CN106051886A - 一种基于固体蓄热的供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于固体蓄热的供热系统，其包括热交换装置、控制装置以及远程控制中心，所述远程控制中心与所述控制装置通讯连接，所述热交换装置包括壳体以及设置在所述壳体内部的蓄热体、换热器和风机，所述风机设置在所述壳体的底部的一端，所述蓄热体通过安装支架固定在所述壳体内部，所述蓄热体内部设置有电加热介质以及蓄热介质，所述蓄热体的周围设置有风道，所述风道的周围设置有保温材料，所述换热器设置在所述风道内部，所述换热器连接有输入管道和输出管道。本发明设置的蓄热体基于固体蓄热材料，能够在用电低峰期将多余的电能转换为热能进行存储，能够在用电高峰期将此部分能量进行释放，满足加热系统的加热需求，减少了电能的浪费。

Description

一种基于固体蓄热的供热系统
技术领域
本发明涉及蓄热领域，具体地涉及一种基于固体蓄热的供热系统。
背景技术
现有的电加热锅炉系统一般都是采用电能直接对锅炉进行加热，以达到供暖或生活用水的目的。而现有供电非常不均匀，在用电低峰期，造成电能浪费。而在供电高峰期，又会造成电压波动。现有技术并不能很好的解决此种电能浪费问题。
另一方面，现有的加热系统体积较大，占地面积大，造成设备占地浪费，并且需要人工进行监测，浪费了大量人力物力。同时，现有的电加热系统，单独更换加热元件非常不方便，造成后期维修费用的增加，不仅增加了安装难度，同样增加了后期维修的难度。
发明内容
本发明为了解决上述提到的现有的供电低峰期电能浪费的问题，提供一种基于固体蓄热的供热系统，利用低谷电以及光伏太阳能将固体蓄能物质加热并将能量储存，在供电高峰期停止加热，将储存的热能持续向采暖系统或生活热水系统释放，同时可以不间断蓄热并提供热能。系统可实现全自动精确负荷调节，节省了人工成本。加热系统可直接与楼宇供暖管路对接，结构紧凑，占地面积小,对安装无特殊要求。
具体地，本发明提供一种基于固体蓄热的供热系统，其包括热交换装置、控制装置以及远程控制中心，所述远程控制中心与所述控制装置通讯连接，
所述热交换装置包括壳体以及设置在所述壳体内部的蓄热体、换热器和风机，所述风机设置在所述壳体的底部的一端，所述蓄热体通过安装支架固定在所述壳体内部，所述蓄热体内部设置有电加热介质以及蓄热介质，所述蓄热体的周围设置有风道，所述风道的周围设置有保温材料，所述换热器设置在所述风道内部，所述换热器连接有输入管道和输出管道；
所述控制装置的输出端连接所述风机的输入端，用于根据所述远程控制中心的指令对风机的风速进行控制。
优选地，所述蓄热体与所述换热器之间设置有隔热层。
优选地，所述蓄热体的上部通过紧固件与所述壳体固定，所述蓄热体的底部通过安装支架与所述壳体固定。
优选地，所述风机为自动变频风机，所述自动变频风机的输入端连接所述控制装置的输出端。
优选地，所述电加热介质连接有市电电源或太阳能光伏板，所述蓄热体加热后的温度大于800度。
优选地，所述保温材料为纳米绝热板保温材料。
优选地，所述输出管道的附近合适位置设置有负载水泵。
优选地，所述输入管道设置有第一温度传感器，所述输出管道设置有第二温度传感器，所述第一温度传感器用于测量进水温度，所述第二温度传感器用于测量出水温度，所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器的输出端连接所述远程控制中心，所述远程控制中心设置有温差阈值以及出水温度阈值，
当出水温度与进水温度的温差大于温差阈值或出水温度大于出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出降低风机风速的指令，所述控制装置控制所述风机降低风速，
当出水温度与进水温度的温差小于温差阈值或出水温度小于出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出增大风机风速的指令，所述控制装置控制所述风机增大风速。
优选地，所述远程控制中心设置有最高出水温度阈值以及最低出水温度阈值，
当出水温度大于最高出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出停止风机动作的指令，当出水温度小于最低出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出开启风机动作的指令。
优选地，系统的供水温度可以根据供水温度曲线进行调整，所述供水温度曲线包括多个参数值，所述多个值参数值为第一参数值(X1，Y1)、第二参数值(X2，Y2)、……第N参数值(Xn，Yn)，其中，X1，X2……Xn，为室外各点温度Y1、Y2……Yn，为室外各点温度对应的供水温度设定值。
本发明的优点如下所述：
①本发明设置的蓄热体基于固体蓄热材料，能够在用电低峰期将多余的电能转换为热能进行存储，或者在用电高峰期利用太阳能光伏板将电能转换为热能进行存储，蓄热介质的蓄热温度达到800度以上，能够在用电高峰期将此部分能量进行释放，满足加热系统的加热需求，减少了电能的浪费。
