CN205245305U - 液动式固体蓄热供暖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种液动式固体蓄热供暖装置，包括固体加热蓄热部份、液动热交换器和电脑控制系统；固体蓄热部分的蓄热砖的高温通过高温油与热交换器系统相连；热交换器包括高温油换热器、油水分离器、低温换热器和水循环系统交换部分，所述高温油用高温油泵进行交换，低温换热过程通过介质与铜盘管进行接触式传热，所述铜盘管进出口与暖气的循环系统相连；本实用新型结构合理、高效节能，可利用谷电蓄热，蓄热温度高、热交换过程平稳、安全可靠，整机的贮蓄能力强，释放输出连续并能保证时长，达到零污染、零排放，适合南、北方的生活小区、办公楼、学校、酒楼的独立大面积集中供暖。

Description

液动式固体蓄热供暖装置

技术领域

本实用新型涉及供暖装置，尤其是涉及一种利用液动换热的新型固体蓄热供暖装置。

背景技术

城市冬季取暖一直采用集中供暖方式，采用烧煤或天然气的供暖锅炉。这种传统的供热方式主要有以下缺点：能源利用率低，不可再生资源消耗多且浪费严重，煤炭或天然气产生污染；热水运送半径及运送能源量过大，调节困难，冷热不均，且维修量也大，安装、运行成本高；供暖舒适稳定性不强，不具有用户操作性；由于设备、材料、施工、运行、维修等因素使得系统漏水，用户受损现象时有发生，且一旦发生，不能立即停止泄漏，甚至因为一户的问题牵连到其他用户。近几年市场上出现了诸多分户供暖的方式，在一定程度上解决了用户不能控制室内温度的问题，且更加舒适，但这些方式投入成本较大，不利于大规模推广。

供暖的方式有很多种，如汽热供暖、水热供暖、电热供暖等，其中，电热供暖是一种环保方式的供暖，其总的设备投资较低，不产生有害气体，无环境污染，无管道布置之占地，不会影响环境美观，使用方便；当不使用时可切断电源，既节约能源，又不会影响邻室供暖。因此，电热供暖有其一定的市场占有额，且呈发展的趋势。而如何改进设计，使其进一步的节能、高效，是业者努力的方向。

为合理分配电网资源，降低能耗，一些地方提倡错峰用电。为了配合错峰用电，人们研发了储热式电暖器。比如专利CN2692544Y的储热式电暖器，主要由箱体、储热体、保温层以及电热管构成，电热管安装在储热体内。在用电低谷时，电热管工作加热储热体，储热体储存热量，等到用电高峰时，电热管不工作，储存了热量的储热体向外部散热，达到供暖的目的。由于该储热式电暖器没有即时供暖功能，只能先加热储热体，然后利用储热体进行散热取暖，因而其使用的便捷性是有限的，在没有储热的情况下，是无法实现快速取暖。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种利用谷电蓄热，液动换热的高效节能、安全可靠的固体蓄热堆供暖装置。

为了实现本实用新型的目的，提出以下技术方案：

一种液动式固体蓄热堆供暖装置，所述供暖装置包括一体化设计的固体蓄热堆1、变频油泵系统、液动换热器2、智能控制柜3和水箱；其中，

所述固体蓄热堆1包括固体蓄热砖4、加热管5和高温换热管6；加热管5、固体蓄热砖4和高温换热管6紧密接触，高温换热管6内通高温油；

所述液动换热器2包括：介质室9、高温油室10、换热铜盘管11、热管12和水泵15；所述高温换热管6的高温油进入高温油室10加热所述热管12，所述热管12将热能传导到介质室9，来自水箱的冷水通过水泵15进入介质室9内的换热铜盘管11，加热后的热水循环进入所述水箱；

