CN112902467B - 一种太阳能电加热混合储能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于节能储能设备技术领域，具体涉及一种太阳能电加热混合储能装置，包括：外壳、热水箱体、加热介质储存桶、进水管、热水输出管和高温水输出管，外壳的外部设置有加热介质储存桶，外壳内部设置有热水箱体，热水箱体连通有进水管，热水箱体内部设置有加热筒，加热筒为双层套筒结构，双层套筒的夹层为隔热层，加热筒内部设置有电加热箱，电加热箱内部设置有电加热管，电加热箱通过加热介质输入管与太阳能集热器相连接，电加热箱的下端通过加热介质回流管与加热介质储存桶相连接，加热介质储存桶通过加热介质输出管与太阳能集热器相连接，热水输出管用于输出热水，高温水输出管包括：进水段、加热段和出水段。

Description

一种太阳能电加热混合储能装置
技术领域
本发明属于节能储能设备技术领域，具体涉及一种太阳能电加热混合储能装置。
背景技术
随着太阳能技术的发展，太阳能加热锅炉已经广泛用于人们的日常生活，由于在阴天或夜晚时，太阳能集热管无法集热，集热管中的加热介质温度低无法对锅炉中的水进行加热，现有的太阳能加热锅炉会设置有电加热装置，但长时间的电加热对电能的消耗量大，若暂停电加热，则锅炉中的水温下降速度快。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种更加节能的太阳能电加热混合储能装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种太阳能电加热混合储能装置，包括：外壳、热水箱体、加热介质储存桶、进水管、热水输出管和高温水输出管，所述外壳的外部设置有加热介质储存桶，所述外壳内部设置有所述热水箱体，所述外壳与所述热水箱体之间不接触，所述外壳与所述热水箱体之间填充有保温材料，形成保温层，所述热水箱体连通有所述进水管，所述进水管的另一端贯穿伸出所述外壳，所述热水箱体内部设置有加热筒，所述热水箱体的内壁与所述加热筒的外壁之间为热水腔，所述加热筒为双层套筒结构，所述双层套筒的夹层为隔热层，所述加热筒内部设置有电加热箱，所述电加热箱的外壁与所述加热筒的内壁之间为加热腔，所述加热腔内填充有储热介质，所述电加热箱内部设置有电加热管，所述电加热管与电源相连接，所述电加热箱通过加热介质输入管与太阳能集热器相连接，所述电加热箱的下端通过加热介质回流管与所述加热介质储存桶相连接，所述加热介质储存桶通过加热介质输出管与太阳能集热器相连接，在加热介质输入管或加热介质输出管上设置有阀门，所述热水输出管的一端位于所述热水腔内，所述热水输出管的另一端贯穿伸出所述外壳，所述高温水输出管包括：进水段、加热段和出水段，所述加热段位于所述加热腔中，所述进水段的一端与所述加热段相连接，所述进水段的另一端贯穿伸出所述加热筒且位于所述热水腔内，所述出水段的一端与所述加热段相连接，所述出水段的另一端贯穿伸出所述外壳，更优的，所述热水输出管位于热水腔内的端部和所述进水段位于热水腔内的端部均位于热水腔的上部分，由于液体的性质，位于热水腔上部分的液体温度比位于热水腔下部分的液体温度高。
所述出水段和所述热水输出管伸出所述外壳的一端均与自动恒温器连接，所述自动恒温器还设置有日用水恒温输出管和暖气恒温输出管，自动恒温器调节热水输出管和高温水输出管的进水量，控制输出的水温，日用水恒温输出管输出的水温一般设置为20-45℃，暖气恒温输出管输出的水温一般设置为50-70℃。
所述加热筒的上端与所述热水箱体的内壁上端贴合固定，所述加热筒的下端与所述热水箱体的内壁下端贴合固定，所述加热筒还设置有储热介质倒入管，所述储热介质倒入管与所述加热腔相连通，所述储热介质倒入管用于向加热腔中加入储热介质。
