CN114440291A - 蓄热式电暖器 - Google Patents

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许闽
黄彩凤
李勋锋
淮秀兰
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Abstract

本发明公开了一种蓄热式电暖器，属于电暖器技术领域。所述电暖器包括电暖器壳体、风扇、储水箱、超声波换能器、电加热元件和蓄热介质；所述电暖器壳体内部自上而下分为上部区域、中部区域、下部区域三个区域；在上部区域的四周设有储水箱，上部区域的顶部设有风扇，上部区域的底部设有电加热元件；在中部区域设有蓄热介质；在下部区域设有至少一个出风口；所述储水箱内部设有超声波换能器，储水箱的顶部开设有水雾出口。本发明的蓄热电暖器基于吸附式热化学储能材料，具有高蓄热密度和低热损失，实现电力移峰填谷，降低供暖成本。

Description

蓄热式电暖器
技术领域
本发明属于电暖器技术领域，具体涉及一种利用低谷电进行蓄热和室内供暖的电暖器。
背景技术
随着我国经济的快速发展，冬季供暖，特别是农村地区供暖，带来的能源短缺及环境污染问题正在倍受关注。淘汰低效高污染排放的小型分散燃煤或生物质供暖设备，实现清洁能源替代，已经成为共识；利用清洁方便的电能直接产生热能是最简单易行的方式之一，将夜间低谷电能等廉价电能储存起来，实现全天低谷电蓄热供暖，可以显著降低用能成本，具有广阔应用市场。
目前常规的电蓄热锅炉的蓄热方式主要分为两种：显热蓄热和相变蓄热。显热蓄热系统是利用电加热元件将电能转换成热能直接储存在热水或蓄热镁砖等显热蓄热材料上，在需要热量时通过换热管将蓄热材料内的热量输出。相应地，相变蓄热材料主要是熔盐，通过加热将其液化，需要热量时熔盐凝固放出潜热。但是，不论是显热蓄热和相变蓄热，都存在技术缺陷。首先，显热蓄热和相变蓄热的储能密度偏低，需要较多蓄热材料和较大的蓄热腔体积，整个系统体积较大，成本较高；其次，储存大量的高温热，蓄热腔外需要较多较厚的保温层才能避免热量损失，进一步增加了成本，且具有一定的安全风险。
发明内容
为了解决现有蓄热装置体积和重量大、成本高的技术问题，本发明提供了一种具有高蓄热密度和低热损失的基于吸附式热化学储能材料的蓄热式电暖器，实现电力移峰填谷，降低供暖成本。
本发明采用的技术方案如下：
一种蓄热式电暖器，包括电暖器壳体、风扇、储水箱、超声波换能器、电加热元件和蓄热介质；
所述电暖器壳体内部自上而下分为上部区域、中部区域、下部区域三个区域；
在上部区域的四周设有储水箱，上部区域的顶部设有风扇，上部区域的底部设有电加热元件；
在中部区域设有蓄热介质；
在下部区域设有至少一个出风口；
所述储水箱内部设有超声波换能器，储水箱的顶部开设有水雾出口。
进一步地，所述风扇为轴流风扇。
进一步地，所述电加热元件为PTC电加热元件。
PTC电加热元件利用夜间谷电等廉价电力向室内供暖的同时，加热蓄热介质，蓄热介质受热脱水将热能以化学能的形式储存起来，在用电高峰电价较高且需要用热时，蓄热介质吸收空气中的水分放出热量进行供暖，完成一个循环。
该电暖器的运行方式分为两段，一是谷电蓄热阶段，二是非谷电放热阶段。在谷电蓄热阶段，PTC电加热元件4开始工作，将轴流风扇1鼓入的空气加热至60度，热空气进入蓄热介质5使水合盐脱水后变成50度以下的湿空气，经下方的出风口6排出用于室内供暖。在放热阶段，将超声波换能器3打开，水箱2中的水以水雾的形式从出口7排至室内加湿室内空气，轴流风扇1将经过加湿后的空气鼓入蓄热介质使其加水放出热量，将空气加热，在出风口6排出热空气用于室内供暖。如此循环往复。
进一步地，所述蓄热介质为多孔材料与水合盐的复合物。
更进一步地，所述多孔材料选自活性炭、膨胀石墨、硅胶、氧化铝或沸石，水合盐选自氯化钙、氯化锂、溴化锶或硫酸镁。
进一步地，所述上部区域、中部区域、下部区域的相邻区域之间采用丝网和多孔支撑板在横向进行间隔。
进一步地，所述电暖器壳体的形状为圆柱体或长方体。
在本发明中，所述轴流风扇带有风速调节钮，可以根据室内温度和用热需求进行风速的调节。
在本发明中，所述PTC电加热元件可自主设定加热时间段，根据不同地区的谷电政策进行设置。
在本发明中，所述的超声波换能器配有温湿度传感器，可根据室内温湿度自动调节开度，保证舒适度。
有益效果：
1、本发明的蓄热器采用具有超高蓄热密度的热化学材料代替显热或相变材料，可以大幅减小蓄热腔体积和蓄热材料及电加热原件的使用量，降低占地面积、设备重量和制造成本；
2、本发明的蓄热器采用化学蓄热的方法，储存化学能而不是显热或潜热，热损失小，保温要求低，可以长时间储存；
3、本发明的蓄热器同时具有湿度调节的功能，可解决冬季室内干燥的问题。
附图说明
图1为本发明蓄热器的结构示意图。其中：1为风扇、2为储水箱、3为超声波换能器、4为电加热元件、5为蓄热介质、6为出风口、7为水雾出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种蓄热式电暖器，包括电暖器壳体、风扇1、储水箱2、超声波换能器3、电加热元件4和蓄热介质5。
所述电暖器壳体内部自上而下分为上部区域、中部区域、下部区域三个区域，上部区域、中部区域、下部区域的相邻区域之间采用丝网和多孔支撑板在横向进行间隔，从而利于湿热空气在电暖器壳体内部自上而下的流通。
在上部区域的四周设有储水箱2，上部区域的顶部设有轴流风扇1，上部区域的底部设有PTC电加热元件。具体地，轴流风扇1带有风速调节钮，可以根据室内温度和用热需求进行风速的调节。PTC电加热元件4可自主设定加热时间段，根据不同地区的谷电政策进行设置。
在中部区域设有蓄热介质5。蓄热介质5为多孔材料与水合盐的复合物，多孔材料选自活性炭、膨胀石墨、硅胶、氧化铝或沸石，水合盐选自氯化钙、氯化锂、溴化锶或硫酸镁。
在下部区域设有至少一个出风口6，用于排出热空气对外界供暖。
所述储水箱2内部设有超声波换能器3，储水箱2的顶部开设有水雾出口7。超声波换能器3通过超声震动将水变成水雾，并通过水雾出口7向外排出。
PTC电加热元件利用夜间谷电等廉价电力向室内供暖的同时，加热蓄热介质，蓄热介质受热脱水将热能以化学能的形式储存起来，在用电高峰电价较高且需要用热时，蓄热介质吸收空气中的水分放出热量进行供暖，完成一个循环。
该电暖器的运行方式分为两段，一是谷电蓄热阶段，二是非谷电放热阶段。在谷电蓄热阶段，PTC电加热元件4开始工作，将轴流风扇1鼓入的空气加热至60度，热空气进入蓄热介质5使水合盐脱水后变成50度以下的湿空气，经下方的出风口6排出用于室内供暖。在放热阶段，将超声波换能器3打开，水箱2中的水以水雾的形式从出口7排至室内加湿室内空气，轴流风扇1将经过加湿后的空气鼓入蓄热介质使其加水放出热量，将空气加热，在出风口6排出热空气用于室内供暖。如此循环往复。

