CN108592146A - 一种电热相变蓄能供热机组及其变工况能量调节方法 - Google Patents

一种电热相变蓄能供热机组及其变工况能量调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电热相变蓄能供热机组及其变工况能量调节方法，其结构合理，减少了峰电使用，降低了用户的采暖成本，包括蓄热箱体，蓄热箱体内均布有蛇管式换热器，蓄热箱体内填充有相变蓄热材料，蛇管式换热器沉浸在相变蓄热材料中，蓄热箱体还设有板式换热器，板式换热器设有一次管路和二次管路，一次管路与蛇管式换热器相连通，一次管路上还设有电加热器和第一循环泵，第一循环泵与进水端相连接，二次管路连接到室内供暖系统，二次管路连接到室内供暖系统，二次管路上设有第二循环泵，第二循环泵与进水端相连接，电加热器的出水端与蛇管式换热器的出水端之间设有旁通管路，旁通管路上设有二通阀。

Description

一种电热相变蓄能供热机组及其变工况能量调节方法
技术领域
本发明涉及供暖设备技术领域，具体为一种电热相变蓄能供热机组及其变工况能量调节方法。
背景技术
近年来随着电网峰谷电期间负荷差距的拉大，华北地区农村清洁能源采暖的推行，电热蓄能采暖技术应运而生。电热蓄能机组利用夜间低谷电加热采暖同时完成次日白天峰电期采暖热量的蓄集。
如图1所述的电热相变蓄能供热机组主体由盛满相变蓄热材料的蓄热箱体及均匀满布其中的蛇管式换热器构成的，外侧借助于板式换热器将水系统分为一、二次管路，一次管路中通过泵循环实现电热锅炉，蓄热箱体内蛇管式换热器、板式换热器三者之间的换热，二次管路中设置的循环泵将板换的热量输送到室内采暖。
在峰电期，当蓄热体放热采暖结束机组就进入电加热即时采暖状态，若流体仍按原有管路流动，由于进入蛇管式换热器的热水此时会比周边的蓄热材料温度高，尤其满足峰电期末的夜晚，热负荷较大，锅炉出水温度必须高一些，热量会被蓄热材料吸收。由于用的是峰电，增加了用户的采暖的成本，同时增加了更多的峰电能耗。
发明内容
针对目前的电热相变蓄能供热机组峰电能耗高的问题，本发明提供了一种电热相变蓄能供热机组及其变工况能量调节方法，其结构合理，减少了峰电使用，降低了用户的采暖成本。
其技术方案是这样的：一种电热相变蓄能供热机组，包括蓄热箱体，其特征在于：所述蓄热箱体内均布有蛇管式换热器，所述蓄热箱体内填充有相变蓄热材料，所述蛇管式换热器沉浸在所述相变蓄热材料中，所述蓄热箱体还设有板式换热器，所述板式换热器设有一次管路和二次管路，所述一次管路与所述蛇管式换热器相连通，所述一次管路上还设有电加热器和第一循环泵，所述第一循环泵与进水端相连接，所述二次管路连接到室内供暖系统，所述二次管路连接到室内供暖系统，所述二次管路上设有第二循环泵，所述第二循环泵与进水端相连接，所述电加热器的出水端与所述蛇管式换热器的出水端之间设有旁通管路，所述旁通管路上设有二通阀。
进一步的，所述电加热器的出水端、蓄热箱体内、所述室内供暖系统上分别设有温度传感器，所述板式换热器与所述一次管路连接的进水端、出水端和所述板式换热器与所述二次管路连接的进水端、出水端处分别设有温度传感器。
进一步的，所述二通阀为电动二通阀，所述电动二通阀、所述温度传感器、所述电加热器分别与控制装置电控连接。
进一步的，所述进水端处设有单向阀。
进一步的，所述电加热器为电加热锅炉。
一种上述的电热相变蓄能供热机组的变工况能量调节方法，其特征在于：在峰电期间，当蓄热箱体热量放完不再具有供热能力时，控制装置启动电加热器，同时控制装置打开旁通管路上的电动二通阀，经加热的电加热器热水直接通入板式换热器中进行供热。