所述电加热箱的上端贯穿伸出外壳，方便电加热管与电源连接，所述加热介质输入管设置于所述电加热箱的上端，所述电加热箱的下端还连通有加热介质排出管，所述加热介质排出管的另一端贯穿伸出所述外壳，加热介质排出管用于在装置清理或维修时，将加热介质排空。
所述加热段螺旋套设于所述电加热箱的外侧，使得加热段的加热效果更好。
所述加热介质储存桶还设置有排气管、液位计和加热介质倒入管，加热介质在加热时会产生气体，所述排气管用于将气体排出，防止各管道气阻堵塞，加热介质倒入管用于向加热介质储存桶添加加热介质，所述液位计用于测量加热介质储存桶中加热介质的液面高度，方便工作人添加加热介质。
所述进水管处设置有水位控制器，便于控制热水腔中的水位，当水位低时，进水管向热水腔中加水，当水位达到一定高度时，进水管停止加水。
所述太阳能电加热混合储能装置还包括：暖气回流管和热水箱排水管，所述暖气回流管的一端位于热水腔中，所述暖气回流管的另一端贯穿伸出所述外壳与暖气管道相连接，热水经暖气管道放热取暖之后流回热水腔中，所述热水箱排水管用于在装置清理或维修时，排空热水腔中的水。
所述隔热层为真空隔热层。
加热介质为常用的太阳能集热器导热液；储热介质可选用熔融盐类相变储热材料，熔融盐类相变储热材料具有储热密度高、充放热过程近似于恒温、储热密度高、性价比高等优点，由于其储热密度高，故加热腔所占空间小，使得设备结构更紧凑。
本发明的工作原理如下：
本发明中电加热箱通过加热介质输入管与太阳能集热器相连接，通过加热介质回流管与所述加热介质储存桶相连接，加热介质储存桶通过加热介质输出管与太阳能集热器相连接，加热介质与太阳能集热器中进行加热，加热后的加热介质通过加热介质输入管进入到电加热箱中，加热介质放热对储热介质进行加热，储热介质将热能储存，降温后的加热介质由加热介质回流管进入到加热介质储存桶中，加热介质储存桶中的加热介质由加热介质输出管进入到太阳能集热器中；在加热介质输入管或加热介质输出管上设置有阀门，当夜晚或连续阴雨天时，关闭加热介质的回路，电加热管通电，电加热管对电加热箱中的加热介质进行加热，进而对储热介质进行加热。
由于加热筒设置有隔热层，储热介质中的热能无法快速释放至热水腔中，储热介质中的热能只会由筒壁缓慢释放至热水腔中，故储热介质储能效果好，同时筒壁的散热会提高热水腔中水的温度，因此热水输出管输出的水温略高于室温下的水温，高温水输出管中，热水腔中的水由进水段进入到加热段中，储热介质和电加热箱对加热段中的水直接加热，高温水输出管输出的水温度高，热水输出管和高温水输出管均连接于自动恒温器上，自动恒温器为现有设备，故在此不做详述，自动恒温器调节热水输出管和高温水输出管的进水量，控制输出的水温。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
一、本发明通过加热介质对储热介质进行加热，储热介质将热能储存，可以加强对加热介质的利用程度，避免加热介质热能的浪费；
二、本发明加热筒设置有隔热层，储热介质中的热能无法快速释放至热水腔中，储热介质的储热介质储能效果好，储热介质只对加热段中的水直接加热，之后高温水输出管输出的水和热水输出管输出的水在自动恒温器中混合调温，现有的太阳能电热水装置多为对整个容器内的水全部进行加热，水体积大散热多，造成耗能多，本发明中加热段位于加热腔中，被储能介质覆盖，水体积小散热少，且直接散热至储能介质中，更加节能；
三、本发明当使用电时，关闭加热介质的回路，电加热管通电，电加热管对电加热箱中的加热介质进行加热，进而对储热介质进行加热，在实际生产中，可于夜间使用峰谷电进行电加热功能，进行储能，能对峰谷电资源进行利用，同时峰谷电的价格低，能大幅度降低成本；
四、为了保护环境、更好地可持续发展，现在农村地区都在进行“煤改电”工程，本发明可搭配太阳能集热和发电装置使用，可提供日常生活用热水，进行洗澡等，并且在冬天时可提供50-70℃的暖气循环水，用于家庭取暖，节能环保。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的剖视图。
