CN205843051U - 900伏电蓄热能装置 - Google Patents

900伏电蓄热能装置 Download PDF

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李文东
李安平
郭振伟
王洋
顾建平
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Abstract

本实用新型公开了一种900伏电蓄热能装置,包括:电蓄热体,电蓄热体具有蓄热腔、低温风道和高温风道,蓄热腔内设有蓄热体,蓄热体上设有900伏的电加热器;供暖放热换热器,供暖放热换热器设在低温风道和高温风道之间;换热风机,换热风机设在放热循环风路上;相变蓄热装置,相变蓄热装置包括换热水路、相变蓄热体以及蓄热循环水路,蓄热循环水路的一部分伸入低温风道内,换热水路上设有控制阀门;板式换热器,板式换热器设有一次管束和二次管束,一次管束的两端与供暖放热换热器相连,二次管束与换热水路并联设置在二次回水管和二次出水管之间;供电控制系统。根据本实用新型的900伏电蓄热能装置节能性以及蓄热效果提高。

Description

900伏电蓄热能装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电蓄热能技术领域,更具体地,涉及一种900伏电蓄热能装置。
背景技术
[0002]传统的清洁能源蓄热供暖设备都是单一材料和原理构成,此外,用电蓄热的电压等级一般为10千伏和0.4千伏。10千伏电蓄热设备适用于超大型供暖面积且蓄热体容积大受安装面积以及受供电电源限制;0.4千伏电蓄热设备存在加热丝多,回路电气元件及电缆用量大、电流大等引起热损失大、成本高等弊端。单一的电蓄热原理本身不节能,只是用谷时段廉价电而省钱。在谷时段用电给蓄热体蓄热时又不能停止供暖,为低温放热防止冻坏管网,就必须边蓄热边放热,影响电蓄热效果。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本实用新型提出了一种900伏电蓄热能装置,所述900伏电蓄热能装置节能性和蓄热效果提高、降低了热损耗和成本。
[0004]根据本实用新型的900伏电蓄热能装置,包括:电蓄热体,所述电蓄热体具有蓄热腔、低温风道和高温风道,所述蓄热腔内设有蓄热体,所述蓄热体上设有电压为900伏的电加热器;供暖放热换热器,所述供暖放热换热器设在所述低温风道和高温风道之间,所述蓄热腔、所述高温风道、所述供暖放热换热器和所述低温风道依次相连构成放热循环风路;换热风机,所述换热风机设在所述放热循环风路上,以驱动风在所述放热循环风路内流动;相变蓄热装置,所述相变蓄热装置包括换热水路、对所述换热水路加热的相变蓄热体以及对所述相变蓄热体加热的蓄热循环水路,所述蓄热循环水路的一部分伸入所述低温风道内以与风换热,所述换热水路上设有控制阀门,所述蓄热循环水路上设有循环水栗;板式换热器,所述板式换热器设有一次管束和二次管束,所述一次管束的两端与所述供暖放热换热器相连形成换热循环水路,所述二次管束与所述换热水路并联设置在二次回水管和二次出水管之间;供电控制系统,所述供电控制系统控制所述电加热器、所述换热风机、所述控制阀门以及所述循环水栗工作。
[0005]根据本实用新型的900伏电蓄热能装置采用电蓄热与相变蓄热互补方式进行蓄热和供暖,节能性以及蓄热效果提高,并且采用900V电压供电,使电流有所减小,降低热损耗,减少三分之二电缆,减少回路,降低了故障率,节约了材料和人工成本。
[0006]另外,根据本实用新型的900伏电蓄热能装置还可以具有如下附加的技术特征:
[0007]根据本实用新型的一些实施例,所述供暖放热换热器为两级气水换热器且包括:碳钢管壳式换热器,所述碳钢管壳式换热器内限定有换热水腔,所述水腔内限定有风管,所述风管内限定有与所述高温风道连通的换热风道;紫铜翅片管换热器,所述紫铜翅片换热器内限定有连通所述换热风道与所述低温风道的换热风腔,所述换热风腔内设有水管,所述水管内限定有与所述换热水腔连通的换热水道,所述一次管束的两端分别与所述换热水腔和换热水道连通。
[0008]根据本实用新型的一些实施例,所述蓄热体为镁铁蓄热砖。
[0009]根据本实用新型的一些实施例,所述镁铁蓄热砖包括多块,多块所述镁铁蓄热砖堆积形成为蓄热方体,所述蓄热方体内设有多个安装孔和多个通风孔,所述电加热器包括多个电加热丝,多个所述电加热丝插设在对应的所述安装孔内。
