CN108800575A - 一种家庭型清洁能源站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家庭型清洁能源站，该能源站包括箱体和隔板，所述隔板将所述箱体的内部空间分割成蓄热区和释热驱动区。所述的蓄热区内设置有蓄热体，所述的蓄热体内设置有蓄热通道和释热通道，所述的蓄热通道内设置有电热组件，所述的蓄热体和箱体之间设置有第一保温层。所述的释热驱动区内设置有换热器和第一风机，所述换热器的壳程出口与所述第一风机的进口相连通，所述第一风机的出口通过第一管道与所述释热通道的一端相连通，所述释热管道的另一端通过第二管道与所述换热器的壳程进口相连通。该能源站充分利用国家的低谷电“移峰填谷”政策，不受外界环境温度影响，可满足其采暖、生活热水、家用烘干、烘烤、漂烫等用热需要。
Description
技术领域
本发明涉及供热采暖技术领域，具体地说是一种适用于农村的家庭型清洁能源站。
背景技术
近些年，清洁采暖呼吁下的“煤改电”、“煤改气”呼声日益高涨，北方多省提出了关于推进农村地区供暖工作煤改电的实施意见，旨在全面提升农村供暖污染治理水平，调整优化农村供热能源结构，推广使用绿色清洁能源。
目前，空气源热泵采暖作为煤改电的主要是方式之一，节能、环保受到了大家的青睐，但也存在一些问题限制其应用，主要是换热器在低温下结霜和低环境温度下的性能不佳等问题。尤其是在北方地区，冬季室外温度可以达到零下十几度甚至零下二十几度，在这种环境下空气热源泵的效率是极低的，甚至出现不能启动的现象，制热效果也很不理想，无法满足人们的需要。
若采用单纯的电暖气进行取暖，不仅费用高，而且制热效果也不理想。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种家庭型清洁能源站，该能源站充分利用国家的低谷电“移峰填谷”政策，不受外界环境温度影响，可满足其采暖、生活热水和家用烘干等用热需要，例如家用蒸汽漂烫、烘烤、果蔬漂烫、肉类海鲜漂烫等，提供家庭用热的一站式解决方案。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种家庭型清洁能源站，包括箱体和隔板，所述隔板将所述箱体的内部空间分割成蓄热区和释热驱动区；
所述的蓄热区内设置有蓄热体，所述的蓄热体内设置有蓄热通道和释热通道，所述的蓄热通道内设置有电热组件，所述的蓄热体和箱体之间设置有第一保温层；
所述的释热驱动区内设置有换热器和第一风机，所述换热器的壳程出口与所述第一风机的进口相连通，所述第一风机的出口通过第一管道与所述释热通道的一端相连通，所述释热管道的另一端通过第二管道与所述换热器的壳程进口相连通。
进一步地，所述的蓄热通道沿前后方向呈矩阵排列，所述的释热通道沿左右方向呈矩阵排列，且所述的蓄热通道和释热通道间隔布置。
进一步地，所述的蓄热体由蓄热砖堆叠而成，所述蓄热砖的下侧面上设置有沿前后方向贯穿所述蓄热砖的蓄热槽，所述蓄热砖的上侧面上设置有沿左右方向贯穿所述蓄热砖的释热槽，且所述释热槽的内表面设置有凹凸不平的纹理。
进一步地，所述的蓄热体由镁砖或镁铁砖制作而成。
进一步地，所述的电热组件包括陶瓷管和缠绕在所述陶瓷管外侧的加热丝。
进一步地，所述蓄热通道的前、后两端设置有端盖，所述端盖的一端插入到所述的蓄热通道内，所述端盖的台阶面抵靠在所述蓄热体的侧面上，所述的端盖上分别设置有用于支撑所述陶瓷管的凹槽和允许加热丝穿过的走线孔。
进一步地，所述的蓄热体内设置有温度传感器。
进一步地，所述的第一管道通过第三管道与外界相连通，且所述的第三管道上设置有阀门，所述的第二管道通过第四管道与第二风机的进口相连通。
进一步地，所述蓄热体的上侧面、下侧面、前侧面和后侧面分别贴紧第一保温层，所述蓄热体的左侧面和右侧面与第一保温层之间具有一定的距离。
进一步地，所述的释热驱动区的内侧壁上设置有第二保温层。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过蓄热的方式，建立一种适用于家庭的能源站，其供热温区范围广且可根据具体需求灵活调整供热形式，可满足其采暖、生活热水和家用烘干等用热需要，例如家用蒸汽漂烫、烘烤、果蔬漂烫、肉类海鲜漂烫等，提供用热的一站式解决方案。
2、本发明充分利用国家的低谷电“移峰填谷”政策，采用夜间蓄热，白天夜间同时用热的模式，充分利用低谷电，不仅降低了使用成本，而且对国家电网的平衡和节能环保具有重要的意义。
3、该能源站在进行供暖的过程中不受环境温度的影响，适应性强，制热效果可与传统的煤炭取暖相媲美。
4、该能源站蓄热体的蓄热通道和释热通道布置合理，使得蓄热和放热均匀。
5、该能源站的蓄热体采用一种蓄热砖堆叠而成，在生产的过程中只需要一种模具即可，且可以根据需要灵活的调整蓄热体的大小，不仅降低了生产成本，而且可以根据能源站的大小，灵活的调整蓄热体的大小，不需要另开模具。
附图说明
图1为能源站的结构示意图；
