CN106288318A - 一种节能电热水炉系统 - Google Patents
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Abstract
一种节能微晶材料纳米级热水炉系统，其采用纳米电热膜作为发热元件，其包括：无感抗加温电热水炉、风力发电系统、太阳能光伏发电系统、市电供电设备、储存水箱、风光发电转换器、供暖设备终端、生活用水终端，其中，无感抗电热水炉采用纳米电热膜作为发热元件，风力发电系统和太阳能光伏发电系统通过风光发电转换器连接于无感抗电热水炉用于对其供电，市电供电系统也连接于无感抗电热水炉用于对其供电，无感抗电热水炉进水口连接供水管道，无感抗电热水炉的出水口分别连接供暖设备终端和生活用水终端。
Description
技术领域
本发明涉及一种节能电热水炉系统，尤其一种采用纳米电热膜作为加热元件的电热水炉系统。
背景技术
我国大部分地区特别是北方地区冬天较为寒冷，冬季采暖时间长，烧煤量大，排放数量多，因此北方地区是我国节能减排的大户和重点地区。各地为完成节能减排任务，采取了各种有效措施。目前许多地方政府下令从2015年起大宾馆和大型活动场所必须实施煤改电，同时出台了许多优惠政策，但如何解决采暖问题是地方政府重点研究的课题。空气源热泵虽然节能，但在东北地区因气温太低导致启动不正常或节能率下降。
太阳能是世界上最环保的能源，在日照时间充足和霜冻时间短的地区，太阳能是节能环保的最佳选择。在中国海南和两广地区是较佳的安装选择，但是，由于热水使用通常是在日照短和天气下降及霜冻时期，这就是太阳能的优点和用户实际使用时间的矛盾，尤其在占中国80％人口的地区，根据建设部统计数据，北方地区的太阳能全年电辅助加热超过180天，也就是说太阳能设备可以给与用户正常供热的实际时间是在太阳光照充足和天气暖和的季节，这个时期用户中的一部分对热水的需求尤其是暖气需求几乎很少，太阳能系统安装在日照时间短和霜冻时间长的地区，与传统电锅炉耗电量相当，但比即热式电热水器耗电量大，全年能效比COP不超过1：1.5，热效率120％。在北京，通过赠送电流能耗插座，我们收集了部分3口之家的太阳能用户全年的电辅助加热数据平均是702元，电加热主要集中在较冷的7个月份，相当于每个月100元电费，与传统储热式热水器耗电量相当，但比即热式电热水器耗电量大。商用太阳能设备集体热水(供暖)用户使用的通常是必须配备全员份量的热水储存罐，根据热水储存罐实际使用所得全年平均数据，任何室外保温水箱，每对一吨热水保持恒定温度，需损耗1.16度电以上，也就是一吨热水要保持恒定温度一天需耗电27.84度。
传统的发热元件都是采用线径电阻材料，传统的线径电阻材料在将电能转换为热能时，由于阻抗的产生会导致25％的电能没有转换为热能而损失掉，同时还产生各种不同波长的光波导致的光散射而浪费电能，再加上线径发热方式的热交换面积很小，进一步降低了电能的实际利用率，通常情况下传统的发热元件的热效率不回超过65％，考虑到水垢的因素，传统的发热元件使用20天后在发热元件线径或管径表层会形成一层水垢层，它是热传递的良好保温物质，实际使用数据表明，水垢的保温效果最终会阻碍热传导率50％以上，尤其在广大的城市地区，传统的发热元件制造的电热水设备的热效率普遍不超过50％，造成全社会的能源浪费。
发明内容
针对上述现有技术的问题，本发明提供一种节能电热水炉系统，其采用纳米电热膜作为发热元件，其包括：无感抗电热水炉、风力发电系统、太阳能光伏发电系统、市电供电设备、储存水箱、风光发电转换器、供暖设备终端、生活用水终端，
其中，无感抗电热水炉采用纳米电热膜作为发热元件，风力发电系统和太阳能光伏发电系统通过风光发电转换器连接于无感抗电热水炉用于对其供电，市电供电系统也连接于无感抗电热水炉用于对其供电，无感抗电热水炉进水口连接供水管道，无感抗电热水炉的出水口分别连接供暖设备终端(导热暖气片)和生活用水终端(例如淋浴设备和生活用水龙头)。