[0010]根据本实用新型的一些实施例,所述电蓄热体的蓄热壳体的外表面和内表面的至少一个上设有保温层。
[0011] 根据本实用新型的一些实施例,所述电加热器包括多组电阻丝,每组电阻丝接成星型并接入工频交流三相900伏电压,每相电阻丝的接入电压为520伏。
[0012]根据本实用新型的一些实施例,还包括:余热回收水箱,所述余热回收水箱与所述电蓄热体的蓄热壳体接触,所述余热回收水箱设在所述二次回水管与所述二次管束的之间以及所述二次回水管与所述换热水路之间。
[0013]根据本实用新型的一些实施例,还包括:外保温装饰板,所述外保温装饰板包覆所述电蓄热体,所述余热回收水箱设在所述外保温装饰板与所述电蓄热体之间。
[0014]根据本实用新型的一些实施例,所述换热风机为变频风机。
[0015]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
[0016]图1是根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置的结构示意图。
[0017]附图标记:
[0018]镁铁蓄热砖I;电加热丝2;电控柜3;防辐射板箱4;内保温板5 ;外保温板6;高温风道7;碳钢管壳式换热器8;紫铜翅片式换热器9;换热风机10;低温风道11;余热换热器12;相变蓄热装置13;板式换热器14; 一次管束15; 二次管束16; —次管束出水管17; —次管束回水管18;循环水栗19(22、31); 二次出水管20; 二次回水管21;余热回收水箱23;外保温装饰板24 ;换热水腔25 ;换热风道26 ;风机控制电缆27 ;控制阀门28 ;换热水道29 ;换热风腔30。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
[0020]下面结合附图详细描述根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置。
[0021]参照图1所示,根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置包括电蓄热体、供暖放热换热器、换热风机10、相变蓄热装置13、板式换热器14和供电控制系统。
[0022]电蓄热体具有蓄热腔、低温风道11和高温风道7,蓄热腔内设有蓄热体,蓄热体上设有电压为900伏的电加热器。供暖放热换热器设在低温风道11和高温风道7之间,蓄热腔、高温风道7、供暖放热换热器和低温风道11依次相连构成放热循环风路。换热风机10设在放热循环风路上,以驱动风在放热循环风路内流动。
[0023]相变蓄热装置13包括换热水路、对换热水路加热的相变蓄热体以及对相变蓄热体加热的蓄热循环水路,蓄热循环水路的一部分伸入低温风道11内以与风进行换热,换热水路上设有控制阀门28,蓄热循环水路上设有循环水栗22。板式换热器14设有一次管束15和二次管束16,一次管束15的两端与供暖放热换热器相连形成换热循环水路,二次管束16与换热水路并联设置在二次回水管21和二次出水管20之间。供电控制系统控制电加热器、换热风机1、控制阀门28以及循环水栗19 (22、31)工作。
[0024]由此,电加热器可以在供电控制系统的供电和控制下对蓄热体进行加热,使蓄热体实现蓄热。当换热风机10运行时,放热循环风路内循环流动着风,风经过蓄热体时可以与蓄热体产生热交换,将蓄热体的一些热量带至供暖放热换热器,供暖放热换热器吸收的热量可以被一次管束15带至板式换热器14,与二次管束16发生热交换,从而使从二次回水管21流入的水可以被加热后从二次出水管20流出,实现供热。
[0025]另外,与供暖放热换热器发生热交换后的风在流至低温风道11处时,可以与相变蓄热装置13的换热水路发生热交换,换热水路中的水可以吸收低温风道11内的低温风的热量,对相变蓄热体进行加热,使相变蓄热体可以实现蓄热。由此,在电蓄热体实现供暖的同时,可以对相变蓄热装置13进行蓄热,节能性好,并且,当控制阀门28打开时,相变蓄热装置13也可以对从二次回水管21流入的水进行加热,以实现供暖,供暖效果好。
