CN204923460U - 一种低谷电高温蓄热供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低谷电应用技术领域，提供一种低谷电高温蓄热供热系统，包括蓄热器、供风单元和控制单元；出风机的空气一部分进入低温空气支管，经低温空气支管流量孔板、低温空气支管流量调节阀，以旁通方式进入混合器；一部分空气进入高温空气支管，经高温空气支管流量孔板、高温空气支管流量调节阀，由蓄热器入口进入蓄热器，空气被蓄热体加热后经蓄热器出口进入混合器，混合后的热空气经管道输出。本实用新型系统整体结构简洁易变，能量密度高，供热温度稳定可调。

Description

一种低谷电高温蓄热供热系统

技术领域

本实用新型涉及低谷电应用技术领域，具体涉及一种低谷电高温蓄热供热系统。

背景技术

低谷电利用技术是在电网用电低峰时用电能进行储存，在用电高峰时，将储存的能量进行利用，以减少高峰期的用电负荷，起到“消峰填谷”的平衡作用。

目前，利用低谷电蓄热供热的装置，有储水蓄热、盐蓄热，蓄热系统体积庞大，管道复杂。也有采用陶瓷体蓄热，但由于系统蓄热方式的局限，往往其蓄热温度<800℃，大大降低了蓄热体的能量密度。

发明内容

本实用新型针对上述问题，对蓄热器的储热方式，供热系统进行特别设计，使得系统整体结构简洁易变，能量密度高，供热温度稳定可调。

本实用新型的目的是通过如下技术措施来实现的：低谷电高温蓄热供热系统，包括蓄热器、供风单元和控制单元。

所述蓄热器由加热装置、蓄热体、保温层组成。

所述供风单元由风机、低温空气支管、高温空气支管、混合器组成。

所述控制单元由设置于高温空气支管上的高温空气支管流量孔板和高温空气支管流量调节阀、设置于蓄热器内的蓄热器温度热电偶、设置于蓄热器出口处的高温空气热电偶、设置于低温空气支管上的低温空气热电偶和低温空气支管流量孔板以及低温空气支管流量调节阀、设置于混合器出口处的混合器后空气热电偶组成，上述各流量孔板、流量调节阀、热电偶均与主机相连；控制单元可根据混合器后的温度反馈值对各支管的流量进行调节，使混合器出口的热风温度满足用户加热所需，并保证供热稳定。控制单元根据用户设定进行蓄热、放热管理，控制风机、加热装置的稳定运行。

出风机的空气一部分进入低温空气支管，经低温空气支管流量孔板、低温空气支管流量调节阀，以旁通方式进入混合器；一部分空气进入高温空气支管，经高温空气支管流量孔板、高温空气支管流量调节阀，由蓄热器入口进入蓄热器，空气被蓄热体加热后经蓄热器出口进入混合器，混合后的热空气经管道输出。

在上述技术方案中，所述混合器的出口经管道与热交换器空气入口相连，热交换器的空气出口经循环管道与风机入口管相连，出换热器后的低温空气经循环管道回流到风机再次使用。供风系统至少包含1台风机。热交换器为管式换热器或板式换热器，根据用户所需加热介质的要求选择热交换种类和流动方式。经蓄热器加热的热风通过热交换器将热能传递至用户介质。

在上述技术方案中，所述蓄热器由蓄热体、保温层、电阻加热器、金属外壳组成，所述保温层设于蓄热体和金属外壳之间，蓄热体内设有电阻加热器，蓄热体为耐高温陶瓷小球或格子砖，所述金属外壳上设有蓄热器入口、蓄热器出口、蓄热体填充口和保温层的绝热材料安装口，蓄热器内部至少安装1支温度热电偶。

在上述技术方案中，所述蓄热器的加热装置除了采用电阻加热还可以为感应加热，当采用感应加热时，蓄热器的蓄热体为耐高温陶瓷与磁性材料组成的复合材料。

在上述技术方案中，所述蓄热器的保温层采用纳米纤维绝热材料，用于降低蓄热器外表面温度，减少热损失。在蓄热体内部温度在1200℃时，外层温度<50℃。

本实用新型低谷电高温蓄热供热系统的优点是：

1.采用陶瓷或陶瓷与磁性材料的复合材料作为蓄热体，耐温、稳定性良好。在加热期间，无需循环介质，减少能耗。同时，蓄热体的蓄热温度高达1200℃或更高，极大提高蓄热体的能量密度。

