CN206556110U - 一种蓄热供暖系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种蓄热供暖系统，其包括加热装置、蓄热装置、换热装置和加热介质输送装置；加热装置上设电加热结构的腔室；蓄热装置的箱体内设换热盘管，箱体内的换热盘管间填充有固态蓄热材料，换热盘管的进口通过管路连接加热装置中出口；换热装置为一间壁式换热器，其中的加热介质流道上设进口出口，进口连接蓄热装置的出口；加热介质输送装置包括一输送泵，其进口上连接一蓄热管路和与供热管路，蓄热管路连蓄热装置的出口，供热管路连换热装置上加热介质流道上的出口，输送泵的出口连加热装置的腔室上进口；在蓄热管路和供热管路上设置阀门。本蓄热供暖系统具有蓄热温度高，单位体积蓄热量大，蓄热设备体积小，寿命长的优点。

Description

一种蓄热供暖系统
技术领域
本实用新型属于蓄热供暖技术领域，提供一种蓄热供暖系统，主要用于空调供暖、热水、热蒸汽供应等。
背景技术
根据国家发布的权威资料，我国至2011年发电机组装机容量已达10.6亿KW，居世界第二位。2011年全国总发电量达4.8万亿kwh，居世界第一位。
但是，目前在我国电网运行中，峰谷交错的存在对电网的稳定性造成了很大的干扰，特别是“谷电”，更成了电网公司的“心病”。随着我国电力设施的不断发展建设，就全国而言，夜间“赋闲”的机组多达4亿千瓦，占总装机容量的近38%，可见目前“谷电”无法消纳这个问题的严重程度。为了移峰填谷，我国借鉴了国外的成功经验，电力行业按国家政策推行并完善了分时电价管理措施，高峰时段上网电价上浮，低谷时段上网电价下调，我国目前绝大多数城市和地区都实行了峰谷电差价政策，峰谷电差价大约在3:1—4:1左右。
利用低谷电移峰填谷对国家电网的平衡、对环保、对整个社会来讲，都是意义及其深远且经济和社会效益双收双赢的一件大好事。
目前现有技术中蓄热供暖技术主要有水蓄热和镁砖固体电蓄热两种，这两种蓄热系统各自都存在一些缺陷：
1.水蓄热的缺点是蓄热温度低，最高85℃左右，单位体积蓄热量小，蓄热设备体积大、占用空间、初投资大。
2.镁砖固体电蓄热的缺点是蓄热设备采用电热元件直接加热，低谷电时段高温加热，高峰电时段低温放热，电加热元件被高温、低温交替作用，老化速度快，寿命较短。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种蓄热温度高，单位体积蓄热量大，蓄热设备体积小，寿命长的蓄热供暖系统。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种蓄热供暖系统，包括加热装置、蓄热装置、换热装置和加热介质输送装置；
所述加热装置为其上设置电加热结构的腔室，该腔室上设置加热介质进口和加热介质出口；
所述蓄热装置包括一隔热的箱体，在该箱体内设置换热盘管，在该箱体内的换热盘管之间的空间内填充有固态蓄热材料，所述换热盘管设置加热介质进口和加热介质出口，该加热介质进口通过管路连接所述加热装置中的加热介质出口；
所述换热装置为一间壁式换热器，其中设置加热介质流道和供暖介质流道，所述加热介质流道上设置加热介质进口和加热介质出口，该加热介质进口通过管路连接所述蓄热装置上的加热介质出口；
所述加热介质输送装置包括一输送泵，该输送泵的进口上连接两根管路的一端，其中一根管路为蓄热管路，该蓄热管路的另一端连接所述蓄热装置的加热介质出口，其中另一根管路为供热管路，该供热管路的另一端连接所述换热装置上加热介质流道上的加热介质出口，该输送泵的出口通过管路连接所述加热装置的腔室上加热介质进口；在所述蓄热管路和所述供热管路上设置阀门。
进一步地，在所述蓄热装置的所述箱体中，优选地，所述箱体内空间的30-50%由换热盘管占据，其余空间填充固态蓄热材料。
进一步地，所述箱体中的所述换热盘管间距基本相等，使得所述换热盘管均布在所述箱体中。
进一步地，所述蓄热装置中，所述换热盘管的管径优选为20-30mm。
所述固态蓄热材料可以是粉末状材料，例如为铁矿石粉。
本蓄热供暖系统还包括一电控装置，用于控制所述加热装置的通断电，控制所述加热介质输送装置的启闭和转速，控制与本蓄热供暖系统连接的供暖介质的输送装置的启闭和转速。