[0026]较优选地,在实际使用中,在谷时段,可以使换热风机10和循环水栗22停止运行,并且打开控制阀门28,此时,电蓄热体在电加热器的控制下蓄热,放热循环风路中不再有循环流动的风,蓄热体的热量不会被风带至供暖放热换热器中实现热交换,即电蓄热体不再向外释放热量,处于只蓄热不放热的状态,蓄热效果好。与此同时,由于控制阀门28处于开启状态,使得二次回水管21、换热水路与二次出水管20导通,二次回水管21中的水可以流至相变蓄热装置13处,与相变蓄热体实现热交换,使相变蓄热装置13可以实现供暖,在电蓄热体不放热的情况下可以实现供暖,供暖效果好。
[0027]根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置采用电蓄热与相变蓄热互补方式进行蓄热和供暖,相变蓄热装置13可以吸收电蓄热体的余热以实现蓄热,并且在谷时段释放热量向供暖系统实现供热,同时电蓄热体在谷时段可以达到只蓄热不放热供暖的效果,节能性以及蓄热性提高;同时电加热器采用900V电压供电,使电流有所减小,降低了热损耗,减少三分之二的电缆,减少了回路,降低了故障率,节约了材料和人工成本。
[0028]较优选地,相变蓄热体的蓄热温度小于等于80摄氏度。也就是说,当电蓄热装置对相变蓄热装置13进行蓄热时,在相变蓄热装置13中的相变蓄热体的蓄热温度在80摄氏度之下时,该蓄热操作可以一直进行,当相变蓄热体的蓄热温度达到80摄氏度时,电蓄热体不再通过蓄热循环水路对相变蓄热体进行蓄热,循环水栗22可以停止运行,换热风机10仍保持运行,以实现电蓄热装置与供暖放热换热器的热交换。可选地,相变蓄热体可以由石蜡、石墨以及金属等材料配伍成的相变材料构成,蓄热到80度停止。
[0029]其中,为实现自动控制,相变蓄热体上可以设置温度传感器,温度传感器可以检测相变蓄热体的蓄热温度,当相变蓄热体的蓄热温度达到80度时,电器控制系统可以自动控制循环水栗停止工作,控制操作方便。
[0030]供暖放热换热器的结构可形成为多种,可选地,如图1所示,供暖放热换热器包括碳钢管壳式换热器8和紫铜翅片式换热器9。碳钢管壳式换热器8内限定有换热水腔25,换热水腔内限定有气管,气管内限定有与高温风道7连通的换热风道26。紫铜翅片换热器内限定有连通换热风道26与低温风道11的换热风腔30,换热风腔30内设有水管,水管内限定有与换热水腔25连通的换热水道29,一次管束15的两端分别与换热水腔25和换热水道29连通。
[0031]由此,供暖放热换热器可以形成为由不同材质构成的两级气水换热器,可以提高换热器的换热效率,并且第一级所用的碳钢管壳式换热器8采用壳程通水、管程通风的方式,可以耐800度高温,通过换热后出口风温可以降到400度以下,保证第二级的紫铜翅片换热器9不超温;同时,第二级所用的紫铜翅片式换热器9采用壳程通风、管程通水的方式,使400摄氏度的热风可以正常与水实现换热,体积小,效率高,满足风温和换热技术要求。
[0032]蓄热体可以为镁铁蓄热砖I。镁铁蓄热砖I方便取得,并且蓄热效果好。进一步地,镁铁蓄热砖I包括多块,多块镁铁蓄热砖I堆积形成为蓄热方体,蓄热方体内设有多个安装孔和多个通风孔,电加热器包括多个电加热丝2,多个电加热丝2插设在对应的安装孔内。由此,不仅方便安装,而且加热效果好,同时,风可从通风孔流过镁铁蓄热砖I,换热效果好。
[0033] 可选地,电加热丝2可以为电阻丝,电加热器可以包括多组电阻丝,每组电阻丝接成星型并且接入工频交流三相900伏电压,其中,每相电阻丝的接入电压为520伏。由此,线路连接简洁明了,不易错接,回路少,运行可靠性高。每相电阻丝可以由多根螺旋式的电阻丝构成。
[0034]在本实用新型的一些具体实施方式中,电蓄热体的蓄热壳体的外表面和内表面的至少一个上可以设有保温层。也就是说,保温层的分布包含三种情况:一种为保温层设置在蓄热壳体的外表面上,另一种为保温层设置在蓄热壳体的内表面上,还有一种为蓄热壳体的外表面和内表面上均设置有保温层。由此,保温层可以实现保温,有效防止电蓄热体的热量向外散失,避免能源浪费,节能性好。对于保温层的材质和层数不做特殊限制,可以根据具体情况进行灵活选择。
