CN211903306U - 低谷电固体蓄热供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低谷电固体蓄热供暖系统，包括控制器、蓄热锅炉和板式换热器，控制器控制蓄热锅炉蓄热和放热；所述蓄热锅炉包括外部保温壳体，保温壳体内中部设置有相匹配的蓄热砖和电加热丝，蓄热砖外围设有十字交叉风道，所述风道与电加热丝呈垂直交叉布置，电加热丝和风道单独布置放热温度均匀稳定，换热效率提高10‑15%左右。蓄热砖下部的风道中设置有铜管翅片换热器，换热器采用铜管加翅片方式，比传统固体蓄热锅炉系统中换热器为壳管式换热器，换热效率高，承压能力高，耐磨损，使用寿命长。铜管翅片换热器的出水口和回水口分别对应地与蓄热锅炉外部的板式换热器的进水口和出水口连通。

Description

低谷电固体蓄热供暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种电能储蓄技术，尤其是一种低谷电固体蓄热供暖系统。

背景技术

大范围持续雾霾天气，主要的原因燃煤锅炉和汽车尾气的排放。中国工业结构趋重，工业能耗、用电量、高耗能产品产量均同比上升，如果在稳增长过程中放松节能减排要求，势必会造成能源消费大幅增长，要实现全年单位GDP能耗下降3.7%以上，二氧化硫、化学需氧量、氨氮、氮氧化物排放总量下降2%、2%、2.5%、3%的目标，形势依然严峻，任务十分艰巨。在持续的雾霾天气中，民众的健康问题也备受各方关注。目前的集中供暖仍然采用燃煤锅炉方式产生热源，燃煤锅炉的颗粒排放物是雾霾形成的重要来源。

目前全国低谷电利用率很低，严重影响国家电网的效益，而且对电网的平衡也造成影响，多余的电白白浪费掉，我国发电主要还是燃煤，浪费掉的电等于对环境造成污染。

现有的低谷电固体蓄热供暖系统放热相对不够充分，会在放热结束后蓄热体还有200~250度余热不能被快速的释放放出，转换效率相对偏低。蓄热体在保持200~250度基础温度进入下一次蓄热，蓄热体有效蓄热放热温度为250度至800度，放热温差550度。造成能源浪费，以及影响电热丝和蓄热体的使用寿命。

中国专利CN 107167013 B公开了一种蓄能换热装置，包括蓄能堆、换热器、加热管和风机；蓄能堆的周围设有保温层A，蓄能堆和保温层A之间留有的间隙作为风道，同时蓄能堆内设有通风凹槽；风机和换热器之间通过管道相连，风机的另一端通过管道接入风道A中，换热器的另一端通过管道接入风道B中，其中，风道A与风道B是指蓄能堆中相对的两端与保温层A之间形成的风道；电加热管穿设在蓄能堆中用于加热蓄能堆，气流在风机带动下通过风道A进入蓄能堆，蓄能堆将气流加热。该专利的加热管、蓄能砖水平出风，传统电热丝与风向同向而且在同一风道导致进风口与出风口处放热温度不均匀。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种低谷电固体蓄热供暖系统，其构造简单，操作方便，热交换率高，使用寿命长。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种低谷电固体蓄热供暖系统，包括控制器、蓄热锅炉和板式换热器，控制器控制蓄热锅炉蓄热和放热；所述蓄热锅炉包括外部保温壳体，保温壳体内中部设置有相匹配的蓄热砖和电加热丝，蓄热砖外围设有十字交叉风道，所述风道与电加热丝呈垂直交叉布置，风道采用十字交叉风道，电热丝与风向垂直交叉布置，传统电热丝与风向同向而且在同一风道导致进风口与出风口处放热温度不均匀，放热过程中不利于砖体内部热量置换。蓄热砖下部的风道中设置有铜管翅片换热器，换热器采用铜管加翅片方式，比传统固体蓄热锅炉系统中换热器为壳管式换热器，换热效率高，承压能力高，耐磨损，使用寿命长。铜管翅片换热器的出水口和回水口分别对应地与蓄热锅炉外部的板式换热器的进水口和出水口连通。

所述蓄热锅炉上还设置有出风口与铜管翅片换热器相对应的高温变频风机。

所述控制器分别控制高温变频风机和电加热丝。

所述电加热丝和所述风道分开单独布置，放热温度均匀稳定，换热效率提高10-15%左右。

所述铜管翅片换热器的出水口和板式换热器的进水口连通管路上设置有热循环水泵。

所述板式换热器与末端连通。

所述控制器为PLC控制器。

所述保温壳体采用玻璃棉绝热保温材料。

所述电加热丝为铁铬铝合金电热丝。

所述蓄热砖为镁质蓄热砖。

本实用新型中的PLC控制器为现有技术，其采用的控制系统是本领域现有技术；铜管翅片换热器与中国专利CN203364415U 公开的新型铜管翅片换热器的机械构造相同，在此不再赘述。

本实用新型应用时，依据当地低谷电用电时间设定PLC控制柜，由PLC控制柜铁铬铝合金电热丝对蓄热锅炉的蓄热及放热灵活控制。系统运行时，热水循环水泵及末端启动经铜管加翅片式换热器带动固体蓄热供暖系统运行，蓄热锅炉内，高温风机带动循环风经过十字交叉风道将蓄热锅炉所带热量经铜管加翅片式换热器由系统循环水将热量带走。

本实用新型采用盘管加翅片方式，传热管束是用直径较小的紫铜管穿上铝翅片，排成2至8排制成管束。冷热水在管内为蛇形往复流动，热空气在管外翅片间穿行，增加换热面积及换热效果。

