CN102967000A - 蓄能式相变采暖装置及其采暖方法 - Google Patents
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Abstract
一种蓄能式相变采暖装置及其采暖方法，涉及采暖技术领域，所解决的是减少不可再生能源消耗的技术问题。该装置包括主箱体、风机；所述主箱体是一两端开口的箱体，主箱体的一端开口为主箱送风口，另一端开口为主箱进风口，主箱体内设有至少一根加热盘管；所述风机的出风口经一风管与主箱体的主箱进风口对接；所述加热盘管包括换热管壳、电加热器，所述电加热器安装在换热管壳内，且在换热管壳内壁与电加热器外壁之间填充有相变工质，利用相变工质在谷电时段蓄热，在用电高峰时段优先利用相变工质供热。本发明提供的装置及方法，适用于室内环境的采暖。
Description
技术领域
本发明涉及采暖技术，特别是涉及一种蓄能式相变采暖装置及其采暖方法的技术。
背景技术
目前的市政电网中，在晚间22时至次日凌晨6时的谷电时段，水电、风电等绿色电力占了很大的比例，而在凌晨6时至晚间22时的用电高峰时段则以火电等非绿色电力为主。
采暖是冬季防寒的主要方法，有很多平均气温较低的寒冷地区，一年采暖时间长达5个月。
现有的采暖方式主要有以下几种：1）利用暖气片集中采暖，这种采暖方式在中国北方极为常见，由于暖气片温度较高，布设在室内容易烫伤人体，而且暖气片的温度调节也很不方便，集中采暖的方式对于空置的房屋而言无疑是巨大的能源浪费。2）利用空调采暖，这种采暖方式经常会在用电高峰时段需要启动空调供暖，在增加市政电网负担的同时，也增加了不可再生能源的消耗。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能减轻采暖给市政电网在用电高峰时段的带来的负担，减少不可再生能源消耗的蓄能式相变采暖装置及其采暖方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种蓄能式相变采暖装置，其特征在于：包括主箱体、风机；
所述主箱体是一两端开口的箱体，主箱体的一端开口为主箱送风口，另一端开口为主箱进风口，主箱体内设有至少一根加热盘管；
所述风机的出风口经一风管与主箱体的主箱进风口对接；
所述加热盘管包括换热管壳、电加热器，所述电加热器安装在换热管壳内，且在换热管壳内壁与电加热器外壁之间填充有相变工质。
进一步的，还包括一用于控制风机及各电加热器运行的控制器；
所述风机经一送风开关接到市电，各电加热器经一加热开关接到市电，所述送风开关、加热开关均为电控开关；
所述控制器设有送风控制端及加热控制端，控制器的送风控制端接到送风开关的控制端，控制器的加热控制端接到加热开关的控制端。
进一步的，所述控制器还设有温度检测端，所述加热盘管上设有温度传感器，所述控制器的温度检测端连接到加热盘管上的温度传感器。
进一步的，所述相变工质采用的是相变温度在40～60℃的无机水合盐相变材料。
进一步的，所述相变工质是三水醋酸纳，或是四水硝酸钙，或是五水硫代硫酸钠。
本发明所提供的蓄能式相变采暖装置的采暖方法，其特征在于：
在以绿色电力为主的谷电时段需要采暖时，控制风机启动送风，并控制电加热器制热；
在以绿色电力为主的谷电时段不需要采暖时，控制风机停机，并预先设定一个蓄热温度阈值，当加热盘管的温度低于预先设定的蓄热温度阈值时，控制电加热器启动制热，来提高换热管壳内的相变工质温度，使相变工质相变蓄热；
在以非绿色电力为主的用电高峰时段需要采暖时，控制风机启动送风，并预先设定一个加热温度阈值，当加热盘管的温度高于预先设定的加热温度阈值时，控制电加热器停止工作，通过相变工质的相变放热来加热流经主箱体的空气，当加热盘管的温度低于预先设定的加热温度阈值时，控制电加热器启动制热。