图2为本发明的正视图。
图3为本发明的俯视图。
图中：1为外壳，2为热水箱体，3为加热介质储存桶，4为进水管，5为热水输出管，6为高温水输出管，7为加热筒，8为电加热箱，9为自动恒温器，21为热水腔，22为暖气回流管，23为热水箱排水管，31为加热介质输出管，32为排气管，33为液位计，34为加热介质倒入管，41为水位控制器，61为进水段，62为加热段，63为出水段，71为隔热层，72为加热腔，73为储热介质倒入管，81为电加热管，82为加热介质输入管，83为加热介质回流管，84为加热介质排出管，91为日用水恒温输出管，92为暖气恒温输出管。
具体实施方式
下面结合具体实施例做进一步的说明。
如图，一种太阳能电加热混合储能装置，包括：外壳1、热水箱体2、加热介质储存桶3、进水管4、热水输出管5和高温水输出管6，所述外壳1的外部设置有加热介质储存桶3，所述外壳1内部设置有所述热水箱体2，所述外壳1与所述热水箱体2之间填充有保温材料，所述热水箱体2连通有所述进水管4，所述进水管4的另一端贯穿伸出所述外壳1，所述热水箱体2内部设置有加热筒7，所述热水箱体2的内壁与所述加热筒7的外壁之间为热水腔21，所述加热筒7为双层套筒结构，所述双层套筒的夹层为隔热层71，所述加热筒7内部设置有电加热箱8，所述电加热箱8的外壁与所述加热筒7的内壁之间为加热腔72，所述加热腔72内填充有储热介质，所述电加热箱8内部设置有电加热管81，所述电加热管81与电源相连接，所述电加热箱8通过加热介质输入管82与太阳能集热器相连接，所述电加热箱8的下端通过加热介质回流管83与所述加热介质储存桶3相连接，所述加热介质储存桶3通过加热介质输出管31与太阳能集热器相连接，所述热水输出管5的一端位于所述热水腔21内，所述热水输出管5的另一端贯穿伸出所述外壳1，所述高温水输出管6包括：进水段61、加热段62和出水段63，所述加热段62位于所述加热腔72中，所述进水段61的一端与所述加热段62相连接，所述进水段61的另一端贯穿伸出所述加热筒7且位于所述热水腔21内，所述出水段63的一端与所述加热段62相连接，所述出水段63的另一端贯穿伸出所述外壳1。
所述出水段63和所述热水输出管5伸出所述外壳的一端均与自动恒温器9连接，所述自动恒温器9还设置有日用水恒温输出管91和暖气恒温输出管92。
所述加热筒7的上端与所述热水箱体2的内壁上端贴合固定，所述加热筒7的下端与所述热水箱体2的内壁下端贴合固定，所述加热筒7还设置有储热介质倒入管73，所述储热介质倒入管73与所述加热腔72相连通，所述储热介质倒入管73用于向加热腔72中加入储热介质。
所述电加热箱8的上端贯穿伸出外壳，所述加热介质输入管82设置于所述电加热箱8的上端，所述电加热箱8的下端还连通有加热介质排出管84，所述加热介质排出管84的另一端贯穿伸出所述外壳1。
所述加热段62螺旋套设于所述电加热箱8的外侧，在图1中为显示加热段为螺旋结构，未对高温水输出管6进行剖视。
所述加热介质储存桶3还设置有排气管32、液位计33和加热介质倒入管34。
所述进水管4处设置有水位控制器41。
所述太阳能电加热混合储能装置还包括：暖气回流管22和热水箱排水管23，所述暖气回流管22的一端位于热水腔21中，所述暖气回流管22的另一端贯穿伸出所述外壳1，所述热水箱排水管23用于排出热水腔21中的水。
所述隔热层71为真空隔热层。
