CN109282494A - 一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉 - Google Patents

一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉 Download PDF

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Abstract

一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，涉及采暖设备领域。其结构包括保温外壳，循环风机，蓄热模块，电加热元件，气水换热器，自动控制系统和外壳主体。所述高温相变蓄热式电锅炉可以在用电低谷的晚上存储热量，在用电高峰的白天释放热量，从而在提高了供暖效率的情况下，减小了白天对公共输电线路造成的负载，减小了安全隐患。在控制方面，所述高温相变蓄热式电锅炉还可以实现自动、手动、远程三种控制方式切换使用，可对风机供暖输出、供回水系统、蓄热模块实现智能控制。系统发生异常故障时除有报警功能外，还有自动异常处理功能，可以保障设备的安全性。

Description

一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉
技术领域
本发明涉及采暖设备领域，尤其涉及一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉。
背景技术
在冬季，由于空气温度较低，需要对室内进行供暖，尤其在我国北方，普遍需要进行集中供暖，目前主要采用的供暖方式是以燃煤为主，然而，采用燃煤式供暖的方法，需要燃烧大量化石燃料，释放出大量粉尘、有毒有害气体等，造成空气污染，近年来，环境问题已经日益突出，在北方的大多数城市，冬季的绝大多数时间都伴随有雾霾的发生，为了减轻对环境的压力，国家推出了一系列的“煤改电”政策，鼓励使用电采暖，减少二氧化碳排放量，保护环境，电锅炉供暖系统逐渐被人们所采用。
在冬季寒冷天气状况下，由于大家对供暖的需求较大，当温度降低时，人们会在同一时间加大供暖系统的功率，这一方面，造成公共输电线路在一段时间内达到极高的负载，具有安全隐患，另一方面，部分地区供电能力不足，可能无法同时满足大家的供暖需求，因此，蓄热式电锅炉为电能供应与需求的矛盾提供了好的解决方案。
目前，现有的蓄热式电锅炉主要以显热蓄热为主，但由于其蓄热储存的热量小，结构庞大，想要得到更多的热量必须增加其体积来实现，因此限制了显热蓄热式电锅炉的发展。市场上的潜热相变蓄热电锅炉大多以中低温为主，并且换热效率低，不能充分蓄热，而且浪费能源，控制方式单一，不能实现自动化，为此，本发明提供了一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，此蓄热电锅炉蓄热模块采用锯齿型换热板，与加热元件间隔布置，避免了因一组加热元件的损坏使得整体锅炉不能蓄热的弊端，并使得锅炉在相同时间，可以储存更多的热量。
发明内容
针对上述电能供应与需求的矛盾及采暖设备的缺陷，本发明的目的在于提供一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉。高温相变蓄热式电锅炉在夜间电价低谷阶段进行储存热量，在白天平谷及峰谷阶段进行放热，来缓解电能供应与需求矛盾。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，包括保温外壳、循环风机、蓄热模块、电加热元件、气水换热器、自动控制系统、外壳主体；其中：
所述高温相变蓄热式电锅炉保温外壳为长方体空壳，其内部安装有循环风机、蓄热模块、电加热元件、气水换热器；自动控制系统安装在保温外壳外；在保温外壳内部还设有平行底面的绝热隔板，在绝热隔板下面是气水换热器，绝热隔板上面是蓄热模块，蓄热模块是由多个锯齿型换热板组成，多个锯齿型换热板之间形成错综的风道，蓄热模块在与锯齿型换热板平行的两侧，一侧设有进气口，一侧设有出气口，进气口和出气口通过平行锯齿型换热板之间的风道连通，风道内安装有电加热元件，；出气口依次通过气水换热器的风程、循环风机与进气口连接；气水换热器的水程与供暖循环水连接。自动控制系统分别与循环风机、电加热元件、气水换热器连接。
所述循环风机安装于所述保温外壳内部底部，与所述自动控制系统电连接，根据需求实现风量的自动控制。
所述蓄热模块被制成锯齿型换热板，安装于绝热隔板之上，由于采暖热负荷的不同，换热板组成的换热区域亦不同，包括上下两个进气口和上下两个出气口。所述蓄热模块安装有温度传感器，用来检测蓄热模块内部的温度，以免温度过高破坏相变蓄热材料，温度传感器也与所述自动控制系统电连接。
