CN108895526A - 一种电蓄热式供暖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电蓄热式供暖系统，包括上水箱(1)、下水箱(4)、阀门(2)、散热器(3)、循环水泵(7)和控制器(6)，所述的上水箱(1)的位置高于下水箱(4)，上水箱(1)内部设有电加热器(5)，上水箱(1)的出口连接阀门(2)的入口，所述的阀门(2)的出口连接散热器(3)，所述的散热器(3)的出口连接下水箱(4)的入口，所述的下水箱(4)的出口通过循环水泵(7)连接至上水箱(1)的入口，所述的控制器(6)与循环水泵(7)连接。与现有技术相比，本发明可解决高峰时期电网负荷高的问题，并减少居民用电电费。
Description
技术领域
本发明涉及一种供暖系统，尤其是涉及一种电蓄热式供暖系统。
背景技术
在我国冬季供暖的能源主要有3种，煤、天然气和电，而这其中以燃煤为主，截至2016年底，燃煤取暖面积约占总取暖面积的83％，取暖用煤年消耗约4亿吨标煤，其中散烧煤(含低效小锅炉用煤)约2亿吨标煤，主要分布在农村地区。这种供暖方式加重了北方地区冬季雾霾天气。而我国北方地区天然气供暖面积约22亿平方米，占总取暖面积11％；电供暖面积约4亿平方米，占比2％。为控制冬季供暖污染，改善能源结构，少用煤，多用天然气或电。但是，我国是个天然气匮乏的国家，从2010至2017年，中国天然气进口量以年均28％的速度增长，从1195万吨攀升至6872万吨，8年间进口量增长了4.75倍。如北方地区冬季供暖，全部采用天然气，一个采暖季就需要燃气量约1369亿立方米，此外，燃气锅炉单位供热量下会排放，氮氧化物与空气中微尘结合是形成雾霾的重要因素之一，如果大量燃烧天然气，将使雾霾程度增加，鉴于此，在我国不适合也不能大规模使用天然气供暖。如用电供暖，有两个问题需解决，一是负荷问题，原本的用电高峰在加上供暖负荷，将使高峰负荷更高，而冬季又是水电的低谷期，因此对电网备用提出了更高要求，二是用电费用高，许多家庭承受有困难。以100平方米居民住宅为例，民用电价格为0.525元/度，则整个采暖期(169天)需花费约5110元。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电蓄热式供暖系统，可在谷电时段蓄热，减小峰电时段的能耗。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电蓄热式供暖系统，包括上水箱、下水箱、阀门、散热器、循环水泵和控制器，所述的上水箱的位置高于下水箱，上水箱内部设有电加热器，上水箱的出口连接阀门的入口，所述的阀门的出口连接散热器，所述的散热器的出口连接下水箱的入口，所述的下水箱的出口通过循环水泵连接至上水箱的入口，所述的控制器与循环水泵连接，
用电低谷时段，下水箱先注满水，然后循环水泵和电加热器开启，阀门打开，热水经过散热器后流入下水箱，此过程中流入上水箱的水量大于流出上水箱的水量，用电高峰时段，循环水泵和电加热器关闭，热水依靠重力流入散热器供暖。
所述的上水箱和下水箱中分别设有液位计。
所述的上水箱的入口和出口处分别设有流量计。
所述的阀门附近设有驱动装置，用于响应控制器对阀门的指令。
所述的上水箱设有透气孔。
所述的控制器中设置有时钟芯片，用于储存系统时间，判断当前时间点为谷电时刻或峰电时刻。
所述的控制器中设置有温度感应器，用于监测房间温度，房间温度过高时，调节阀门开度，减小流量，房间温度过低时，调节阀门开度，增大流量，极端寒冷条件，若阀门全开仍不能满足需求，则开启电加热器，增大热水的加热温度，直至房间温度达到适宜温度，关停电加热器。
所述的上水箱设有保温层，且上水箱安装高度高于散热器高度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)利用夜晚低谷时的电加热，并将热存储在水中，用电高峰时不用电，用蓄在水中的热供暖，利用重力使热水流入散热器。解决高峰时期电网负荷高的问题，并减少居民用电电费。
(2)用电低谷时段，流入上水箱的水量大于流出上水箱的水量，通过流量计来调节流量，可使上水箱中存储足够用电高峰需使用的热水。