本实用新型的十字交叉风道，在其蓄能堆处蓄热砖连接处增加孔洞并添加垂直风口，其一增加热交换面积20%-30%、其二电加热丝和风道单独布置放热温度均匀稳定，换热效率提高10-15%左右。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提出的低谷电固体蓄热供暖系统换热充分，由于高温变频风机和十字交叉风道的设置，余温只有100~150度，同样的蓄热量蓄热体温度只需要达到650~700度，比传统低谷电固体蓄热供暖系统降低100度，蓄热温度的降低会较大幅度的提高电热丝和蓄热体的使用寿命。根据以往经验对比，维护系统运行费用传统蓄热锅炉约为 16.2 万 元/年，本实用新型约为 7.6 万/年，平均每年可减少 8.6 万元的运行费用。另外一般系统运行 3 年后需增大维护保养，传统蓄热锅炉年平均维修费用约为 21 万元，本实用新型年维修费用10.2 万元，每年维护成本可降低 10.8 万元。综合评比本实用新型与传统蓄热锅炉，其运营成本平均每2年可降低 19.4 万元。

附图说明

图1是本实用新型的控制器和蓄热锅炉构造示意图；

图2是蓄热锅炉和板式换热器原理图；

其中，1. PLC控制柜，2.保温壳体（绝热保护层），3.十字交叉风道，4.镁质蓄热砖，5.铁铬铝合金电加热丝，6.铜管翅片换热器，7.热水出水口，8.回水口，9.高温变频风机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1、图2所示，低谷电固体蓄热供暖系统，包括PLC控制器1、蓄热锅炉和板式换热器，PLC控制器1控制蓄热锅炉蓄热和放热。蓄热锅炉包括体采用玻璃棉绝热保温材料的外部保温壳体2，保温壳体2内中部设置有相匹配的镁质蓄热砖4和铁铬铝合金电加热丝5，蓄热砖4外围设有十字交叉风道3，所述风道3与电加热丝5呈垂直交叉布置。传统电加热丝与风向同向而且在同一风道导致进风口与出风口处放热温度不均匀，放热过程中不利于砖体内部热量置换。风道采用十字交叉风道，电加热丝5与风向垂直交叉布置，电加热丝5和风道单独布置放热温度均匀稳定，换热效率提高10-15%左右。

蓄热砖4下部的风道中设置有铜管翅片换热器6，换热器采用铜管加翅片方式，比传统固体蓄热锅炉系统中换热器为壳管式换热器，换热效率高，承压能力高，耐磨损，使用寿命长。铜管翅片换热器6的热水出水口7和回水口8分别对应地与蓄热锅炉外部的板式换热器的进水口和出水口连通。蓄热锅炉上还设置有出风口与铜管翅片换热器6相对应的高温变频风机9。PLC控制器1分别控制高温变频风机9和电加热丝5。

铜管翅片换热器6的热水出水口7和板式换热器的进水口连通管路上设置有热循环水泵。板式换热器与末端连通。

应用时，依据当地低谷电用电时间设定PLC控制柜，由PLC控制柜铁铬铝合金电热丝对蓄热锅炉的蓄热及放热灵活控制。系统运行时，热水循环水泵及末端启动经铜管加翅片式换热器带动固体蓄热供暖系统运行，蓄热锅炉内，高温风机带动循环风经过十字交叉风道将蓄热锅炉所带热量经铜管加翅片式换热器由系统循环水将热量带走。

系统工作原理为：蓄热锅炉根据PLC控制柜的指示信号进行蓄热过程与放热过程。蓄热过程：玻璃棉绝热保温层内由铁铬铝合金电热丝加镁质蓄热砖。蓄热和加热基本是同步进行，电能不断的转换为热能，热能不断的储存到蓄热池，直至达到设定的温度，加热和蓄热完成。放热过程：当负载需要热量供给时，控制柜控制按设定的温度和供热量自动放热，由高温变频风机经十字交叉风道通过铜管加翅片式换热器对热水回水进行热交换，由热水循环水泵将热水供水提供至板式换热器与末端进行换热。当蓄热锅炉内蓄热温度低于设定温度，放热完成。加热、蓄热、放热这三个过程称为一个蓄热周期，都是通过控制柜控制完成。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，包括控制器、蓄热锅炉和板式换热器，控制器控制蓄热锅炉蓄热和放热；所述蓄热锅炉包括外部保温壳体，保温壳体内中部设置有相匹配的蓄热砖和电加热丝，蓄热砖外围设有十字交叉风道，所述风道与电加热丝呈垂直交叉布置，蓄热砖下部的风道中设置有铜管翅片换热器，铜管翅片换热器的出水口和回水口分别对应地与蓄热锅炉外部的板式换热器的进水口和出水口连通。

2.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述蓄热锅炉上还设置有出风口与铜管翅片换热器相对应的高温变频风机。

3.如权利要求2所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述控制器分别控制高温变频风机和电加热丝。

4.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述铜管翅片换热器的出水口和板式换热器的进水口连通管路上设置有热循环水泵。

5.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述电加热丝和所述风道分开单独布置。

6.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述板式换热器与末端连通。

7.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述控制器为PLC控制器。

8.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述保温壳体采用玻璃棉绝热保温材料。

9.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述电加热丝为铁铬铝合金电热丝。

10.如权利要求1所述的低谷电固体蓄热供暖系统，其特征是，所述蓄热砖为镁质蓄热砖。

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