CN215929721U - 智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，属于家用电器技术领域。该装置包括：箱体，所述箱体为半封闭长方体；以及集成在所述箱体内的风扇、智能控制装置和多个蓄热单元；所述智能控制装置与多个蓄热单元和风扇电性连接，用于控制与外部设备通电；所述多个所述蓄热单元并排分布在所述箱体内；以及箱体盖板，所述箱体盖板固定在箱体开放的一侧。该装置将相变蓄热技术与分布式光伏发电技术同时应用于电采暖装置中，配合自动控制系统实现系统根据太阳能辐射的情况下智能储存太阳能光伏产生的电能，并根据用户电采暖负荷需求智能切换和使用市政供电；操作简单，实用性强。

Description

智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，具体涉及智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置。

背景技术

我国大部分地区冬季均有采暖需求，而分散式供暖则是主要的供暖方式。电暖气具有电暖器结构简单，灵活性强，设备造价及运行费用较低的特点，是很多地区供暖的最佳选择。

与全世界相比，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在以上，年日照时数超过2000h，具有太阳能的良好条件，因此太阳能光伏发电技术是电采暖设备电能来源的最佳途径；同时，相变蓄热技术具有蓄热密度大、蓄放热稳定、安全性高等优点，非常利用在适合家用蓄热装置中。相变蓄热技术可以利用电低谷时期的电量为蓄热装置进行蓄热，在用电高峰时期利用储存的热量，从而实现电网的削峰填谷。

随着GB/T 51350-2019《近零能耗建筑技术标准》的发布和实施，以及在第75届联合国大会上提出双碳目标，标志着建筑节能在我国已经迈向超低能耗及零能耗时代，对建筑清洁供热领域提出了新的要求。传统的具有蓄热功能的电暖器多依靠显热蓄热来实现，其温度下降速度快，放热功率不稳定，室内热舒适性较低，且严重涉及能量高品低用的问题，不再符合现代建筑的供热理念。

实用新型内容

该实用新型的目的是通过提出一种智能化的交直流一体的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，将相变蓄热技术与分布式光伏发电技术同时应用与电采暖装置中，配合自动控制系统实现系统智能的在太阳能充足的情况下储存太阳能光伏产出的电能为电采暖设备提供电能；在太阳能光伏系统中蓄电池蓄电量不足的情况下，利用低谷价位市电给电采暖设备提供电能，放热的同时在蓄热单元中储存足够的热能在市电价位恢复时利用。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，包括：

箱体，所述箱体为半封闭长方体；以及集成在所述箱体内的风扇、智能控制装置和多个蓄热单元；

所述智能控制装置与多个蓄热单元和风扇电性连接，用于控制与外部设备通电；

所述多个所述蓄热单元并排分布在所述箱体内；以及箱体盖板，所述箱体盖板固定在箱体开放的一侧。

进一步的，该装置还包括：孔板、防漏槽、电缆保护罩和轮子，所述孔板固定在所述蓄热单元下方，所述孔板表面装有卡扣，所述卡扣与蓄热单元底部配合使用，用于灵活拆卸或固定所述蓄热单元；

所述孔板下方设有防漏槽，用于防止所述蓄热单元的蓄热材料泄露；

所述电缆保护罩设于所述蓄热单元上方，且套置在加热电缆外侧，用于保护加热电缆；

所述轮子设于所述箱体四角处，用以移动该装置。

进一步的，每个蓄热单元包括：加热芯体，所述加热芯体外侧包裹有蓄热材料，所述蓄热材料外部环有电热膜，所述电热膜外部环有不锈钢外壳，且所述不锈钢外壳为圆柱体，所述不锈钢外壳上下底面分别固定有盖体；

所述蓄热单元上部盖体中部开有小孔，用于通过加热电缆。

进一步的，所述智能控制装置包括智能控制器和市光多源互补系统，所述智能控制器为PLC控制器；

所述智能控制装置四周布置有隔热层。

进一步的，所述市光多源互补系统包括：气温收集单元、人体检测单元、操作单元、市电控制单元、市电供电单元、光伏控制单元、光伏供电单元、蓄热控制单元、蓄热检测单元、室内温湿度检测单元和蓄放热单元；

所述气温收集单元、人体检测单元和操作单元与所述智能控制器电性连接；所述智能控制器分别与市电控制单元和光伏控制单元电性连接，所述市电控制单元分别与市电供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述光伏控制单元分别与光伏供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述蓄热控制单元分别与室内温湿度检测单元、蓄热检测单元、蓄放热单元和风扇单元电性连接。