所述的变频油泵系统包括高温变频油泵13、油管和回油泵33，所述高温变频油泵13的一端通过油管与固体蓄热堆1的油管入口20相接，另一端通过油管与液动换热器热2的高温油室10相连；所述回油泵33的一端通过油管与固体蓄热堆1的油管出口19相接，另一端通过油管与高温油室10相连，实现高温油在固体蓄热堆1和液动换热器2之间循环；

所述智能控制柜3包括低压配电柜和多组温度控制感应器8，所述低压配电柜通过3组继电器向所述固体蓄热堆1的加热管5通三相电；所述固体蓄热堆1内设置多处固体蓄热堆测温点7，所述液动换热器2内设置多处换热器测温点14，测温点处设置K式热电偶温度计，所述温度控制感应器8分别与K式热电偶温度计一一相连，接收K式热电偶温度计的温度信号；所述智能控制柜通过输入的温度信号控制装置的运行和远程监控。

所述固体蓄热堆1的每一层固体蓄热砖4以及高温换热管6的油管出口19和油管进口20处均设置固体蓄热堆测温点7；所述介质室9设置热管放热端24处和设置换热铜盘管11处以及换热铜盘管11的冷水入口和热水出口处均设置换热器测温点14；所述高温油室10的顶部和底部均设置换热器测温点14。

所述的固体蓄热堆1从外至里依次包括外保温层31、水冷壁保温层16和蓄热箱体32，所述蓄热箱体上端面内设置有上压板17，所述蓄热箱体下端面内设置有下压板22，所述上压板17和下压板22通过紧固螺栓18将固体蓄热砖4、加热管5和高温换热管6紧密接触并固定在蓄热箱体32内；所述下压板22下端垫衬保温砖21，下有槽钢底盘；所述加热管5横向设置；所述高温换热管6呈盘管状排列。

所述换热铜盘管11分别通过冷水进口25和热水出口26与所述水箱连接；所述热管12的热管吸热端23位于高温油室10内，热管放热端24位于介质室9的下半部分；与固体蓄热堆1连通的高温换热管6通入高温油室10。

所述介质室9的顶端设置介质膨胀箱29，顶部有介质膨胀箱排压口30；所述高温油室10侧上方设置溢油桶27，顶部有溢油桶排压口28。

所述热管12以矩阵形式均匀分布，数量为96－384根；在所述热管放热端24的表面排布有散热片；所述介质室9和高温油室10的壳体有保温层，覆盖在壳体的侧表面；室内均设置有高斯磁铁。

所述水箱箱体的外表面设置保温层，内部分布有高斯磁铁，所述高斯磁铁为25000高斯磁铁；在所述水箱箱体的上端面开设有排气口，所述排气口连接有排气阀。

本实用新型的蓄热系统结构合理、高效节能，可利用谷电蓄热，环保稳定、安全可靠，不仅容易操作、蓄热温度高、热交换过程平稳，而且整机的热贮蓄能力强（1:5.9），能够即时释放热水，输出连续并能保证时长，达到零污染、零排放，适合于我国南、北方各生活小区、办公楼、学校、酒楼等独立大面积集中供暖。夏季还可作为“溴化锂中央空调”的动力热源。

附图说明

图1是本实用新型液动式固体蓄热堆供暖装置整体结构示意图；

图2是固体蓄热堆结构示意图；

图3是液动换热器结构示意图。

其中：

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步详细说明。

图1是本实用新型液动式固体蓄热堆供暖装置整体结构示意图；如图所示，液动式蓄热堆供暖装置由固体蓄热堆1、液动换热器2、高温变频油泵13、智能控制柜3和水箱（图中未示）几大部分组成。固体蓄热堆1中的固体蓄热砖4由加热管5通三相电加热，产生的高温加热高温油（液态），并通过与液动换热器热2相连得高温换热管6进入液动换热器热2；所述液动换热器热2包括：介质室9、高温油室10、换热铜盘管11、热管12、高温油泵13、换热器测温点14和水泵15。高温油进入高温油室10，加热热管12，热管12将热能传导到介质室9，加热通过换热铜盘管11进入介质室9的冷水，热水通过水泵15