(3)上水箱和下水箱中分别设有液位计，可以及时获取两个水箱中的水量，防止上水箱中存水短缺。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本实施例房间供暖计算流程图。
附图标记：
1为上水箱；2为阀门；3为散热器；4为下水箱；5为电加热器；6为控制器；7为循环水泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
电蓄热供暖系统如图1所示，该系统由电加热器5、上水箱1、下水箱4、阀门2、散热器3、循环水泵7、控制器6、供回水管道等组成，上水箱1为蓄热水箱。运行时，选择用电低谷启动，首先将下水箱4注满水，然后开启循环水泵7，开启加热器8，打开阀门2，热水流到散热器3，通过散热器3为所需空间供暖，经过散热器3后水温下降，流回下水箱4，在此过程中需确保流入上水箱1的水量大于流出上水箱1的水量，以便能在上水箱1中，存储足够用电高峰需使用的热水，在用电高峰时，关闭循环水泵7和电加热器5，热水依靠重力流入散热器供暖，待到用电低谷时重复上述循环。
房间的供暖计算遵从：房间的基本耗热量＝散热器的散热量＝热水循环的传热量。整个计算步骤的流程图如图2所示。
某房间设计尺寸为长5m、宽4m、高3.5m，室外温度tw＝—5℃，室内供暖温度tn＝20℃，供水温度tg＝75℃，回水温度th＝30℃。计算结果表明，一个20平方米的房间，不考虑门窗等围护结构的耗散效应，采暖热负荷为2891.25千瓦；选用M-132型散热器，所需散热器面积为15.2平方米；蓄热水箱容积为0.91立方米；加热器功率为8.69千瓦。
Claims (8)
1.一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，包括上水箱(1)、下水箱(4)、阀门(2)、散热器(3)、循环水泵(7)和控制器(6)，所述的上水箱(1)的位置高于下水箱(4)，上水箱(1)内部设有电加热器(5)，上水箱(1)的出口连接阀门(2)的入口，所述的阀门(2)的出口连接散热器(3)，所述的散热器(3)的出口连接下水箱(4)的入口，所述的下水箱(4)的出口通过循环水泵(7)连接至上水箱(1)的入口，所述的控制器(6)与循环水泵(7)连接，
用电低谷时段，下水箱(4)先注满水，然后循环水泵(7)和电加热器(5)开启，阀门(2)打开，热水经过散热器(3)后流入下水箱(4)，此过程中流入上水箱(1)的水量大于流出上水箱(1)的水量，用电高峰时段，循环水泵(7)和电加热器(5)关闭，热水依靠重力流入散热器(3)供暖。
2.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的上水箱(1)和下水箱(4)中分别设有液位计。
3.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的上水箱(1)的入口和出口处分别设有流量计。
4.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的阀门(2)附近设有驱动装置，用于响应控制器(6)对阀门(2)的指令。
5.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的上水箱(1)设有透气孔。
6.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的控制器(6)中设置有时钟芯片，用于储存系统时间，判断当前时间点为谷电时刻或峰电时刻。
7.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的控制器(6)中设置有温度感应器，用于监测房间温度，房间温度过高时，调节阀门开度，减小流量，房间温度过低时，调节阀门开度，增大流量，极端寒冷条件，若阀门全开仍不能满足需求，则开启电加热器(5)，增大热水的加热温度，直至房间温度达到适宜温度，关停电加热器(5)。
8.根据权利要求1所述的一种电蓄热式供暖系统，其特征在于，所述的上水箱(1)设有保温层，且上水箱(1)安装高度高于散热器(3)高度。
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