2.蓄热器可根据系统大小选择电阻加热和感应加热，提高蓄热器内部温度均匀性。采用电阻加热时，以陶瓷小球为蓄热体。采用感应加热时，以陶瓷与磁性材料的复合材料为蓄热体。

3.蓄热器的保温层采用绝热性能优良的纳米复合绝热材料，减少绝热层厚度，提高内部容积利用率。同时，显著降低蓄热器外表温度，在内部温度高达1200℃时，外表面温度<50℃。

4.以空气为传热介质，将所储能量传递至用户，管道系统简洁，运行安全、可靠。供热系统形式多变，可设热交换器间接加热用户介质，也可直接将混合后的热风供用户直接实用。

附图说明

图1为间接供热的低谷电高温蓄热供热系统示意图。

图2为直接供热的低谷电高温蓄热供热系统示意图。

图3为蓄热器采用电阻加热方式的结构示意图。

其中：1蓄热器、1a蓄热体、1b纳米复合绝热材料、1c电阻加热器、1d金属外壳、1e蓄热器入口、1f蓄热器出口、1g蓄热体填充口、1h绝热材料安装口、2供风单元、2a风机、2b低温空气支管、2c高温空气支管、2d混合器、2e循环管道、3热交换器、4控制单元、41a低温空气热电偶、41b低温空气支管流量孔板、41c低温空气支管流量调节阀、42a高温空气热电偶、42b高温控制支管流量孔板、42c高温空气支管流量调节阀、43混合器后空气热电偶、44蓄热器温度热电偶、45用户介质温度热电偶。

具体实施方式

本实用新型低谷电高温蓄热供热系统，包括：蓄热器、供风单元、控制单元。由控制单元控制整个系统的运行，在低谷电期间，将电能转换为热能，高温储存。在用电高峰时，通过空气将蓄热器内的热能传递至用户。

在低谷电蓄热期间，控制单元根据蓄热器的温度反馈值控制蓄热器的加热装置，使蓄热体温度逐渐升高，达到蓄热目标温度值。

在用电高峰，储存在蓄热器内的热量通过空气传递至用户。空气由供风单元的风机供入，出风机的空气分为两部分。一部分空气经高温空气支管进入蓄热器加热，一部分为空气经低温空气支管，以旁通的方式与加热后的空气混合，形成一定温度的热风进入热交换器。

热交换器根据用户介质的加热要求，可优化为管式或板式换热器。通过热交换器，热风对用户介质进行加热后通过循环管道回流至风机入口，再次进行循环，以提高热量的利用率。

为确保高温空气和低温空气混合后的温度满足用户要求，系统在高温、低温支管上配有温度、流量检测，流量调节阀。控制单元可根据混合器后的温度反馈值，对流经高温、低温支管的空气流量进行分配调节，以满足用户要求。

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图，对本实用新型低谷电高温蓄热供热系统的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

如图1所示，本实用新型提出的低谷电高温蓄热供热系统，包含蓄热器1、供风系统2、热交换器3、控制系统4。为用户提供间接加热的方式。

本案描述以图1所述间接供热系统为主。

蓄热器1具有蓄热体1a，绝热材料1b，电阻加热器1c，金属外壳1d，蓄热器入口1e，蓄热器出口1f，1g蓄热体填充口，1h绝热材料安装口，如图3所示。蓄热器内部至少安装1支热电偶44用于温度检测。

供风单元2包括风机2a，低温空气支管2b，高温空气支管2c，混合器2d，循环管道2e。供风系统2将蓄热器1、热交换器3连接起来。

控制单元4具有温度、流量检测以及流量调节阀。在高温空气支管2c上设有高温空气支管流量孔板42b，高温空气支管流量调节阀42c，出蓄热器后的高温空气热电偶42a。在低温控制支管2b上设有低温空气热电偶41a，低温空气支管流量孔板41b，低温空气支管流量调节阀42c。混合器2d出口设有混合器后空气热电偶43。在用户介质的加热回路上设有用户介质温度热电偶45。