②蓄热体外层采用高效绝热材料，使高温蓄热体与外环境隔绝，达到绝热保温的效果。
③在负载需要热量供给时，按设定的温度和供热量，由自动变频风机提供的循环高温空气，换热器对负载循环水进行热交换，由负载水泵将热水提供至末端设备中，出水温度由温度传感器进行监测，出水温度恒定并且能够进行防冻结保护以及防高温保护。
④实现了加热电器元件在不拆除设备主体的情况下，随时更换，设备后续维修、维护简单方便，可以在不停炉的前提下更换电加热元件，用户不必担心因停炉带来的管路结冰，可实现全自动精确负荷调节，节省了人工成本。加热系统可直接与楼宇供暖管路对接，结构紧凑，占地面积小,对安装无特殊要求。
⑤无排放污染，噪声低，占地面积小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的热交换装置的结构示意图；以及
图3为本发明的结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明的结构及工作原理做进一步解释：
本发明提供一种基于固体蓄热的供热系统，如图1所示，其包括热交换装置1、控制装置2以及远程控制中心3，远程控制中心3与控制装置2通讯连接，用于对控制装置2进行远程控制，实现供热系统的自动控制，可实现全自动精确负荷调节，节省了人工成本。
如图2所示，热交换装置1包括壳体4以及设置在壳体4内部的蓄热体5、换热器6和风机7，风机7设置在壳体4的底部的一端，用于提供持续高温空气。在本实施例中，风机7为自动变频风机，自动变频风机的输入端以及换热器6的输入端连接控制装置2的输出端。控制装置2根据远程控制中心3的指令能够对风机的风速进行调节。在负载需要热量供给时，按设定的温度和供热量，由自动变频风机提供的循环高温空气经由换热器6与负载循环水进行热交换，由负载水泵将热水提供至末端设备中。
蓄热体5的上部通过紧固件51与壳体固定，蓄热体5的底部通过安装支架52与壳体固定。
蓄热体5内部设置有电加热介质以及蓄热介质，在蓄热体内通过发热介质将电能转化为热能后，存储于固体蓄热体中。温度可从常温直至达到800摄氏度以上。
蓄热介质选用耐受温度高达800℃的高密度、高比热容材料，蓄能温度能高达800℃。
蓄热体5的周围设置有风道10，风道10的周围设置有保温材料11，保温材料为纳米绝热板保温材料。使高温蓄热体与外环境隔绝，达到绝热保温的效果(常温状态)。换热器6设置在所述风道内部，换热器6连接有输入管道61和输出管道62，输入管道61和输出管道62分别用于进水和出水。输出管道的附近合适位置设置有负载水泵，换热器对负载循环水进行热交换，由负载水泵将热水提供至末端设备中。
蓄热体5与换热器6之间设置有隔热层。
优选地，电加热介质通过设备进线端12连接有市电电源或太阳能光伏板，在用电低谷时利用市电供电，对蓄热体5进行加热，在市电用电高峰期可以选择利用太阳能光伏板进行加热，蓄热体5将电能转化为热能进行储存。
在本实施例中，输入管道61设置有第一温度传感器8，输出管道62设置有第二温度传感器9，第一温度传感器8用于测量进水温度，第二温度传感器9用于测量出水温度，第一温度传感器8以及第二温度传感器9的输出端连接远程控制中心3，远程控制中心3设置有温差阈值以及出水温度阈值，
当出水温度与进水温度的温差大于温差阈值或出水温度大于出水温度阈值时，远程控制中心3向控制装置2发出降低风机7风速的指令，控制装置2控制风机7降低风速，对水温进行降温。
当出水温度与进水温度的温差小于温差阈值或出水温度小于出水温度阈值时，远程控制中心3向控制装置2发出增大风机7风速的指令，控制装置2控制风机7增大风速，对水温进行增温。
在其余实施例中，为了达到水温监测的目的，输出温度的稳定性可以采用输出总热量测定、负载温度波动平均值等进行监测。
通电加热时间以及加热温度可根据负载和用户实际需要在远程控制中心任意设定，系统会根据设定值完全无人自动化运行。
另一方面，系统的供水温度可以根据供水温度曲线进行调整，所述供水温度曲线包括多个参数值，所述多个值参数值为第一参数值(X1，Y1)、第二参数值(X2，Y2)、……第N参数值(Xn，Yn)，其中，X1，X2……Xn，为室外各点温度Y1、Y2……Yn，为室外各点温度对应的供水温度设定值。
传统的供热系统往往是根据建筑当地的气象资料(最低气温)和建筑物的特点而设计，系统设计有较大的余量。在不同季节、不同时段时，供热系统全年90％以上时间是在部分负荷条件下运行。各建筑物的入住率及建筑保温特性导致热力站所供给的区域热负荷不同。因此，根据定制的室外气温与供水温度曲线，进行供水温度的调节，可有效降低部分负荷时热量浪费的问题。
进一步，为了防止加热系统水温过高或者管道冻结，远程控制中心3设置有最高出水温度阈值以及最低出水温度阈值，
当出水温度大于最高出水温度阈值时，远程控制中心3向控制装置2发出停止风机动作的指令，以对水温进行快速降温，进行高温保护。当出水温度小于最低出水温度阈值时，远程控制中心3向控制装置2发出开启风机动作的指令，对水温进行快速增温，防止冻结。