本发明的优点：
本发明可以把太阳能或微型风力发电机发出的直流电直接对纳米炉加热，在风光发电充足的情况下，纳米炉无需市电即可加热制热终端。此外，纳米炉还有其独特的优点：
1、永不产生水垢，比普通加热设备热效率提高30％以上；
2、加热面积大，散热均匀，加热速度快，是普通加热设备的2倍；
3、无噪音工作，是家庭，单位采暖的首选产品；
4、设备人性化设计，美观、实用、小巧，安装简单方便，节省空间，自动控制，随时启闭，无需值守；
5、性能安全稳定，故障率低，使用寿命长，备件通用，易装易换，一般家庭用10年以上；
6、如与超传导热能管暖气配套使用节能率将超过50％。
7、风光发电输入直流电直接加热在发热纳米级发热管升温。
本发明产品纳米节能炉对加热单元采用纳米技术、多晶硅材料等改进其加热、防垢等性能，并可联合风力、太阳能等发电装置应用，满足用户采暖、生活热水需求。本发明产品被北京市发展和改革委员会(京发改〔2015〕1001号)推荐为北京市2015年节能低碳技术产品。
附图说明
图1所示为本发明的节能电热水炉系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，其示出了一种节能电热水炉系统，其采用纳米电热膜作为发热元件，其包括：无感抗电热水炉1、风力发电系统3、太阳能光伏发电系统4、市电供电设备5、储存水箱6、风光发电转换器2、供暖设备终端7、生活用水终端8，
其中，无感抗电热水炉1采用纳米电热膜作为发热元件，风力发电系统3和太阳能光伏发电系统4通过风光发电转换器2连接于无感抗电热水炉1用于对其供电，市电供电系统5也连接于无感抗电热水炉1用于对其供电，无感抗电热水炉1进水口通过闸阀10连接供水管道9，无感抗电热水炉1的出水口分别连接供暖设备终端7(导热暖气片)和生活用水终端8(例如淋浴设备和生活用水龙头)。
本发明采用的纳米电热膜发热元件是通过电磁振动转变为波长4-15微米的远红外线，以定向的面辐射加热水和其他需加热体，与被加热体形成最大辐射受热面，形成最大导热值，阻抗极微，感抗系数不超过0.02％，没有发红和散射光波的产生，导热速度0.1秒，是传统发热元件的6倍，辐射热损失低，电能的热转换率98％以上，理论热效率比传统发热元件增加25％以上，但由于纳米电热膜发热元件使用的多晶硅面板几乎不产生水垢，全年工况下热导值稳定，因此实际使用时的热效率比传统发热元件增加50％以上，节能100％。
另外，通过设置风光发电转换器，可以实现对多种自然资源的综合利用，进一步节省市电用电。
比传统加热设备节能60％，比太阳能空气能设备节省采购资金80％，该设备可以用最小的费用，低廉的设备投资解决热水和供暖问题，体现了该设备具有最佳的经济性能比。
该系统可安装在最方便的地方，随时启闭，升温快，无论是室内壁挂还是楼顶通道均可安装，无需专门设置锅炉房。设备自动控制，自主运行，用多少制热多少，不用不浪费。无需专人值守，设备人性化设计，几无故障，备件通用易更换。发热芯是纳米半导体，使用寿命长达6万小时，是传统发热器的10倍。
Claims (1)
1.一种节能电热水炉系统，其采用纳米电热膜作为发热元件，其包括：无感抗电热水炉、风力发电系统、太阳能光伏发电系统、市电供电设备、储存水箱、风光发电转换器、供暖设备终端、生活用水终端，
其中，无感抗电热水炉采用纳米电热膜作为发热元件，风力发电系统和太阳能光伏发电系统通过风光发电转换器连接于无感抗电热水炉用于对其供电，市电供电系统也连接于无感抗电热水炉用于对其供电，无感抗电热水炉进水口连接供水管道，无感抗电热水炉的出水口分别连接供暖设备终端和生活用水终端。
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