进一步地，所述电控装置还包括控制装置，与该控制装置相应地，在所述蓄热装置上设置温度传感器，该温度传感器的信号输出端连接所述控制装置，使得当所述蓄热装置中的固态蓄热材料的温度达到设定的上限时，使得所述加热介质输送装置停止运行或减速运行，和/或调节所述加热装置上设置电加热结构的功率。
另外，还可以在所述换热装置上的所述供暖介质流道的出口设置温度传感器，使得当该温度传感器检测到的温度低于设定温度时，增大所述加热介质输送装置的转速，以增大加热介质的循环流量，或者开启所述加热装置上设置电加热结构；当检测到的温度达到设定温度时，减小加热介质输送装置的转速，或者关闭所述电加热结构。
本实用新型提供的蓄热供暖系统，蓄热温度高，可以达到320℃左右；单位体积蓄热量大，相比较之下，是水蓄热的5倍；蓄热设备体积小，寿命长，与镁砖固体电蓄热设备比起来，使用寿命延长很多，可达20年左右；本蓄热供暖系统利用峰谷电的电价差，转移高峰用电，可大大节省供暖运行费用。
下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型提供的蓄热供暖系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型提供的蓄热供暖系统的一个实施例，加热介质使用导热油，包括电控装置1、加热装置即导热油加热机组2、蓄热装置6、换热装置5和加热介质输送装置即导热油泵3。
导热油加热机组1为其上设置电加热结构的腔室，该腔室上设置导热油进口和导热油出口。
蓄热装置6包括一隔热的箱体，在该箱体内均布多组换热盘管61，各组换热盘管之间相互连接。在该箱体内的换热盘管6之间的空间内填充有固态蓄热材料，换热盘管设置导热油进口62和导热油出口63，该导热油进口62通过管路连接导热油加热机组2中的导热油出口21，在所述箱体中所述换热盘管61之间的空间填充蓄热物质。在本实施例中，蓄热物质为粉末状或颗粒状的铁矿石粉。在蓄热装置6的所述箱体中，所述箱体内空间的30-50%由换热盘管占据，其余空间填充固态蓄热材料。如果箱体中盘管布置的过少，在错峰谷电时间段中不能让蓄热介质升温达到所需要求。但是箱体内换热盘管所占体积也不能过大，否则会减少蓄热介质的填充量，导致蓄热量减少。在本实施例中，换热盘管占据箱体空间的40%。这样的设计，很容易在谷电的大约8-10个小时内将铁矿石粉蓄热材料的温度升高到320℃。另外，换热盘管的管径也是要有要求的，如果管径太细，导致换热面积变小。但是管径如果太粗，则会降低换热效率。优选换热盘管的管径为20-30mm。在本实施例中，换热盘管的管径为25.4mm。
换热装置5为一间壁式换热器，在本实施例中为板式换热器。其中设置导热油流道和供暖介质即热水流道，导热油流道上设置导热油进口51和导热油出口52，热水流道上设置热水进口53和热水出口54。该导热油进口51通过管路连接蓄热装置6上的导热油出口。
加热介质输送装置包括一导热油泵3，该导热油泵3的进口上连接两根管路的一端，其中一根管路为蓄热管路31，该蓄热管路31的另一端连接蓄热装置6的导热油出口63，其中另一根管路为供热管路32，该供热管路32的另一端连接换热装置5上导热油流道上的导热油出口52，该导热油泵的出口通过管路连接导热油加热机组2的腔室上导热油进口。
在所述蓄热管路31上设置电动阀门4，在所述供热管路32上设置电动阀门41。
电控装置1，用于控制加热装置的通断电，控制加热介质输送装置的启闭和转速，控制与本蓄热供暖系统连接的供暖介质的输送装置的启闭和转速。
本实用新型提供的蓄热供暖系统的工作分为两个阶段，蓄热阶段和放热阶段。
蓄热阶段：在夜间电价低谷时段，导热油加热机组1开启，同时开启蓄热管路31上的电动阀门4,关闭供暖管路上的电动阀门41。导热油泵将导热油输送到导热油加热机组1中，导热油被加热，高温导热油通过导热油泵驱动进入蓄热装置6，在箱体中的换热盘管61内流动，将蓄热装置6的箱体内换热盘管61外的固态无机矿物质例如铁矿石粉加热，换热后的低温导热油从蓄热管路31回到导热油加热机组1，再加热，再进入蓄热装置，如此循环运行，使得蓄热装置中的无机矿物质积蓄热量。