所述加热元件安装于每条风道入口，即在同一平面内的相邻的两个锯齿型换热板之间的风道内安装有电加热元件，使此后的所述蓄热模块进行储热；所述电加热元件与外接电网连接同时与所述自动控制系统连接。
所述气水换热器安装于所述保温外壳底部，利用被加热后的风与其进行换热，实现采暖需求；所述气水换热器与所述自动控制系统连接，实现智能化控制供水温度。
所述自动控制系统安装于所述保温外壳外部，与保温外壳共同安装于外壳主体内部，以实现一体化固定。
蓄热模块的整体材料为耐高温无机材料/相变材料/导热增强材料共同构成的复合相变材料，复合相变材料具有提高有效导热率，而且复合相变材料在冷热循环过程中保持稳定的结构，均为固体结构。
与现有技术相比，本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉实现了如下的有益效果：
本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其中，所述循环风机置于所述保温外壳底部，在夜间低谷电价阶段，蓄热式电锅炉运行时，开启所述循环风机与所述电加热元件，利用低谷电将所述电加热元件的电能转化为热能，然后经过所述循环风机增压的空气与所述电加热元件进行换热温度升高，将热量传递给之后的所述蓄热模块，实现所述蓄热模块的蓄热，此期间传递的热量不可能全部被所述蓄热模块所吸收，还有一部分热量与箱体低端的气水换热器换热，将热量传递给供暖循环水，实现供暖，经过所述气水换热器的风温大幅度降低，再经过所述循环风机的增压后继续循环。
本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其中，所述高温相变蓄热式锅炉在白天平谷与峰谷电价阶段运行时，关闭所有所述电加热元件，所述循环风机持续运转，其增压来自于与所述气水换热器换过热量的空气，进入所述蓄热模块组成的风道，吸收所述蓄热模块所储存的热量，与所述气水换热器进行换热，将热量传递给二次管网循环供暖水实现供暖。
本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其可以在用电低谷的晚上存储热量，在用电高峰的白天释放热量，从而在提高了供暖效率的情况下，减小了白天对公共输电线路造成的负载，减小了安全隐患。
本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，可以实现自动、手动、远程三种控制方式切换使用，可对风机供暖输出、供回水系统、蓄热模块实现智能控制。系统发生异常故障时除有报警功能外，还有自动异常处理功能，可以保障设备的安全性。
附图说明
图1为本发明强化传热高温相变蓄热式电锅炉结构示意图。
1、外壳主体；2、保温外壳；3、循环风机；4、蓄热模块；5、电加热元件；6、风道；7、气水换热器；8、自动控制系统；9、绝热隔板。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面将结合附图对其具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
参阅附图1所示，本发明为强化传热高温相变蓄热式电锅炉，包括保温外壳2，循环风机3，蓄热模块4(蓄热材料被制成锯齿型换热板，其是由耐高温无机材料、导热增强材料及相变材料共同构成)，电加热元件5，气水换热器7，自动控制系统8，外壳主体1。其中：
所述高温相变蓄热式电锅炉保温外壳2为长方体空壳，其内部安装有所述循环风机3，所述蓄热模块4，所述电加热元件5，所述气水换热器7。
所述循环风机3安装于所述所述保温外壳2底部，与所述自动控制系统8电连接，根据需求实现风量的自动控制。
所述蓄热模块4被制成锯齿型蓄热板，安装于绝热隔板9之上，由于采暖热负荷的不同，蓄热板组成的换热区域亦不同。所述蓄热模块4安装有温度传感器，用来检测所述蓄热模块4内部的温度，以免温度过高破坏相变蓄热材料，温度传感器与所述自动控制系统电连接。所述蓄热模块4采用的材料是陶瓷基高温复合相变蓄热材料，是由高温复合相变蓄热材料制成，其由耐高温无机相变材料与陶瓷材料，再加以导热性能增强粘结材料共同构成，由于无机材料的热物性，相变蓄热材料在发生相变时整个蓄热模块的结构不发生变化，一直保持固体状态。
所述电加热元件5安装于每条风道入口，使此后的所述蓄热模块4进行储热；所述电加热元件5与外接电网及所述自动控制系统8连接。
所述气水换热器7安装于所述保温外壳2底部，利用被加热后的风与其进行换热，实现采暖需求；所述气水换热器7与所述自动控制系统8连接，实现智能化控制供水温度。