本发明提供的蓄能式相变采暖装置及其采暖方法，能在以水电、风电等绿色电力为主的谷电时段利用相变工质储蓄热量，在以火电等非绿色电力为主的用电高峰时段优先利用相变工质储蓄热量供暖，相变工质储蓄热量用完后再利用市政电网的供电采暖，因此能减轻市政电网在用电高峰时段的负担，减少不可再生能源消耗。
附图说明
图1是本发明实施例的蓄能式相变采暖装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的蓄能式相变采暖装置中的加热盘管的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1-图2所示，本发明实施例所提供的一种蓄能式相变采暖装置，其特征在于：包括主箱体4、风机1；
所述主箱体4是一两端开口的箱体，主箱体4的一端开口为主箱送风口6，另一端开口为主箱进风口，主箱体4内设有至少一根加热盘管5；
所述风机1的出风口经一风管2与主箱体4的主箱进风口对接；
所述加热盘管5包括换热管壳7、电加热器8，所述电加热器8安装在换热管壳7内，且在换热管壳7内壁与电加热器8外壁之间填充有相变工质9。
本发明实施例还包括一用于控制风机1及各电加热器8运行的控制器3；
所述风机1经一送风开关（图中未示）接到市电，各电加热器8经一加热开关（图中未示）接到市电，所述送风开关、加热开关均为电控开关；
所述控制器3设有送风控制端及加热控制端，控制器3的送风控制端接到送风开关的控制端，控制器3的加热控制端接到加热开关的控制端。
本发明实施例中，所述控制器3还设有温度检测端，所述加热盘管5上设有温度传感器（图中未示），所述控制器3的温度检测端连接到加热盘管5上的温度传感器。
本发明实施例中，所述送风开关、加热开关均为继电器，所述风机1为涡旋风机，所述控制器中内置有单片机，控制器上设有用于向其内置的单片机输入控制命令的按键。
本发明实施例中，所述相变工质9采用的是相变温度在40～60℃的无机水合盐相变材料，具体为三水醋酸纳，其分子式为CH3COONa·3H2O，其熔点为58.2℃，其熔解热为265kJ/kg。
本发明其它实施例中，所述相变工质9也可以采用四水硝酸钙或五水硫代硫酸钠；四水硝酸钙的分子式为Ca（NO3）2·4H2O，其熔点为47℃，其熔解热为153kJ/kg；五水硫代硫酸钠的分子式为Na2S2O3·5H2O，其熔点为48.5℃，其熔解热为210kJ/kg。
本发明实施例中，所述换热管壳7采用的是直径为9～20mm的铜管，本发明其它实施例中，所述换热管壳7也可以采用直径为9～20mm的钢管等其它导热管材，换热管壳7的直径也不限于9～20mm。
本发明实施例中，所述电加热器8采用的是电阻式电加热器，本发明其它实施例中，所述电加热器8也可以采用现有的其它电加热器。
本发明实施例适用于室内环境的采暖，其工作原理如下：
利用控制器3控制风机1及各电加热器8运行；
在晚间22时至次日凌晨6时这段水电、风电等绿色电力占很大比例的谷电时段需要采暖时，控制器控制风机启动送风，并控制电加热器制热，此时风机抽取室内空气，并通过风管送入主箱体，由主箱体内的加热盘管加热后再通过主箱送风口送回室内环境，使室内环境温度逐渐升高；加热盘管制热时，电加热器将热量传递给换热管壳，由换热管壳对流经主箱体内腔的空气进行加热，当电加热器提供的热量超过室内环境需要的热量时，相变工质及换热管壳的温度升高，相变工质的温度升高至其熔点后，相变工质开始相变储存热量，当电加热器提供的热量不能满足室内环境的热量需求时，相变工质及换热管壳的温度降低，相变工质的温度降至其熔点以下时，相变工质开始相变释放热量；
在晚间22时至次日凌晨6时这段水电、风电等绿色电力占很大比例的谷电时段不需要采暖时，控制器控制风机停机，在控制器中预先设定一个蓄热温度阈值，控制器通过加热盘管上的温度传感器监测加热盘管的温度，当加热盘管的温度低于预先设定的蓄热温度阈值时，控制电加热器启动制热，来提高换热管壳内的相变工质温度，使相变工质相变蓄热；
