基于混合显热固体材料蓄热的自供热机组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于混合显热固体材料蓄热的自供热机组，机组为上下结构蓄热机组，包括蓄热装置、控制柜、换热器（7）、循环风机（4）和循环泵（8）。蓄热装置下面有换热器（7）、循环泵（8）和循环风机（4）；装置内设置有蓄热体，蓄热体具有贯穿整个蓄热体的热风通道；在蓄热装置底部设置有进风口和出风口；装置下方设置有与进风口连通的低温风道‑3和与出风口连通的高温风道（6），蓄热装置通过低温风道连接变频循环风机，通过高温风道连接换热装置，通过循环泵连接至末端用热设备现成水循环系统，且换热装置与循环风机连接，循环风机和循环泵连接控制柜。其优点：蓄热、储能密度高；个性化控温，自动化程度高；系统热效率高，运行安全，改造成本低。

【技术实现步骤摘要】
基于混合显热固体材料蓄热的自供热机组
本专利技术涉及一种基于混合显热固体材料蓄热的户用单体中小型自供热机组及其控制方法，属于可再生能源，环保节能，供热领域。
技术介绍
在社会经济飞速发展的今天，人们的生活越来越好，但是在发展的同时，我们资源约束趋紧，环境污染严重，各类环境问题严重影响人们健康和生活，人们对于清新的空气，干净的饮水，优美的环境的希望越来越强烈。为了一个好的环境，如今人们更多的致力于新能源的研究与应用，来减少煤，石油等对环境的破坏，越来越多的新产品出现。现在冬季的取暖大部分都是依靠烧煤来提供暖气的，这对环境是严重的负担。
技术实现思路
专利技术目的：专利技术提供一种基于混合显热固体材料蓄热的户用单体中小型自供热机组及其控制方法。技术方案：专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种基于混合显热固体材料蓄热的户用单体中小型自供热机组及其控制方法，其利用低谷电来进行蓄热，在需要时放热，以解决供热问题，本专利技术适用于300-5000平方米之下的自供热区域。本专利技术由蓄热结构体、循环系统、控制系统三部分组成。细分起来由蓄热装置、控制柜、换热器、循环风机和水循环系统等组成。本专利专利技术为上下结构蓄热机组，蓄热装置放置在金属架上，下面布置有换热器-7，循环泵-8，循环风机-4。图1补充留有间隙的蓄热体-2，空气流-1，气体通道-5。机组控制系统主要包括数据采集系统、保护系统、执行系统三部分。系统控制过程分为：热量储存、热量控制、热量释放、热量输送四个过程。将加热元件多点分布预埋在蓄热体中，待加热元件启动后将产生的热量存储于蓄热体中；在蓄热体中储存的高温热能通过循环风机，根据设定的温度需求，通过风道循环向外释放,风机由无级变频调速电机驱动；通过气水换热器，实现循环风与负载循环水的热交换，由负载水泵进行流量调节，将热水提供至末端设备中（比如风机盘管、暖气片或生活热水）。本专利技术采用先进的混合高温蓄热材料和智能分时段的蓄热、放热过程控制，提供高效、节能的供热运行模式。本专利技术的具体优点如下：1)本专利技术的选用的蓄热材料性能优良，可实现高达500kWh/m3的蓄热密度。高密度蓄热材料为高密度氧化镁和氮化硅的混合显热材料，风道内循环采用全不锈钢结构，高效螺旋式管壳换热器采用不锈钢材料，蓄热结构体采取紧凑式“凹”式结构，整体性能稳定，具有耐高温、结实耐用、寿命长特点。2)高储能密度，按需取热，个性化控温，系统热效率高，占地面积小。紧凑式蓄热体结构，储能密度高，体积为常压储水箱锅炉的1/10；加热元件表面负荷高，辐射传热效率高；保温材料为高科技纳米技术，热散失率低；个性化控温方式按需取热，系统总热效率达95%以上。3)安装便捷，运行安全，对锅炉房适应性高，改造成本低。产品模块式安装，现场施工方便。可根据锅炉房特殊要求尺寸进行设计和布局，不改动原有锅炉房接口方式进行。运行安全，无排放、噪声、无易燃易爆危险。4)自动化程度高，设备联网运行，后台大数据集中优化控制，智能运维。产品利用夜间廉价电力，通过加热元件升温蓄热材料，自动储存热量，白天循环交互释放热量。可与电直热锅炉联合运行，数据通过网络远端存储、智能预测和诊断。通过后台大数据分析，故障诊断并评估能耗利用水平。通过网络平台进行运维信息的发送。提升服务价值和运维水平。）燃煤替代，减少雾霾，促进可再生能源消纳，稳定电网。固体电蓄热装置将夜间利用较少的电能转化为热能的形式储存起来，在白天用电高峰期间来进行放热采暖，替代原有直热锅炉，将有效地减少有害气体排放，缓解雾霾。并有效提高谷电消纳，缓解电网负荷，使电网电力资源得到优化配置，对电网稳定经济运行起到重大作用。附图说明：图1：蓄热体结构图；图2：供热机组本地控制系统组成及互联网构架方式；图3：运行主程序控制框图；图4：放热控制框图；图5:蓄热控制框图。