进一步的，所述风扇位于所述多个蓄热单元上方，用以驱动热空气流动，已达到升温的效果。

进一步的，所述箱体盖板上包括：进风口和出风口，所述进风口位于所述箱体盖板底部，所述出风口位于所述箱体盖板上部。

本实用新型的有益效果

1、本实用新型提供的相变式电暖装置及其光伏发电与低谷价位市电进行互补的运行模式，充分结合分布式光伏发电系统、相变储能技术及我国气候特点。在太阳能充足的情况下储存太阳能光伏产出的电能并给对电采暖设备提供电能；在太阳能光伏系统中蓄电池蓄电量不足的情况下，利用低谷价位市电给电采暖设备提供电能。这种交直流一体的光电互补型蓄能式电暖气相比于现有电暖气，在合理地利用清洁能用的同时，有效地实现了电网的削峰填谷，且交直流一体的特性保证了其运行的可靠性。

2、本实用新型提供的相变式电暖装置，采用电加热丝和电加热膜对相变材料进行加热，加热温度控制在130℃左右，将相变材料封装在数个小单元内，有效避免了复合相变材料中膨胀石墨造成的局部过热问题。且该设备带有自动检测相变材料泄露系统，避免了在相变材料泄露的情况下设备继续运行的情况，与传统电暖气相比极大地提高了使用的安全性。

3、本实用新型提供的相变式电暖装置，采用模块式蓄放热结构，拥有独立调温独立控制的优点，与传统电暖气相比，可以根据人员活动习惯进行区域化供热调节，更加合理地利用能源，提高了设备的节能性。

4、本实用新型提供的相变式电暖装置，带有自然对流模式和强制对流模式两种加热模式，根据室内温度灵活改变加热方案，与传统电暖气相比有效地在保证节能性的前提下加快了室内升温速度。

附图说明

图1为本实用新型提供的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的蓄热单元的结构示意图；

图3为本实用新型提供的光伏发电与市电进行互补的运行模式的系统示意图；

图4为本实用新型提供的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置群组的系统示意图；

图5为本实用新型提供的市光多源互补系统连接原理框图；

图中，

1、箱体；2、蓄热单元；3、箱体盖板；4、智能控制装置；5、孔板；6、防漏槽；7、电缆保护罩；8、风扇；9、轮子；10、电暖气；11、太阳能光伏板；12、太阳能发电系统控制器；13、蓄电池；14、市电；15、电暖气组；

201、加热芯体；202、蓄热材料；203、电热膜；204、不锈钢外壳；205、盖体；

301、进风口；302、出风口。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1-图5，本实用新型提供了一种智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，具体内容如下：

一种智能化的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，包括：

箱体1，所述箱体1为半封闭长方体；以及集成在所述箱体1内的风扇8、智能控制装置4和多个蓄热单元2；所述智能控制装置4与多个蓄热单元2和风扇8电性连接，用于控制与外部设备通电；所述多个所述蓄热单元2并排分布在所述箱体1内；进一步的，每个蓄热单元2包括：加热芯体201，所述加热芯体201外侧包裹有蓄热材料202，所述蓄热材料202外部环有电热膜203，所述电热膜203外部环有不锈钢外壳204，且所述不锈钢外壳204为圆柱体，所述不锈钢外壳204上下底面分别固定有盖体205；所述蓄热单元2上部盖体205中部开有小孔，用于通过加热电缆。

进一步的，所述风扇8固定在箱体1内并位于蓄热单元2上方，用以驱动热空气流动，已达到升温的效果。以及

箱体盖板3，所述箱体盖板3固定在箱体1开放的一侧，具体的，其四角通过螺钉与箱体1固定；

进一步的，所述箱体盖板3上包括：进风口301和出风口302，所述进风口301位于所述箱体盖板3底部，所述出风口302位于所述箱体盖板3上部；具体的，由进风口301吸入的空气在被蓄热单元2加热后，利用加热后空气自身密度差形成的烟囱效应在多个圆柱形蓄热单元2之间的缝隙中流动，完成加热的空气由出风口302排出为房间供暖。

进一步的，所述智能控制装置4包括智能控制器和一种市光多源互补系统，所述智能控制器为PLC控制器；

所述智能控制装置4四周布置有隔热层。

进一步的，该装置还包括：孔板5、防漏槽6、电缆保护罩7和轮子9，所述孔板5固定在所述蓄热单元2下方，所述孔板5表面装有卡扣，所述与卡扣与蓄热单元2底部盖体205配合使用，用以灵活拆卸或固定所述蓄热单元2；

所述孔板5下方设有防漏槽6，用以防止所述蓄热材料202泄露；

所述电缆保护罩7设于所述蓄热单元2上方，且套置在加热电缆外侧，用于保护加热电缆；

所述轮子9设于所述箱体1四角处，用以移动该装置。

进一步的，所述一种市光多源互补系统，该系统包括：气温收集单元、人体检测单元、操作单元、市电控制单元、市电供电单元、光伏控制单元、光伏供电单元、蓄热控制单元、蓄热检测单元、室内温湿度检测单元和蓄放热单元；

