注意事项

策略 核心措施 优点 缺点
主动蓄热 加装蓄热水箱 蓄热能力极强,效果最显著,可与多种热源配合 初投资高,需要安装空间
半主动蓄热 选用铸铁等大容量暖气片 简单直接,无需改变系统结构,兼具辐射舒适性 蓄热量有限,重量大
被动蓄热 利用建筑结构(重质墙体、楼板) 无额外成本,舒适度高,温度波动小 依赖建筑本身设计,效果较慢且不易量化

最终建议:

对于新建或全面改造的建筑,最推荐的策略是“蓄热水箱 + 智能控制 + 建筑被动蓄热”的组合

  1. 蓄热水箱是解决峰谷电价问题的“重型武器”,它能提供足够的热量度过整个白天的高峰时段。
  2. 智能控制系统是确保这套策略经济、高效运行的关键,避免能源浪费。
  3. 利用建筑结构蓄热是免费的“增益效果”,能进一步提升舒适度并减少系统启停。

通过这种多层次的设计,您可以最大限度地利用低谷电价,将采暖成本降至最低,同时获得稳定、舒适的室内热环境。在实施前,务必咨询专业的暖通工程师进行热负荷计算和系统设计。

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