在凌晨6时至晚间22时这段以火电等非绿色电力为主的用电高峰时段需要采暖时，控制器控制风机启动送风，此时风机抽取室内空气，并通过风管送入主箱体，由主箱体内的加热盘管加热后再通过主箱送风口送回室内环境，使室内环境温度逐渐升高；在控制器中预先设定一个加热温度阈值，控制器通过加热盘管上的温度传感器监测加热盘管的温度，当加热盘管的温度高于预先设定的加热温度阈值时，控制电加热器停止工作，通过相变工质的相变放热（即谷电时段相变工质储蓄的热量）来加热流经主箱体的空气，当加热盘管的温度低于预先设定的加热温度阈值时，表明相变工质已放热完毕，此时控制电加热器启动制热。
Claims (6)
1.一种蓄能式相变采暖装置，其特征在于：包括主箱体、风机；
所述主箱体是一两端开口的箱体，主箱体的一端开口为主箱送风口，另一端开口为主箱进风口，主箱体内设有至少一根加热盘管；
所述风机的出风口经一风管与主箱体的主箱进风口对接；
所述加热盘管包括换热管壳、电加热器，所述电加热器安装在换热管壳内，且在换热管壳内壁与电加热器外壁之间填充有相变工质。
2.根据权利要求1所述的蓄能式相变采暖装置，其特征在于：还包括一用于控制风机及各电加热器运行的控制器；
所述风机经一送风开关接到市电，各电加热器经一加热开关接到市电，所述送风开关、加热开关均为电控开关；
所述控制器设有送风控制端及加热控制端，控制器的送风控制端接到送风开关的控制端，控制器的加热控制端接到加热开关的控制端。
3.根据权利要求2所述的蓄能式相变采暖装置，其特征在于：所述控制器还设有温度检测端，所述加热盘管上设有温度传感器，所述控制器的温度检测端连接到加热盘管上的温度传感器。
4.根据权利要求1或2或3所述的蓄能式相变采暖装置，其特征在于：所述相变工质采用的是相变温度在40～60℃的无机水合盐相变材料。
5.根据权利要求4所述的蓄能式相变采暖装置，其特征在于：所述相变工质是三水醋酸纳，或是四水硝酸钙，或是五水硫代硫酸钠。
6.根据权利要求1所述的蓄能式相变采暖装置的采暖方法，其特征在于：
在以绿色电力为主的谷电时段需要采暖时，控制风机启动送风，并控制电加热器制热；
在以绿色电力为主的谷电时段不需要采暖时，控制风机停机，并预先设定一个蓄热温度阈值，当加热盘管的温度低于预先设定的蓄热温度阈值时，控制电加热器启动制热，来提高换热管壳内的相变工质温度，使相变工质相变蓄热；
在以非绿色电力为主的用电高峰时段需要采暖时，控制风机启动送风，并预先设定一个加热温度阈值，当加热盘管的温度高于预先设定的加热温度阈值时，控制电加热器停止工作，通过相变工质的相变放热来加热流经主箱体的空气，当加热盘管的温度低于预先设定的加热温度阈值时，控制电加热器启动制热。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106247430A (zh) * | 2016-09-07 | 2016-12-21 | 北京国泰环能科技有限公司 | 一种新型储能电暖器 |
| CN106594858A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-04-26 | 唐山铸锐科技有限公司 | 电蓄热系统及控制方法 |
| CN111561731A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-21 | 北京科技大学 | 低谷电蓄能按需供热的户式智能供暖系统 |
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2012
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130313 |