電能替代已成為國內城市供暖的主要方向，儲熱技術可以將谷電以熱的形式儲存起來并實現熱能的穩定輸出，從根本上解決電采暖成本過高的問題。

 

中低溫相變儲熱以其儲熱密度高、儲釋熱過程溫度恒定等優勢成為研究熱點。中低溫相變儲熱材料的研究主要集中于有機石蠟類及無機水合鹽類，目前已有應用案例中主要為水合鹽類材料，但其仍存在循環穩定性差、導熱性差、腐蝕性等問題。

 

在對相變儲熱裝置的實驗室研究中，通過設計并聯螺旋盤管、填充篩網、殼管式結構等方式可以有效改善相變材料的傳熱性能，但在實際工程應用中，相變儲熱裝置內以圓管換熱器及帶翅片的換熱器為主。

 

目前已有案例的中低溫相變儲熱供熱系統有兩種，一種是電鍋爐+相變儲熱裝置，另一種是將電加熱、儲熱裝置放置在一個結構中，兩者各有優劣。

 

相對其他幾種儲熱技術，中低溫相變儲熱技術具有初始投資中等、運行成本較低、限制條件較少等優點，但也存在諸多問題有待解決。

 

 

研發綜合性能優異的高儲熱密度、長循環壽命、高導熱、低腐蝕、低成本的相變儲熱材料，優化換熱器及儲熱裝置的內部結構設計，實現強化換熱仍是未來相變儲熱供暖領域的研究方向，實現智能調節控制、降低系統投資成本是儲熱供暖系統的發展方向。

 

以采用電鍋爐+相變儲熱裝置的供暖方式，對面積10×104m2 住宅小區供暖為例進行經濟性分析。假定該小區為節能建筑，平均熱負荷取40W/m2，供暖功率4MW，供熱時間24h，加熱時間10h(谷電時段10h)，加熱電壓10kV，加熱功率7MW，系統總儲熱量45MW·h。

 

供暖系統包括電鍋爐本體系統、蓄熱系統、鍋爐房建設、配電系統、輔助管道系統等，按80 元/m2的成本計算，供暖系統初始投資800 萬元；運行成本主要為電費，采暖天數按120 天計，谷電價格按0.2 元/(kW·h)計，采暖季用電成本為108 萬元。

 

收益估算，采暖收費按30 元/(m2·供暖季) 計， 每年采暖收費300 萬元，年凈收益202 萬元。裝置運行壽命20 年，投資回收期約4 年。

 

另外，谷電電價是影響谷電儲熱供暖項目經濟性的一個重要指標，在北京地區，對于完成“煤改電”改造任務的村莊，住戶在晚21 點至次日6 點享受0.3 元/(kW·h)的低谷電價，同時市、區兩級財政再各自補貼0.1 元/(kW·h)，補貼用電限額為每個取暖季每戶1×104kW·h。若按照谷電電價0.1 元/(kW·h) 計算， 則上述100×104m2的住宅整個采暖季用電成本僅54 萬元， 投資回收期3.2 年。

 

▲各類供暖技術對比（點擊可見大圖）