放热阶段：在白天电价高峰时段，导热油加热机组1停止通电加热，同时开启供暖管路上的电动阀门41，关闭蓄热管路31上的电动阀门4，开启导热油泵，低温导热油进入蓄热装置内的换热盘管中被加热，之后，高温导热油进入板式换热器一次侧，与板式换热器二次侧的供暖热水热交换，热交换后的低温导热油回到蓄热装置内，再加热，循环运行。放热循环中，导热油泵3与蓄热装置的导热油进口之间的管路可以是单独的管路，也可以如图1所示，借道通过导热油加热机组1而进入蓄热装置。如图1的结构可以使得本系统结构简单化。
同时，如果有异常低温的罕见气候，在放热阶段，蓄热装置中的蓄热量不能让供暖热水的温度达标的话，还可以临时将导热油加热机组开启，进行热量补充。
与前述特别情况相适应，与本蓄热供暖系统中的电控装置1相匹配，在换热装置5上的热水流道的出口设置温度传感器，其信号输出端与电控装置1中的控制装置连接，控制装置与导热油加热机组2上的电路开关相连接，在使得当该温度传感器检测到的温度低于设定温度时，导热油加热机组2上设置电加热结构工作，当检测到的温度达到设定温度时，电加热结构停止工作。
当该温度传感器检测到的温度低于设定温度时，也可以通过控制装置控制导热油泵的转速，增大所述加热介质输送装置的转速，增大加热介质的循环流量，当检测到的温度达到设定温度时，减小加热介质输送装置的转速。
另外，与所述电控装置的控制装置相应地，在所述蓄热装置上设置温度传感器，该温度传感器的信号输出端连接所述控制装置，使得当所述蓄热装置中的固态蓄热材料的温度达到设定的上限时，使得所述加热介质输送装置停止运行或减速运行，还可以调节所述加热装置上设置电加热结构的功率大小。

Claims (7)

1.一种蓄热供暖系统，其特征在于：包括加热装置、蓄热装置、换热装置和加热介质输送装置；
所述加热装置为其上设置电加热结构的腔室，该腔室上设置加热介质进口和加热介质出口；
所述蓄热装置包括一隔热的箱体，在该箱体内设置换热盘管，在该箱体内的换热盘管之间的空间内填充有固态蓄热材料，所述换热盘管设置加热介质进口和加热介质出口，该加热介质进口通过管路连接所述加热装置中的加热介质出口；
所述换热装置为一间壁式换热器，其中设置加热介质流道和供暖介质流道，所述加热介质流道上设置加热介质进口和加热介质出口，该加热介质进口通过管路连接所述蓄热装置上的加热介质出口；
所述加热介质输送装置包括一输送泵，该输送泵的进口上连接两根管路的一端，其中一根管路为蓄热管路，该蓄热管路的另一端连接所述蓄热装置的加热介质出口，其中另一根管路为供热管路，该供热管路的另一端连接所述换热装置上加热介质流道上的加热介质出口，该输送泵的出口通过管路连接所述加热装置的腔室上加热介质进口；在所述蓄热管路和所述供热管路上设置阀门。
2.根据权利要求1所述的蓄热供暖系统，其特征在于：在所述蓄热装置的所述箱体中，所述箱体内空间的30-50%由换热盘管占据，其余空间填充固态蓄热材料；和/或，
所述箱体中的所述换热盘管间距相等，使得所述换热盘管均布在所述箱体中。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热供暖系统，其特征在于：所述蓄热装置中，所述换热盘管的管径优选为20-30mm。
4.根据权利要求1所述的蓄热供暖系统，其特征在于：所述固态蓄热材料是粉末状材料。
5.根据权利要求4所述的蓄热供暖系统，其特征在于：所述固态蓄热材料为铁矿石粉。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的蓄热供暖系统，其特征在于：还包括一电控装置，用于控制所述加热装置的通断电，控制所述加热介质输送装置的启闭和转速，控制与本蓄热供暖系统连接的供暖介质的输送装置的启闭和转速。
7.根据权利要求6所述的蓄热供暖系统，其特征在于：所述电控装置还包括控制装置，与该控制装置相应地，在所述蓄热装置上设置温度传感器，该温度传感器的信号输出端连接所述控制装置，使得当所述蓄热装置中的固态蓄热材料的温度达到设定的上限时，使得所述加热介质输送装置停止运行或减速运行，和/或调节所述加热装置上设置电加热结构的功率；和/或，
在所述换热装置上的所述供暖介质流道的出口设置温度传感器，使得当该温度传感器检测到的温度低于设定温度时，增大所述加热介质输送装置的转速，以增大加热介质的循环流量，或者开启所述加热装置上设置电加热结构；当检测到的温度达到设定温度时，减小加热介质输送装置的转速，或者关闭所述电加热结构。
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