所述自动控制系统8安装于所述保温外壳2外部，共同安装于所述外壳主体1内部，以实现一体化固定。
上述高温相变蓄热式电锅炉，其中，所述循环风机3置于所述保温外壳2底部，在夜间低谷电价阶段，蓄热式电锅炉运行时，开启所述循环风机3与所述电加热元件5，利用低谷电将所述电加热元件5的电能转化为热能，然后经过所述循环风机3增压的空气与所述电加热元件5进行换热温度升高，将热量传递给之后的所述蓄热模块4，实现所述蓄热模块4的蓄热，此期间传递的热量不可能全部被所述蓄热模块4所吸收，还有一部分热量与箱体低端的所述气水换热器7换热，将热量传递给供暖循环水，实现供暖，经过所述气水换热器7的风温大幅度降低，再经过所述循环风机3的增压后继续循环。
上述高温相变蓄热式电锅炉，其中，高温相变蓄热式锅炉在白天平谷与峰谷电价阶段运行时，关闭所有所述电加热元件5，所述循环风机3持续运转，其增压来自于与所述气水换热器7换过热量的空气，进入所述蓄热模块4组成的风道，吸收所述蓄热模块4所储存的热量，与所述气水换热器7进行换热，将热量传递给二次管网循环供暖水实现供暖。
综上所述，本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其可以在用电低谷的晚上存储热量，在用电高峰的白天释放热量，从而在提高了供暖效率的情况下，减小了白天对公共输电线路造成的负载，减小了安全隐患。
本发明提供的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，可以实现自动、手动、远程三种控制方式切换使用，可对风机供暖输出、供回水系统、蓄热模块实现智能控制。系统发生异常故障时除有报警功能外，还有自动异常处理功能，可以保障设备的安全性。
以上对本发明的的较佳实施方式进行了具体说明，并不仅限于本说明，只要在本创作的精神和原则之内所作的任何修改，同等替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，包括保温外壳、循环风机、蓄热模块、电加热元件、气水换热器、自动控制系统、外壳主体；其中：
所述高温相变蓄热式电锅炉保温外壳为长方体空壳，其内部安装有循环风机、蓄热模块、电加热元件、气水换热器；自动控制系统安装在保温外壳外；在保温外壳内部还设有平行底面的绝热隔板，在绝热隔板下面是气水换热器，绝热隔板上面是蓄热模块，蓄热模块是由多个锯齿型换热板组成，多个锯齿型换热板之间形成错综的风道，蓄热模块在与锯齿型换热板平行的两侧，一侧设有进气口，一侧设有出气口，进气口和出气口通过平行锯齿型换热板之间的风道连通，风道内安装有电加热元件；出气口依次通过气水换热器的风程、循环风机与进气口连接；气水换热器的水程与供暖循环水连接；自动控制系统分别与循环风机、电加热元件、气水换热器连接。
2.按照权利要求1所述的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，所述循环风机安装于所述保温外壳内部底部，与所述自动控制系统电连接，根据需求实现风量的自动控制。
3.按照权利要求1所述的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，由于采暖热负荷的不同，换热板组成的换热区域亦不同，包括上下两个进气口和上下两个出气口。
4.按照权利要求1所述的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，所述蓄热模块安装有温度传感器，用来检测蓄热模块内部的温度，以免温度过高破坏相变蓄热材料，温度传感器也与所述自动控制系统电连接。
5.按照权利要求1所述的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，所述加热元件安装于每条风道入口，即在同一平面内的相邻的两个锯齿型换热板之间的风道内安装有电加热元件，所述电加热元件与外接电网连接。
6.按照权利要求1所述的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，所述自动控制系统安装于所述保温外壳外部，与保温外壳共同安装于外壳主体内部，以实现一体化固定。
7.按照权利要求1所述的一种强化传热高温相变蓄热式电锅炉，其特征在于，蓄热模块的整体材料为耐高温无机材料/相变材料/导热增强材料共同构成的复合相变材料，复合相变材料在冷热循环过程中保持稳定的结构，均为固体结构。
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