其中，所述气温收集单元、人体检测单元和操作单元与所述智能控制器电性连接；所述气温收集单元可以为古野公司型号为FAX-30的黑盒子FAXCIMILE天气接收器，所述人体检测单元可以为炜盛科技型号为WA101的人体热释红外线感应控制器，所述操作单元可以为西门子公司型号为KTP1000触摸屏精简面板触摸屏；所述智能控制器可以为西门子公司型号为PLC LOGO！8的智能逻辑控制器；

所述智能控制器分别与市电控制单元和光伏控制单元电性连接，所述市电控制单元分别与市电供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述光伏控制单元分别与光伏供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述蓄热控制单元分别与室内温湿度检测单元、蓄热检测单元、蓄放热单元和风扇8单元电性连接；所述室内温湿度检测单元可以为西门子公司型号为QFA3171D的温湿度传感器；所述蓄热检测单元可以为恩莱公司型号为KRMK铠装K型热电阻温度传感器；

其中，所述操作单元用以人工对该装置进行操作调控；所述蓄热检测单元设置在防漏槽6内，用以检测相变材料是否泄露，若是，立即自动切断电暖气的电源，并发出警报。

在使用过程中，该装置分为单个房间使用系统和整层或整楼使用系统；图3表示单个房间使用系统连接图，包括依次电性连接的太阳能光伏板11、太阳能发电系统控制器12和蓄电池13，还包括与所述太阳能发电系统控制器12电性连接的电暖气10、以及电性连接在二者中间的市电14；

图4表示整层或整楼使用系统连接图，包括依次电性连接的太阳能光伏板11、太阳能发电系统控制器12和蓄电池13，还包括与所述太阳能发电系统控制器12电性连接的电暖气组16、以及电性连接在二者中间的市电14；

其中，所述蓄电池可以为TAICO公司型号为24V36AH的磷酸铁锂电池；所述太阳能光伏板可以为阿特斯公司型号为BiHiKu5的高功率双面双核PERC电池组件；所述太阳能光伏板至少为一个，多个时可通过串联或并联以及串并联相结合的方式排列连接。

Claims (7)

1.智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，包括：

箱体(1)，所述箱体(1)为半封闭长方体；以及集成在所述箱体(1)内的风扇(8)、智能控制装置(4)和多个蓄热单元(2)；

所述智能控制装置(4)与多个蓄热单元(2)和风扇(8)电性连接，用于控制与外部设备通电；

所述多个所述蓄热单元(2)并排分布在所述箱体(1)内；以及箱体盖板(3)，所述箱体盖板(3)固定在箱体(1)开放的一侧。

2.根据权利要求1所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，该装置还包括：孔板(5)、防漏槽(6)、电缆保护罩(7)和轮子(9)，所述孔板(5)固定在所述蓄热单元(2)下方，所述孔板(5)表面装有卡扣，所述卡扣与蓄热单元(2)底部配合使用，用于灵活拆卸或固定所述蓄热单元(2)；

所述孔板(5)下方设有防漏槽(6)，用于防止所述蓄热单元(2)的蓄热材料(202)泄露；

所述电缆保护罩(7)设于所述蓄热单元(2)上方，且套置在加热电缆外侧，用于保护加热电缆；

所述轮子(9)设于所述箱体(1)四角处，用以移动该装置。

3.根据权利要求2中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，每个蓄热单元(2)包括：加热芯体(201)，所述加热芯体(201)外侧包裹有蓄热材料(202)，所述蓄热材料(202)外部环有电热膜(203)，所述电热膜(203)外部环有不锈钢外壳(204)，且所述不锈钢外壳(204)为圆柱体，所述不锈钢外壳(204)上下底面分别固定有盖体(205)；

所述蓄热单元(2)上部盖体(205)中部开有小孔，用于通过加热电缆。

4.根据权利要求3中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述智能控制装置(4)包括智能控制器和市光多源互补系统，所述智能控制器为PLC控制器；

所述智能控制装置(4)四周布置有隔热层。

5.根据权利要求4所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述市光多源互补系统包括：气温收集单元、人体检测单元、操作单元、市电控制单元、市电供电单元、光伏控制单元、光伏供电单元、蓄热控制单元、蓄热检测单元、室内温湿度检测单元和蓄放热单元；

所述气温收集单元、人体检测单元和操作单元与所述智能控制器电性连接；所述智能控制器分别与市电控制单元和光伏控制单元电性连接，所述市电控制单元分别与市电供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述光伏控制单元分别与光伏供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述蓄热控制单元分别与室内温湿度检测单元、蓄热检测单元、蓄放热单元和风扇(8)单元电性连接。

6.根据权利要求5中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述风扇(8)位于所述多个蓄热单元(2)上方，用以驱动热空气流动，已达到升温的效果。

7.根据权利要求6中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述箱体盖板(3)上包括：进风口(301)和出风口(302)，所述进风口(301)位于所述箱体盖板(3)底部，所述出风口(302)位于所述箱体盖板(3)上部。

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