上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，包括：外壳（1）、热水箱体（2）、加热介质储存桶（3）、进水管（4）、热水输出管（5）和高温水输出管（6），所述外壳（1）的外部设置有加热介质储存桶（3），所述外壳（1）内部设置有所述热水箱体（2），所述外壳（1）与所述热水箱体（2）之间填充有保温材料，所述热水箱体（2）连通有所述进水管（4），所述进水管（4）的另一端贯穿伸出所述外壳（1），所述热水箱体（2）内部设置有加热筒（7），所述热水箱体（2）的内壁与所述加热筒（7）的外壁之间为热水腔（21），所述加热筒（7）为双层套筒结构，所述双层套筒的夹层为隔热层（71），所述加热筒（7）内部设置有电加热箱（8），所述电加热箱（8）的外壁与所述加热筒（7）的内壁之间为加热腔（72），所述加热腔（72）内填充有储热介质，所述电加热箱（8）内部设置有电加热管（81），所述电加热管（81）与电源相连接，所述电加热箱（8）通过加热介质输入管（82）与太阳能集热器相连接，所述电加热箱（8）的下端通过加热介质回流管（83）与所述加热介质储存桶（3）相连接，所述加热介质储存桶（3）通过加热介质输出管（31）与太阳能集热器相连接，所述热水输出管（5）的一端位于所述热水腔（21）内，所述热水输出管（5）的另一端贯穿伸出所述外壳（1），所述高温水输出管（6）包括：进水段（61）、加热段（62）和出水段（63），所述加热段（62）位于所述加热腔（72）中，所述进水段（61）的一端与所述加热段（62）相连接，所述进水段（61）的另一端贯穿伸出所述加热筒（7）且位于所述热水腔（21）内，所述出水段（63）的一端与所述加热段（62）相连接，所述出水段（63）的另一端贯穿伸出所述外壳（1）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述出水段（63）和所述热水输出管（5）伸出所述外壳的一端均与自动恒温器（9）连接，所述自动恒温器（9）还设置有日用水恒温输出管（91）和暖气恒温输出管（92）。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述加热筒（7）的上端与所述热水箱体（2）的内壁上端贴合固定，所述加热筒（7）的下端与所述热水箱体（2）的内壁下端贴合固定，所述加热筒（7）还设置有储热介质倒入管（73），所述储热介质倒入管（73）与所述加热腔（72）相连通，所述储热介质倒入管（73）用于向加热腔（72）中加入储热介质。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述电加热箱（8）的上端贯穿伸出外壳，所述加热介质输入管（82）设置于所述电加热箱（8）的上端，所述电加热箱（8）的下端还连通有加热介质排出管（84），所述加热介质排出管（84）的另一端贯穿伸出所述外壳（1）。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述加热段（62）螺旋套设于所述电加热箱（8）的外侧。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述加热介质储存桶（3）还设置有排气管（32）、液位计（33）和加热介质倒入管（34）。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述进水管（4）处设置有水位控制器（41）。
8.根据权利要求2所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述太阳能电加热混合储能装置还包括：暖气回流管（22）和热水箱排水管（23），所述暖气回流管（22）的一端位于热水腔（21）中，所述暖气回流管（22）的另一端贯穿伸出所述外壳（1），所述热水箱排水管（23）用于排出热水腔（21）中的水。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能电加热混合储能装置，其特征在于，所述隔热层（71）为真空隔热层。
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