智能控制柜3设置多组温度控制感应器8，固体蓄热堆1和固体蓄热堆测温点7，液动换热器2设置多处换热器测温点14，固体蓄热堆测温点7和换热器测温点14的总和与温度控制感应器8对应。温度控制感应器8分别与固体蓄热堆测温点7和换热器测温点14中的K式热电偶温度计相连，接收温度信号，本实施例的整个系统的信号控制点为24个节点。控制系统与蓄热堆体的连接主要有：K式热电偶温度计的信号连接，加热管的三相平衡连接。控制系统与热交换器的连接主要有：变频油泵的三相连接，水泵的三相连接，K式热电偶温度计的信号连接。智能控制柜与配电柜的连接。

整个供暖系统通过智能控制柜3的电脑控制：首先在谷电时间启动固体蓄热堆1的加热管5，使常温的固体蓄热砖4的温度升至600左右（升温时间为6小时左右）；在谷电停止前系统自动停止加热（启停方式为软启动）。当固体蓄热砖温度达到200－300度时控制系统启动高温变频油泵13，在300度以下时油泵会以高频率运行，使得10高温油室中的高温油（冷油）循环升温，当油温升至80度以上时热管12就会开始工作，这会使得介质层9里的传热介质开始快速升温，当介质层9的温度到80度以上时，控制系统会开启水泵15，将水箱（图中未示）的低温水通过液动换热器2循环加温。当水箱的水温升至80度时后，供热系统就可以向管网中循环热水供暖。

液动换热器2中的高温油层的工作温度控制在300度以下，介质层9的温度控制在100以下。当固体蓄热砖4的温度升至300度以上的，变频油泵13的工作频率会趋向于低频率运行。当整个系统的换热速度达到平衡时，系统就可以向水箱提供源源不断的热水，直到蓄热砖4的温度降至100度以下，等待第二天的谷电时间重新加热蓄热,4。系统在运行时一旦有某单元的温度超过系统设定温度，前一装置就会停止工作，直到温度低于系统设定温度时才会重新启动。

图2是固体蓄热堆结构示意图，图3是液动换热器结构示意图。如图所示，固体蓄热堆1主要有电加热管5、固体蓄热砖4、高温换热管6、上下夹板17,22、多级保温层16和位于底盘的保温砖21等组成。

液动换热器2主要有介质室9和高温油室10，介质室9的上半部分设置换热铜盘管11，其分别接冷水进口25和热水出口26；

其中，热管12的热管吸热端23位于高温油室10内，热管放热端24位于介质室9的下半部分；与固体蓄热堆1连通的高温换热管6通入高温油室10，进行高温油的循环。

高温换热管6与特制的固体蓄热砖4之间形成紧密接触，油管与油管之间由不锈钢弯头焊接连接，进、出口油管与换热装置的管网之间是由法兰密封连接。油路运行方向在变频油泵作用下由低温处向高温处运行，运行中不会产生回流现象。水箱与换热器之间也是通过管网法兰连接。高温变频油泵13的作用是将高温油经过高温油管与高温蓄热砖之间充分换热，将蓄热砖的温度带到下一级换热装置中，蓄热砖的温度会慢慢降低。当高温油到达下一级换热装置中，换热装置里的热管会自动由下往上传热。油温越高热管的传热功率就会越大，换热装置里的油层温度被系统设定在300以内。当温度越接近300度时，高温变频油泵13的工作频率就会自动降低。由于热管12的无动力传热作用，上层介质层9的传热介质会很快到达工作温度80度以上，此时变频水泵15就会将水箱里的冷水流向介质层9的铜盘管11里，经过低温交换使得水箱里的水不断升温，以达到持续换热的目的。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述供暖装置包括一体化设计的固体蓄热堆（1）、变频油泵系统、液动换热器（2）、智能控制柜（3）和水箱；其中，