具体实施方式：如图1所示，本专利技术提供一种基于混合显热固体材料蓄热的户用单体中小型自供热机组，该自供热机组为上下结构蓄热机组，包括蓄热装置、控制柜、换热器、循环风机和循环泵；蓄热装置放置在金属架上，蓄热装置下面布置有换热器-7、循环泵-8和循环风机-4，蓄热装置内设置有蓄热体，蓄热体具有贯穿整个蓄热体的通道，作为热风通道，另外放置加热丝和温度传感器，在蓄热装置底部设置有进风口和出风口；在蓄热装置的下方，设置有与进风口连通的低温风道-3和与出风口连通的高温风道-6，蓄热装置通过低温风道连接变频循环风机，蓄热装置通过高温风道-6连接换热装置，换热装置通过循环泵-8连接至末端用热设备现成水循环系统，换热装置还与循环风机连接，循环风机和循环泵连接控制柜。换热器-7为气水换热器，气水换热器的气的部分与高温风道及变频循环风机连接，气水换热器的水的部分通过循环泵连接至末端用热设备。蓄热装置外部有绝缘外壳。蓄热体由高密度蓄热材料构成，该高密度蓄热材料为高密度氧化镁和氮化硅的混合显热材料，风道内循环采用全不锈钢结构，蓄热体的外壳采用高效螺旋式管壳，该高效螺旋式管壳换热器采用不锈钢材料，蓄热结构体采取紧凑式“凹”式结构。下面对本专利技术做具体说明：一、机械部分（含蓄热结构体和循环系统）蓄热结构体包括：内部蓄热体、蓄热体下底保温、外层依次有内保护层和外保护层，蓄热体具有贯穿整个蓄热体的通道，作为热风通道，另外放置加热丝和温度传感器，在底部设置有进风口和出风口。在蓄热装置的下方，设置有低温风道和高温风道，在外部有绝缘外壳，蓄热装置通过低温风道连接变频风机，由变频风机驱动低温风流入蓄热体内，通过高温风道连接换热器。如图1所示。蓄热材料采用混合显热蓄热材料。其有较高的导热系数和比热容，而热膨胀系数很小，抗热震性优良。加热后将热源的热量迅速传递到蓄热体的各处，储存的热量多。二、电气控制部分（含本地控制系统和上层数据云端）本地控制系统主要包括数据采集系统、保护系统、执行系统三部分。系统控制过程分为：热量储存、热量控制、热量释放、热量输送四个过程。将加热元件多点分布预埋在蓄热体中，待加热元件启动后将产生的热量存储于蓄热体中；在蓄热体中储存的高温热能通过循环风机，根据设定的温度需求，通过风道循环向外释放,风机由无级变频调速电机驱动；通过气水换热器，实现循环风与负载循环水的热交换，由负载水泵进行流量调节，将热水提供至末端设备中（比如风机盘管、暖气片或生活热水）。如图2所示。系统CPU采用32位ARM微处理器并行处理技术，采用实时RTOS操作系统，显示单元采用组态屏，数据上层传输采用GPRS/WIFI方式通过公网传输到云端。方便实现蓄热机组、直热机组或其他燃气供能设备的分布式级联协调控制，高效率满足终端用户供暖需求。基于供热水温或油温回差、回水温度、出水温度三种模式进行供暖目标温度闭环控制，根据客户选择或者外界温度评估热耗量进行目标温度设定，实现按需取热。如图3所示。上层数据云端，又称为“分布式互联网+智慧供暖能源管理系统”，是供暖互联网管理系统的核心组成部分，采集设备层能源消耗数据，环境参数数据、设备运行参数、经济性指标信息等各种数据信息，提供基于管理需求的数据处理、计算分析、图表展示、安全预警和智能控制，通过良好的人机交互界面提供给各级管理人员使用。基于最小二乘法递推参数估计的PID自校正放热过程变频风机转速控制。系统放热过程可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混合显热固体材料蓄热的自供热机组，其特征在于：该自供热机组为上下结构蓄热机组，包括蓄热装置、控制柜、换热器(7)、循环风机(4)和循环泵(8)；蓄热装置放置在金属架上，蓄热装置下面布置有换热器(7)、循环泵(8)和循环风机(4)，蓄热装置内设置有蓄热体，蓄热体具有贯穿整个蓄热体的通道，作为热风通道，在蓄热装置底部设置有进风口和出风口；在蓄热装置的下方，设置有与进风口连通的低温风道(3)和与出风口连通的高温风道(6)，蓄热装置通过低温风道(3)连接变频循环风机(4)，蓄热装置通过高温风道(6)连接换热装置，换热装置通过循环泵(8)连接至末端用热设备现成水循环系统，换热装置还与循环风机连接，循环风机(4)和循环泵(8)连接控制柜。

【技术特征摘要】
1.一种基于混合显热固体材料蓄热的自供热机组，其特征在于：该自供热机组为上下结构蓄热机组，包括蓄热装置、控制柜、换热器(7)、循环风机(4)和循环泵(8)；蓄热装置放置在金属架上，蓄热装置下面布置有换热器(7)、循环泵(8)和循环风机(4)，蓄热装置内设置有蓄热体，蓄热体具有贯穿整个蓄热体的通道，作为热风通道，在蓄热装置底部设置有进风口和出风口；在蓄热装置的下方，设置有与进风口连通的低温风道(3)和与出风口连通的高温风道(6)，蓄热装置通过低温风道(3)连接变频循环风机(4)，蓄热装置通过高温风道(6)连接换热装置，换热装置通过循环泵(8)连接至末端用热设备现成水循环系统，换热装置还与循环风机连接，循环风机(4)和循环泵(8)连接控制柜。2.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜立兵，邢作霞，康爱国，邓英，温昌赫，李博，
申请(专利权)人：北京盛公达新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11