进一步的，当温度传感器检测到板式换热器与一次管路连接的进水端的水温T2小于58℃时，所述制装置启动电加热器进行加热。
进一步的，当温度传感器检测到电加热器的出水端T1大于95℃，所述控制装置关闭所述电加热器。
本发明的电热相变蓄能供热机组通过在电加热器的出水端与蛇管式换热器的出水端之间设有旁通管路，并在通管路上设有二通阀，峰电期间，当蓄热箱体热量放完，不再具有供热能力时，控制系统起动电加热锅炉，同时打开旁通管路上的电动二通阀，由于旁通管路阻抗比蛇管式换热器的阻抗小，经过旁通管路的流量远大于蛇管式换热器，绝大部分的热水直接从旁通管路进入板式换热器的一次管路的进水端，使得板式换热器的一次管路的进水端近似于电加热锅炉的出水端的温度，电加热锅炉消耗的电能产生的热量绝大部分用于即时供暖，蓄热箱体几乎不蓄热，避免了在峰电期使用价格昂贵的峰电对电锅炉加热后的机组电蓄热，减少了峰电的使用，降低了用户的采暖成本。
附图说明
图1为背景技术中的电热相变蓄能供热机组的结构示意图；
图2为本发明的电热相变蓄能供热机组的结构示意图。
具体实施方式
见图2，本发明的一种电热相变蓄能供热机组，包括蓄热箱体1，蓄热箱体内均布有蛇管式换热器2，蓄热箱体1内填充有相变蓄热材料3，蛇管式换热器3沉浸在相变蓄热材料3中，蓄热箱体1还设有板式换热器4，板式换热器4设有一次管路5和二次管路6，板式换热器4的一次管路5与蛇管式换热器2相连通，一次管路5上还设有电加热器7和第一循环泵8，电加热器7为电加热锅炉，
第一循环泵7与自来水进水端12相连接，二次管路6连接到室内供暖系统9，二次管路6上设有第二循环泵10，第二循环泵与进水端12相连接，进水端12处设有单向阀11，电加热器7的出水端设有温度传感器T1， 蓄热箱体内设有温度传感器T0，室内供暖系统上设有温度传感器T6，板式换热器与一次管路连接的进水端设有温度传感器T2，板式换热器与一次管路连接的出水端设有温度传感器T3，板式换热器与二次管路连接的进水端设有温度传感器T4，板式换热器与二次管路连接的出水端设有温度传感器T5，电加热器7的出水端与蛇管式换热器2的出水端之间设有旁通管路13，旁通管路上设有二通阀14，二通阀14为电动二通阀，二通阀14、温度传感器T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6以及电加热器7分别与控制装置电控连接。
在本实施例中，进水端12为自然水进水端，另外，进水端12也可以是水溶液，如乙二醇水溶液的进水端。
本发明的电热相变蓄能供热机组的工作原理如下：相变蓄热材料存放在蓄热箱体中，蛇管式换热器沉浸在相变蓄热材料中，谷电期间，通过电加热器把水加热，一方面热水可以将蓄热箱体中的相变蓄热材料加热熔解，完成夜间蓄热以满足次日峰电采暖用，水中的余热通过板式换热器到室内供暖系统，解决供暖问题；峰电期，停止电加热，二通阀关闭，相变蓄热材料将凝固释放热量给板式换热器，随着水循环板式换热器将热量供给室内采暖设备以供暖。
本发明的电热相变蓄能供热机组通过设置蓄热箱体，将相变蓄热材料置于蓄热箱体，在蓄热箱体中设置蛇管式换热器，通过电加热器加热蛇管式换热器的传热管道使得蓄热箱体蓄热，这样的机体结构使得在同体积向下可以放置更多的相变蓄热材料，蓄热能力好，相变蓄热材料的吸热放热可以更加充分，与现有的电热蓄能设备相比在实现同样的蓄热能力的情况下可以制作的更小；同时对传热管道的管径要求降低，使得的机组的制造更加容易，同时由于存在板式换热器的二次换热与隔离作用，电锅炉所在的水系统更不容易出现堵塞情况。