所述固体蓄热堆（1）包括固体蓄热砖（4）、加热管（5）和高温换热管（6）；加热管（5）、固体蓄热砖（4）和高温换热管（6）紧密接触，高温换热管（6）内通高温油；

所述液动换热器（2）包括：介质室（9）、高温油室（10）、换热铜盘管（11）、热管（12）和水泵（15）；所述高温换热管（6）的高温油进入高温油室（10）加热所述热管（12），所述热管（12）将热能传导到介质室（9），来自水箱的冷水通过水泵（15）进入介质室（9）内的换热铜盘管（11），加热后的热水循环进入所述水箱；

所述的变频油泵系统包括高温变频油泵（13）、油管和回油泵（33），所述高温变频油泵（13）的一端通过油管与固体蓄热堆（1）的油管入口（20）相接，另一端通过油管与液动换热器热（2）的高温油室（10）相连；所述回油泵（33）的一端通过油管与固体蓄热堆1的油管出口（19）相接，另一端通过油管与高温油室（10）相连，实现高温油在固体蓄热堆（1）和液动换热器（2）之间循环；

智能控制柜3包括低压配电柜和多组温度控制感应器8，所述低压配电柜通过3组继电器向所述固体蓄热堆（1）的加热管（5）通三相电；所述固体蓄热堆（1）内设置多处固体蓄热堆测温点（7），所述液动换热器（2）内设置多处换热器测温点（14），测温点处设置K式热电偶温度计，所述温度控制感应器（8）分别与K式热电偶温度计一一相连，接收K式热电偶温度计的温度信号；所述智能控制柜通过输入的温度信号控制装置的运行和远程监控。

2.根据权利要求1所述的液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述固体蓄热堆（1）的每一层固体蓄热砖（4）以及高温换热管（6）的油管出口（19）和油管进口（20）处均设置固体蓄热堆测温点（7）；所述介质室（9）设置热管放热端（24）处和设置换热铜盘管（11）处以及换热铜盘管（11）的冷水入口和热水出口处均设置换热器测温点（14）；所述高温油室（10）的顶部和底部均设置换热器测温点（14）。

3.根据权利要求2所述的液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述的固体蓄热堆（1）从外至里依次包括外保温层（31）、水冷壁保温层（16）和蓄热箱体（32），所述蓄热箱体上端面内设置有上压板（17），所述蓄热箱体下端面内设置有下压板（22），所述上压板（17）和下压板（22）通过紧固螺栓（18）将固体蓄热砖（4）、加热管（5）和高温换热管（6）紧密接触并固定在蓄热箱体（32）内；所述下压板（22）下端垫衬保温砖（21），下有槽钢底盘；所述加热管（5）横向设置；所述高温换热管（6）呈盘管状排列。

4.根据权利要求3所述的液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述换热铜盘管（11）分别通过冷水进口（25）和热水出口（26）与所述水箱连接；所述热管（12）的热管吸热端（23）位于高温油室（10）内，热管放热端（24）位于介质室（9）的下半部分；与固体蓄热堆1连通的高温换热管6通入高温油室（10）。

5.根据权利要求4所述的液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述介质室（9）的顶端设置介质膨胀箱（29），顶部有介质膨胀箱排压口（30）；所述高温油室（10）侧上方设置溢油桶（27），顶部有溢油桶排压口（28）。

6.根据权利要求5所述的液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述热管（12）以矩阵形式均匀分布，数量为96－384根；在所述热管放热端（24）的表面排布有散热片；所述介质室（9）和高温油室（10）的壳体有保温层，覆盖在壳体的侧表面；室内均设置有高斯磁铁。

7.根据权利要求6所述的液动式固体蓄热供暖装置，其特征在于：所述水箱箱体的外表面设置保温层，内部分布有高斯磁铁，所述高斯磁铁为25000高斯磁铁；在所述水箱箱体的上端面开设有排气口，所述排气口连接有排气阀。