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一、成果简介：

本项目以灵活高效蓄热供暖装置及系统研发为目标，围绕蓄热材料、传热体系、蓄热装置、蓄热站监控系统开展技术攻关，完成低温相变蓄热装置、高温相变蓄热装置、高温固体蓄热装置、蓄热站监控系统的研发与应用，实现蓄热站与热网以及用户之间的高效、精细化响应，提高蓄热系统整体能效，降低用户用能成本。

图1 灵活高效蓄热供暖装置及系统

图2 项目创新点

图3 项目成果应用

二、技术优势及性能指标：

技术优势：

（1）提出了纳米凹缝夹杂Na₂HPO₄形核剂与膨胀石墨（Na₂HPO₄/NPs—EG）复合形核导热骨架构建方法，解决三水醋酸钠相变蓄热体系超温形核失效、过冷度偏移、导热率低的关键技术问题。

（2）提出了基于氮化铝（AlN）原位反应的亚微米花状介孔导热吸附骨架制备方法，同时解决了高温熔盐固态封装与导热增强问题，实现400℃以上高温熔盐高比例固态封装与导热提升。

（3）构建了适用于非稳态高温蓄热的零功耗水-汽自然循环换热体系，解决了高温蓄热材料风化粉碎与换热动力损耗问题，大幅提升高温蓄热材料使用寿命，将高温蓄热装置一次侧换热动力能耗降低至零。

（4）提出了基于综合气象预测、移动端热舒适反馈、管网热惰性解耦的供热前馈动态节能调控方法，解决了区域级末端负荷反馈不便、供热调节滞后等问题，实现了末端数据快速采集与供热前馈动态节能调节，大幅降低供热系统运行能耗。

性能指标：

表1 低温蓄热技术指标

 指标名称同类产品本项目产品
低温相变材料指标最高使用温度（℃）<7085
导热系数（W/m⸱K）<1.09.3
蓄热密度（MJ⸱m-3）446521
装置指标充/放热倍率0.083-0.1670.36/0.43
整体热效率＞90%96.5%

表2 高温蓄热技术指标

 指标名称同类产品本项目产品
高温相变材料指标导热系数（W/m⸱K）<1.04.9
熔盐封装比例（%）<50≥57
蓄热密度（MJ⸱m-3）20382156
显热蓄热材料指标导热系数（W/m⸱K）2.112.11
蓄热密度（MJ⸱m-3）14401440
装置指标一次侧换热动力能耗≥50kWh/MWh0
装置本体动力噪音≤80dB0
电负荷响应精度-15kW
最高外表面温度≤50℃≤50℃
泄漏电流限值≤5mA（0~0.5kV）1mA
绝缘耐压≥1.5kV≥2kV
整体热效率≤90%95.7%

三、所属领域：

综合能源系统方向：能源存储技术；综合能源服务方向：清洁能源服务技术

四、成熟度：

产业化阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

市场应用情况：

（1）高/低温蓄热装置及蓄热站智慧监控系统在国网天津市电力公司城东供电分公司完成调试与试运行。该蓄热站总蓄热容量6MWh，配电功率1.4MW，各项技术指标均达到设计要求，蓄热装置储释性能优异，实现蓄热站监控系统与区域综合能源管控平台实现数据交互。

（2）蓄热装置及蓄热站智慧监控系统在天津鹏为热力能源有限公司投入使用。该蓄热站总蓄热容量3.2MWh,配电功率0.8MW，蓄热装置与监控系统运行平稳，各项技术指标均达到设计要求。

（3）供热前馈动态节能调控方法指导供热系统运行的方案在天津金房能源科技有限公司荔雅花园项目应用，明显降低采暖运行成本，节能率达到10%以上，并提高了用户室内舒适度，有显著的社会经济效益。

经济效益分析：

预计2025年电供暖可达到25亿平米，其中蓄热式电供暖占比以20%计算，新增蓄热式电供暖面积2亿平米。以蓄热式电供暖市场占有率5%计算，预期5年合同额可达10亿元；

应用本项目研制的高能效蓄热装置及蓄热站一体化监控系统，相比国内外同类产品整体能效提升10%以上，一个采暖季每平米节能9.24kWh，1000万平米供暖面积每年可节能9000万kWh以上。