本发明的优点如下所述：
①本发明设置的蓄热体基于固体蓄热材料，能够在用电低峰期将多余的电能转换为热能进行存储，或者在用电高峰期利用太阳能光伏板将电能转换为热能进行存储，蓄热介质的蓄热温度达到800度以上，能够在用电高峰期将此部分能量进行释放，满足加热系统的加热需求，减少了电能的浪费。
②蓄热体外层采用高效绝热材料，使高温蓄热体与外环境隔绝，达到绝热保温的效果。
③在负载需要热量供给时，按设定的温度和供热量，由自动变频风机提供的循环高温空气，换热器对负载循环水进行热交换，由负载水泵将热水提供至末端设备中，出水温度由温度传感器进行监测，出水温度恒定并且能够进行防冻结保护以及防高温保护。
④实现了加热电器元件在不拆除设备主体的情况下，随时更换，设备后续维修、维护简单方便，可以在不停炉的前提下更换电加热元件，用户不必担心因停炉带来的管路结冰，可实现全自动精确负荷调节，节省了人工成本。加热系统可直接与楼宇供暖管路对接，结构紧凑，占地面积小,对安装无特殊要求。
⑤无排放污染，噪声低，占地面积小。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种基于固体蓄热的供热系统，其包括热交换装置、控制装置以及远程控制中心，所述远程控制中心与所述控制装置通讯连接，其特征在于：
所述热交换装置包括壳体以及设置在所述壳体内部的蓄热体、换热器和风机，所述风机设置在所述壳体的底部的一端，所述蓄热体通过安装支架固定在所述壳体内部，所述蓄热体内部设置有电加热介质以及蓄热介质，所述蓄热体的周围设置有风道，所述风道的周围设置有保温材料，所述换热器设置在所述风道内部，所述换热器连接输入管道和输出管道；
所述控制装置的输出端连接所述风机的输入端，用于根据所述远程控制中心的指令对风机的风速进行控制；
所述输入管道设置有第一温度传感器，所述输出管道设置有第二温度传感器，所述第一温度传感器用于测量进水温度，所述第二温度传感器用于测量出水温度，所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器的输出端连接所述远程控制中心，所述远程控制中心设置有温差阈值以及出水温度阈值，
当出水温度与进水温度的温差大于温差阈值或出水温度大于出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出降低风机风速的指令，所述控制装置控制所述风机降低风速，以及
当出水温度与进水温度的温差小于温差阈值或出水温度小于出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出增大风机风速的指令，所述控制装置控制所述风机增大风速。
2.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述蓄热体与所述换热器之间设置有隔热层。
3.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述蓄热体的上部通过紧固件与所述壳体固定，所述蓄热体的底部通过安装支架与所述壳体固定。
4.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述风机为自动变频风机，所述自动变频风机的输入端连接所述控制装置的输出端。
5.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述电加热介质连接有市电电源或太阳能光伏板，所述蓄热体加热后的温度大于800度。
6.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述保温材料为纳米绝热板保温材料。
7.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述输出管道上设置有负载水泵。
8.根据权利要求1所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：所述远程控制中心设置有最高出水温度阈值以及最低出水温度阈值，
当出水温度大于最高出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出停止风机动作的指令，当出水温度小于最低出水温度阈值时，所述远程控制中心向所述控制装置发出开启风机动作的指令。
9.根据权利要求8所述的基于固体蓄热的供热系统，其特征在于：系统的供水温度可以根据供水温度曲线进行调整，所述供水温度曲线包括多个参数值，所述多个值参数值为第一参数值(X1，Y1)、第二参数值(X2，Y2)、……第N参数值(Xn，Yn)，其中，X1，X2……Xn，为室外各点温度Y1、Y2……Yn，为室外各点温度对应的供水温度设定值。
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