图2为换热器的结构示意图；
图3为蓄热体的立体结构示意图；
图4为蓄热砖的立体结构示意图；
图5为加热元件与蓄热体之间的连接结构示意图；
图6为图5中A部分的放大结构示意图；
图7为端盖的结构示意图。
图中：1-箱体，11-隔板，12-第一保温层，13-第二保温层，2-蓄热体，21-蓄热通道，22-释热通道，31-加热丝，32-陶瓷管，33-端盖，331-走线孔，332-凹槽，4-换热器，41-壳程进口，42-壳程出口，43-管程进口，44-管程出口，5-第一风机，6-第二风机，71-第一管道，72-第二管道，73-第三管道，731-阀门，74-第四管道。
具体实施方式
为了方便描述，现定义坐标系如图1所示。
实施例一
如图1所示，一种家庭型清洁能源站包括一箱体1，所述箱体1的中部设置有一隔板11，所述的隔板11将所述箱体1的内部空间分割成上下两部分。为了方便描述，现将上半部分定义为蓄热区，下半部分定义为释热驱动区。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的箱体1方形框架和设置于所述框架的外部的板材组成，所述的框架由型钢焊接而成。
如图1所示，所述的蓄热区内设置有蓄热体2，所述的蓄热体2内设置有多个蓄热通道21和释热通道22，所述的蓄热通道21内设置有电热组件。所述的蓄热体2和箱体1之间设置有第一保温层12。
进一步地，为了使蓄热体2能够均匀的蓄热和释热，如图1所示，所述的蓄热通道21沿前后方向呈矩阵排列，所述的释热通道22沿左右方向呈矩阵排列，且所述的蓄热通道21和释热通道22间隔布置。
作为一种具体实施方式，本实施例中所述的蓄热体2由蓄热能力高的镁砖、镁铁砖或者固体相变蓄热材料制作而成。所述的第一保温层12由耐高温的岩棉制作而成。
如图5、图6和图7所示，所述的电热组件包括设置于所述蓄热通道21内的陶瓷管32，所述陶瓷管32的外侧缠绕有加热丝31。所述的蓄热体2内设置有一盲孔(图中未视出)，所述的盲孔内设置有用于检测蓄热体2温度的温度传感器(图中未视出)。工作时，控制器将检测到的温度信号反馈给控制器，所述的控制器通过对比反馈的温度信号和设定的温度值来控制电热丝的通断情况，从而对蓄热体2的温度进行控制。
进一步地，为了方便加热组件的安装于更换，如图5所示，所述蓄热通道21的前后两端设置有端盖33，如图6和图7所示，所述的端盖33为截面呈T型的回转体结构。所述端盖33的直径较小的一端插入到所述的蓄热通道21内，所述端盖33的由直径较大一端和直径较小一端所形成的台阶面抵靠在所述蓄热体2的侧面上。所述端盖33的直径较小的一端设置有用于支撑所述陶瓷管32的呈圆柱形的凹槽332。所述的端盖33上设置有允许所述加热丝31穿过的走线孔331。
进一步地，为了方便蓄热体2的加工，使蓄热体2的大小可以根据实际需要进行灵活的调整，如图3所示，所述的蓄热体2由多块结构相同的蓄热砖堆叠而成，如图4所示，所述蓄热砖的下侧面上设置有多个沿前后方向贯穿所述蓄热砖的呈半圆形的蓄热槽，所述蓄热砖的上侧面上设置有多个沿左右方向贯穿所述蓄热砖的呈半圆形的释热槽。堆叠时，相邻两块蓄热砖的蓄热槽组成一个完整的呈圆形的蓄热通道21，相邻两块蓄热砖的释热槽组成一个完整的呈圆形的释热通道22。作为一种具体实施方式，本实施例中每块蓄热砖上设置有三个蓄热槽和两个释热槽。
在这里只需要在其中一块蓄热砖上设置温度传感器即可。
如图1所示，所述的释热驱动区内设置有换热器4和第一风机5，所述换热器4的壳程出口42与所述第一风机5的进口相连通，所述第一风机5的出口通过第一管道71与所述释热通道22的右端相连通，所述释热管道的左端通过第二管道72与所述换热器4的壳程进口41相连通。所述换热器4的管程进口43和管程出口44连接至用户端，用于供暖或是提供生活热水。
进一步地，为了提高能源站功能的多样性，满足用户的烘干需求，如图1所示，所述的第一管道71上设置有与所述第一管道71相连通的第三管道73，且所述第三管道73的另一端延伸至所述箱体1的外部，与外界相连通。所述第三管道73的末端设置有用于控制第三管道73通断的阀门731。所述的第二管道72上设置有与所述的第二管道72相连通的第四管道74，所述第四管道74的另一端与第二风机6的进口相连通，所述第二风机6的出口连接至用户端，为用户提供烘干服务。
优选的，所述的阀门731采用保温阀门731。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的阀门731采用温州市中达阀门731管件有限有限公司生产的BQ41F型一体式保温球阀。
进一步地，在释热的过程正，为了保证空气全部从释热通道22内流过，提高释热的效率，如图1所示，所述蓄热体2的上侧面、下侧面、前侧面和后侧面分别贴紧第一保温层12，所述蓄热体2的左侧面和右侧面与第一保温层12之间具有一定的距离。为了方便描述，现将所述蓄热体2左侧面与第一保温层12之间的区域定义为释热出口区，将所述蓄热体2右侧面与第一保温层12之间的区域定义为释热进口区。所述的第一管道71穿过所述的第一保温层12与所述的释热进口区相连通，所述的第二管道72穿过所述的第一保温层12与所述的释热出口区相连通。