一种上述实施例的电热相变蓄能供热机组的变工况能量调节方法，在峰电期间，当蓄热箱体热量放完不再具有供热能力时，控制装置启动电加热器，同时控制装置打开旁通管路上的电动二通阀，经加热的电加热器热水直接通入板式换热器中进行供热，具体的，当温度传感器检测到板式换热器与一次管路连接的进水端的水温T2小于58℃时，制装置启动电加热器进行加热；当温度传感器检测到电加热器的出水端T1大于95℃，控制装置关闭电加热器。
本发明的电热相变蓄能供热机组通过在电加热器的出水端与蛇管式换热器的出水端之间设有旁通管路，峰电期间，当蓄热箱体热量放完，不再具有供热能力时，控制系统起动电加热锅炉，同时打开旁通管路上的电动二通阀，由于旁通管路阻抗比蛇管式换热器的阻抗小，经过旁通管路的流量远大于蛇管式换热器，绝大部分的热水直接从旁通管路进入板式换热器的一次管路的进水端，使得板式换热器的一次管路的进水端近似于电加热锅炉的出水端的温度，电加热锅炉消耗的电能产生的热量绝大部分用于即时供暖，蓄热箱体几乎不蓄热，避免了在峰电期使用价格昂贵的峰电对电锅炉加热后的机组电蓄热，减少了峰电的使用，降低了用户的采暖成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电热相变蓄能供热机组，包括蓄热箱体，其特征在于：所述蓄热箱体内均布有蛇管式换热器，所述蓄热箱体内填充有相变蓄热材料，所述蛇管式换热器沉浸在所述相变蓄热材料中，所述蓄热箱体还设有板式换热器，所述板式换热器设有一次管路和二次管路，所述一次管路与所述蛇管式换热器相连通，所述一次管路上还设有电加热器和第一循环泵，所述第一循环泵与进水端相连接，所述二次管路连接到室内供暖系统，所述二次管路连接到室内供暖系统，所述二次管路上设有第二循环泵，所述第二循环泵与进水端相连接，所述电加热器的出水端与所述蛇管式换热器的出水端之间设有旁通管路，所述旁通管路上设有二通阀。
2.根据权利要求1所述的一种电热相变蓄能供热机组，其特征在于：所述电加热器的出水端、蓄热箱体内、所述室内供暖系统上分别设有温度传感器，所述板式换热器与所述一次管路连接的进水端、出水端和所述板式换热器与所述二次管路连接的进水端、出水端处分别设有温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种电热相变蓄能供热机组，其特征在于：所述二通阀为电动二通阀，所述电动二通阀、所述温度传感器、所述电加热器分别与控制装置电控连接。
4.根据权利要求1所述的一种电热相变蓄能供热机组，其特征在于：所述进水端处设有单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种电热相变蓄能供热机组，其特征在于：所述电加热器为电加热锅炉。
6.根据权利要求3所述的电热相变蓄能供热机组的变工况能量调节方法，其特征在于：在峰电期间，当蓄热箱体热量放完不再具有供热能力时，控制装置启动电加热器，同时控制装置打开旁通管路上的电动二通阀，经加热的电加热器热水直接通入板式换热器中进行供热。
7.根据权利要求6所述的电热相变蓄能供热机组的变工况能量调节方法，其特征在于：当温度传感器检测到板式换热器与一次管路连接的进水端的水温T2小于58℃时，所述制装置启动电加热器进行加热。
8.根据权利要求6所述的电热相变蓄能供热机组的变工况能量调节方法，其特征在于：当温度传感器检测到电加热器的出水端大于95℃，所述控制装置关闭所述电加热器。
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