具体的是，在低谷电蓄热期间，控制单元4根据蓄热器1上所设的蓄热器温度热电偶44所测温度对蓄热体逐步加热至蓄热目标温度，温度值可达1200℃。

供热时，由风机2a供入的空气分为两部分：一部分空气进入低温空气支管2b，经低温空气支管流量孔板41b、低温空气支管流量调节阀41c，以旁通方式进入混合器2d；一部分空气进入高温空气支管2c，经高温空气支管流量孔板42b、高温空气支管流量调节阀42c，由蓄热器入口1e进入蓄热器1，空气被蓄热体1a加热后经蓄热器出口1f进入混合器2d。在混合器2d中，被加热的高温空气与低温空气混合后形成一定温度的热空气，温度由混合器后空气热电偶43检测。混合后的热空气经管道进入热交换器3。

在热交换器3中，热空气将用户介质加热至所需温度。用户介质温度通过热电偶45检测。热空气完成换热后经循环管道2e返回风机入口管，再次进行循环以提高热量利用率。

控制单元4的控制功能除上述蓄热器1的进行蓄热控制外，还包括混合器2d后热空气温度的控制以及用户介质加热温度的控制。具体实施的方式是，控制单元4根据混合器2d后的混合器后空气热电偶43反馈的温度，结合低温空气支管2c上低温空气热电偶41a，低温空气流量41b，高温空气支管2b上高温空气热电偶42a，高温空气流量42b检测数据，通过规则运算分别给出低温空气支管2c、高温控制支管2b的流量目标设定值，控制单元4通过对低温支管流量调节阀41c、高温控制支管流量调节阀42c输出控制值，使各支管的流量控制在各自的目标设定值，以实现混合器后热空气温度的稳定。在实际运行中，用户所需热负荷也实时发生变化，通过用户介质温度热电偶45反馈的温度值，控制单元4根据运算规则给定对供风单元2的供风能力调整目标，由控制单元4输出对风机2a的转速控制，以调整供风能力，以此实现对系统供热能力的调整满足用户。

图2所示为本实用新型的低谷电高温蓄热供热系统为用户提供直接供热的方式，系统直接将出混合器2d后一定温度的热风供给用户。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (4)

1.一种低谷电高温蓄热供热系统，其特征在于：包括蓄热器、供风单元和控制单元；

所述蓄热器由加热装置、蓄热体、保温层组成；

所述供风单元由风机、低温空气支管、高温空气支管、混合器组成；

所述控制单元由设置于高温空气支管上的高温空气支管流量孔板和高温空气支管流量调节阀、设置于蓄热器内的蓄热器温度热电偶、设置于蓄热器出口处的高温空气热电偶、设置于低温空气支管上的低温空气热电偶和低温空气支管流量孔板以及低温空气支管流量调节阀、设置于混合器出口处的混合器后空气热电偶组成，上述各流量孔板、流量调节阀、热电偶均与主机相连；

出风机的空气一部分进入低温空气支管，经低温空气支管流量孔板、低温空气支管流量调节阀，以旁通方式进入混合器；一部分空气进入高温空气支管，经高温空气支管流量孔板、高温空气支管流量调节阀，由蓄热器入口进入蓄热器，空气被蓄热体加热后经蓄热器出口进入混合器，混合后的热空气经管道输出。

2.根据权利要求1所述的低谷电高温蓄热供热系统，其特征在于：所述混合器的出口经管道与热交换器空气入口相连，热交换器的空气出口经循环管道与风机入口管相连。

3.根据权利要求1所述的低谷电高温蓄热供热系统，其特征在于：所述蓄热器由蓄热体、保温层、电阻加热器、金属外壳组成，所述保温层设于蓄热体和金属外壳之间，蓄热体内设有电阻加热器，蓄热体为耐高温陶瓷小球或格子砖，所述金属外壳上设有蓄热器入口、蓄热器出口、蓄热体填充口和保温层的绝热材料安装口，蓄热器内部至少安装1支温度热电偶。

4.根据权利要求1所述的低谷电高温蓄热供热系统，其特征在于，所述蓄热器的保温层采用纳米纤维绝热材料。