[0035]如图1所示,根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置还包括余热回收水箱23,余热回收水箱23与电蓄热体的蓄热壳体接触,余热回收水箱23设在二次回水管与二次管束16的之间以及二次回水管21与换热水路之间。由此,无论是从二次回水管21流入二次管束16中的水,还是从二次回水管21流入换热水路中的水均可以首先流至余热回收水箱23处实现预热,不仅可以利用电蓄热体的热量,而且可以提高供暖效果,节能性好,同时余热回收水箱23还可以起到外表降温的作用。另外,为提高水的流速,换热水路上可以设置水栗O
[0036]可选地,900伏电蓄热能装置还包括外保温装饰板24,如图1所示,外保温装饰板24包覆电蓄热体,余热回收水箱23设在外保温装饰板24与电蓄热体之间。由此,不仅可以提高900伏电蓄热能装置的美观性,而且可以进一步提高保温效果。对于外保温装饰板24的具体材质不做特殊限制,可以根据具体情况进行灵活选择。
[0037]换热风机10可以为变频风机。具体而言,换热风机10上可以设置变频器,以实现换热风机10风速的调节,控制更灵活。
[0038]图1中示出了根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置的一个具体示例。如图1所示,电蓄热体由镁铁蓄热砖I,电加热丝2、防辐射板箱4、内保温层5和外保温层6构成。防辐射板箱4即为上述蓄热壳体,可以为防辐射不锈钢箱。多个镁铁蓄热砖I砌成砖垛装在防辐射板箱4内,电加热丝2均匀插在砖垛的安装孔中,电加热丝2按三相交流电接成星型接并与电控柜3连接,内保温层5设在防辐射板箱4的外表面上,外保温层6设在内保温层5的外表面上。在谷时间段,电控柜3给电加热丝2通电,电蓄热体由开始蓄热,蓄热用电压为900伏,内保温层5和外保温层6保持已蓄热的温度,一般设定蓄热温度在800°C以下。控制柜3中的断路器和接触器采用工作电压为1140伏电器元件。
[0039]高温风道7的一端连通蓄热腔,另一端连通碳钢管壳式换热器8的换热风道26。碳钢管壳式换热器8连接紫铜翅片式换热器9,紫铜翅片式换热器9连接变频风机10,控制柜3的风机控制电缆27连接换热风机10,换热风机10连接低温风道11。在管壳式换热器8中,壳里走水,管中走风;在紫铜翅片式换热器9中,壳中走风,管中走水。
[0040]循环水栗19与一次管束回水管18连接,一次管束回水管18与板式换热器14的一次管路15连接,循环水栗19又与紫铜翅片式换热器9连接,板式换热器14中的一次管路15连接一次管束出水管17,一次管束出水管17连接碳钢管壳式换热器8。
[0041 ]当需要放热时,启动换热风10,高温热风通过镁铁蓄热砖I经过高温风道7进入碳钢管壳式换热器8,然后进入紫铜翅片式换热器9,把供暖放热换热器中流动的水加热,蓄热腔、高温风道7、供暖放热换热器和低温风道7依次相连构成放热循环风路。高温风道7宽约
0.6米,低温风道11宽约0.6米。
[0042]蓄热体的热能通过板式换热器14向供暖系统供热,板式换热器14中的二次管束16的一端连接二次出水管20,同时还与循环水栗31相连,二次管路16的另一端连接余热回收水箱23,在峰电时间段与平电时间段,控制阀门28关闭,二次供暖系统只用热负荷供热,二次回水管20经过余热回收水箱23预热后,流回板式换热器14的二次管束16,因为余热回收水箱23安装在蓄热体与外保温装饰板24之间,吸收了蓄热体的部分余热,起到节能作用。
[0043]蓄热循环水路与低温风道11可以形成余热换热器12,该余热换热器12连接在低温风道11中间,采用气水换热方式,壳程通风,翅片管程通水,在换热风机10运转实现蓄热体放热时,低温风道11的180度至150度的低温热风使余热换热器12内管道水加热,在循环水栗22的作用下,水不断在余热换热器12和相变蓄热体之间流动,加热的循环水不断给相变蓄热装置13进行蓄热,蓄热温度应小于80度,以实现节能。余热换热器12与余热回收水箱分别设在电蓄热体的不同侧,以降低相互之间的干扰。
[0044]在谷时间段,换热风机10停止运转,电蓄热体停止放热,只进行蓄热,蓄热效果提高。同时打开电磁阀28转由相变蓄热装置13向供暖系统用户开始低温供热,以实现节能。
[0045]供电控制系统包括供电系统及电气控制回路,供电系统描述为电源由一次1千伏/ 二次900伏的降压变压器(即高压侧电压为10千伏、低压侧电压为0.9千伏的降压变压器)向蓄热体中电加热器供电,属于低压供电,连接电加热器的断路器和接触器采用工作电压为1140伏的元件。电气控制回路是由单片机与继电器控制电路及温度、压力、电量等各种电子传感器组成,可以实现蓄热供暖当地与远程自动化控制。可选地,控制阀门28可以为电磁阀门,以实现自动控制。