Claims (7)

1.一种蓄热式电暖器，其特征在于：包括电暖器壳体、风扇（1）、储水箱（2）、超声波换能器（3）、电加热元件（4）和蓄热介质（5）；
所述电暖器壳体内部自上而下分为上部区域、中部区域、下部区域三个区域；
在上部区域的四周设有储水箱（2），上部区域的顶部设有风扇（1），上部区域的底部设有电加热元件（4）；
在中部区域设有蓄热介质（5）；
在下部区域设有至少一个出风口（6）；
所述储水箱（2）内部设有超声波换能器（3），储水箱（2）的顶部开设有水雾出口（7）。
2.根据权利要求1所述的蓄热式电暖器，其特征在于：所述蓄热介质（5）为多孔材料与水合盐的复合物。
3.根据权利要求2所述的蓄热式电暖器，其特征在于：所述多孔材料选自活性炭、膨胀石墨、硅胶、氧化铝或沸石，水合盐选自氯化钙、氯化锂、溴化锶或硫酸镁。
4.根据权利要求1所述的蓄热式电暖器，其特征在于：所述上部区域、中部区域、下部区域的相邻区域之间采用丝网和多孔支撑板在横向进行间隔。
5.根据权利要求1所述的蓄热式电暖器，其特征在于：所述风扇（1）为轴流风扇。
6.根据权利要求1所述的蓄热式电暖器，其特征在于：所述电加热元件（4）为PTC电加热元件。
7.根据权利要求1所述的蓄热式电暖器，其特征在于：所述电暖器壳体的形状为圆柱体或长方体。
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