进一步地，为了减少热量散失，如图1所示，所述的释热驱动区的内侧壁上设置有第二保温层13。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第二保温层13由岩棉材料制作而成。
工作时，加热丝31通电后源源不断的产生热量，且产生的热量被蓄热体2吸收并储存起来，当温度传感器检测到蓄热体2温度达到设定值时，加热丝31停止加热。
当用户需要热水时，关闭第二风机6和阀门731，开启第一风机5，使得风通过第一管道71进入释热进口区，接着进入释热通道22，并在释热通道22内与高温的蓄热体2进行热量交换，空气被加热，高温的空气进入到释热出口区，并通过第二管道72进入换热器4内，与换热器4的换热管内的水进行热量交换，水在换热器4的换热管内被加热成热水或者蒸汽，从换热器4的管程出口44流出，输送至用户端，用于用户采暖或者生活用水。在换热器4内经过换热的空气从换热器4的壳程出口42流出，通过第一风机5再次进入到蓄热体2内，形成闭式循环。实际的出水温度可以通过调整第一风机5的转速进行调节。
当用户需要热风进行烘干时，关闭第一风机5，打开阀门731和第二风机6，在第二风机6的作用下，外界的自然风依次通过第三管道73和第一管道71进入到释热进口区，接着进入释热通道22，并在释热通道22内与高温的蓄热体2进行热量交换，空气被加热，高温的空气进入到释热出口区，并依次通过第二管道72和第四管道74进入到第二风机6的进口，最终从第二风机6的出口排出，供用户使用。实际的出风温度可以通过调整第二风机6的转速进行调节。
实施例二
所述释热槽的内表面设置有凹凸不平的纹理，其余结构同实施例一。
这样，可以增加在释热过程中风在管道中的扰动，增强换热，提高换热效率。
Claims (10)
1.一种家庭型清洁能源站，其特征在于：包括箱体和隔板，所述隔板将所述箱体的内部空间分割成蓄热区和释热驱动区；
所述的蓄热区内设置有蓄热体，所述的蓄热体内设置有蓄热通道和释热通道，所述的蓄热通道内设置有电热组件，所述的蓄热体和箱体之间设置有第一保温层；
所述的释热驱动区内设置有换热器和第一风机，所述换热器的壳程出口与所述第一风机的进口相连通，所述第一风机的出口通过第一管道与所述释热通道的一端相连通，所述释热管道的另一端通过第二管道与所述换热器的壳程进口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的蓄热通道沿前后方向呈矩阵排列，所述的释热通道沿左右方向呈矩阵排列，且所述的蓄热通道和释热通道间隔布置。
3.根据权利要求2所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的蓄热体由蓄热砖堆叠而成，所述蓄热砖的下侧面上设置有沿前后方向贯穿所述蓄热砖的蓄热槽，所述蓄热砖的上侧面上设置有沿左右方向贯穿所述蓄热砖的释热槽，且所述释热槽的内表面设置有凹凸不平的纹理。
4.根据权利要求2所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的蓄热体由镁砖或镁铁砖制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的电热组件包括陶瓷管和缠绕在所述陶瓷管外侧的加热丝。
6.根据权利要求5所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述蓄热通道的前、后两端设置有端盖，所述端盖的一端插入到所述的蓄热通道内，所述端盖的台阶面抵靠在所述蓄热体的侧面上，所述的端盖上分别设置有用于支撑所述陶瓷管的凹槽和允许加热丝穿过的走线孔。
7.根据权利要求1所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的蓄热体内设置有温度传感器。
8.根据权利要求1所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的第一管道通过第三管道与外界相连通，且所述的第三管道上设置有阀门，所述的第二管道通过第四管道与第二风机的进口相连通。
9.根据权利要求1所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述蓄热体的上侧面、下侧面、前侧面和后侧面分别贴紧第一保温层，所述蓄热体的左侧面和右侧面与第一保温层之间具有一定的距离。
10.根据权利要求1所述的一种家庭型清洁能源站，其特征在于：所述的释热驱动区的内侧壁上设置有第二保温层。
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