[0046]根据本实用新型实施例的900伏电蓄热能装置的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的,在此不再详细描述。
[0047]在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0048]在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0049] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种900伏电蓄热能装置,其特征在于,包括: 电蓄热体,所述电蓄热体具有蓄热腔、低温风道和高温风道,所述蓄热腔内设有蓄热体,所述蓄热体上设有电压为900伏的电加热器; 供暖放热换热器,所述供暖放热换热器设在所述低温风道和所述高温风道之间,所述蓄热腔、所述高温风道、所述供暖放热换热器和所述低温风道依次相连构成放热循环风路; 换热风机,所述换热风机设在所述放热循环风路上,以驱动风在所述放热循环风路内流动; 相变蓄热装置,所述相变蓄热装置包括换热水路、对所述换热水路加热的相变蓄热体以及对所述相变蓄热体加热的蓄热循环水路,所述蓄热循环水路的一部分伸入所述低温风道内以与风换热,所述换热水路上设有控制阀门,所述蓄热循环水路上设有循环水栗; 板式换热器,所述板式换热器设有一次管束和二次管束,所述一次管束的两端与所述供暖放热换热器相连形成换热循环水路,所述二次管束与所述换热水路并联设置在二次回水管和二次出水管之间; 供电控制系统,所述供电控制系统控制所述电加热器、所述换热风机、所述控制阀门以及所述循环水栗工作。
2.根据权利要求1所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,所述供暖放热换热器为两级气水换热器且包括: 碳钢管壳式换热器,所述碳钢管壳式换热器内限定有换热水腔,所述换热水腔内限定有风管,所述风管内限定有与所述高温风道连通的换热风道; 紫铜翅片管换热器,所述紫铜翅片换热器内限定有连通所述换热风道与所述低温风道的换热风腔,所述换热风腔内设有水管,所述水管内限定有与所述换热水腔连通的换热水道,所述一次管束的两端分别与所述换热水腔和换热水道连通。
3.根据权利要求1所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,所述蓄热体为镁铁蓄热砖。
4.根据权利要求3所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,所述镁铁蓄热砖包括多块,多块所述镁铁蓄热砖堆积形成为蓄热方体,所述蓄热方体内设有多个安装孔和多个通风孔,所述电加热器包括多个电加热丝,多个所述电加热丝插设在对应的所述安装孔内。
5.根据权利要求1所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,所述电蓄热体的蓄热壳体的外表面和内表面的至少一个上设有保温层。
6.根据权利要求1所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,所述电加热器包括多组电阻丝,每组电阻丝接成星型并接入工频交流三相900伏电压,每相电阻丝的接入电压为520伏。
7.根据权利要求1所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,还包括:余热回收水箱,所述余热回收水箱与所述电蓄热体的蓄热壳体接触,所述余热回收水箱设在所述二次回水管与所述二次管束的之间以及所述二次回水管与所述换热水路之间。
8.根据权利要求7所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,还包括:外保温装饰板,所述外保温装饰板包覆所述电蓄热体,所述余热回收水箱设在所述外保温装饰板与所述电蓄热体之间。
9.根据权利要求1所述的900伏电蓄热能装置,其特征在于,所述换热风机为变频风机。
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