一种相变蓄热供暖装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相变蓄热供暖装置，该装置的蓄热箱(1)中填充有相变材料(9)，相变材料(9)能够吸收加热元件(4)的热量而蓄热。谷电期间，本装置通过加热元件(4)供暖；峰电期间，本装置通过相变材料(9)供暖；极寒天气下，本装置同时通过加热元件(4)和相变材料(9)供暖。本发明专利技术的相变蓄热供暖装置可以将谷电期间的电能转换为热能存储于蓄热箱内，供峰电期间使用，能够有效减少加热过程中的热量损失，提高热效率，具有静音、占地面积小、结构简单、安装方便等优点，可大幅降低采暖成本，并减少电网高峰期间的压力。

A Phase Change Heat Storage Heating Device

【技术实现步骤摘要】
一种相变蓄热供暖装置
本专利技术涉及暖通给排水
，具体涉及一种相变蓄热供暖装置。
技术介绍
随着环保意识深入人心，燃煤锅炉及火炉正在被逐渐淘汰，各地也相继提出“煤改电”要求，各种优惠政策也相继颁布，在实行“峰谷电价”的基础上进一步加大了采暖季谷电的补贴力度，这极大地推动了蓄热式采暖设备的发展应用。蓄热式采暖设备能够将谷电期间的电能转换为热能存储于蓄热箱内，供峰电期间使用，这不但降低了采暖成本，而且也减少了电网高峰期间的压力。其中，CN205825203U提出了一种蓄热式电采暖器，其在谷电期间将电能转换为热能存储于蓄热砖内，峰电期间通过自然散热来实现采暖，这种方式虽然在一定程度上利用了谷电，但其蓄热体储能密度相对较低，且自然散热使室内温度均匀性较差；CN206398819U公开了一种蓄热式电磁感应采暖装置，包括电磁感应采暖炉、散热装置及保温罐，其在谷电期间将热量存储于保温罐内，峰电期间用于室内供暖，与电阻加热采暖炉相比，虽然电磁采暖炉在一定程度上提高了热效率，但采暖炉与保温罐分离式设计，这造成了较多的热量损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种相变蓄热供暖装置，以克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，该相变蓄热供暖装置将加热系统集成于蓄热箱内，有效减少加热过程中的热量损失，提高了热效率，且具有智能化控制系统，能够灵活控制和设定加热时间、加热功率、出水温度和流量等参数。为实现上述目的，本专利技术提供一种相变蓄热供暖装置，其包括蓄热箱、控制系统和循环系统，所述蓄热箱通过所述循环系统中供暖介质的循环流动向终端用户供暖；其中，所述蓄热箱包括换热管、加热元件、测温装置、外壳、保温材料、内壳和相变材料，所述内壳设置于所述外壳中，在所述内壳和所述外壳之间设置有所述保温材料，所述相变材料填充于所述内壳内，所述换热管、所述加热元件和所述测温装置均埋设于所述相变材料中，所述换热管内填充有所述供暖介质并与所述循环系统流体连通，所述控制系统能够基于所述测温装置的温度信号控制所述加热元件工作；所述控制系统能够在谷电期间控制所述加热元件加热所述换热管内的供暖介质以向所述终端用户供暖，且同时所述相变材料能够吸收所述加热元件的加热热量以蓄热；以及，所述控制系统能够在峰电期间控制所述加热元件不工作，所述相变蓄热供暖装置通过所述相变材料加热所述换热管内的供暖介质以向所述终端用户供暖；以及，当所述相变材料的放热供暖使所述终端用户所获得的温度小于目标温度时，所述控制系统能够控制所述加热元件加热所述换热管内的供暖介质以向所述终端用户辅助供暖。优选地，当所述相变材料的放热供暖使所述终端用户所获得的所述温度与所述目标温度的差值为2℃时，所述控制系统控制所述加热元件加热所述换热管内的供暖介质以向所述终端用户辅助供暖。进一步地，所述控制系统包括加热控制系统和供暖控制系统；所述加热控制系统用于实现加热时间、加热功率的控制、设定与调节；所述加热控制系统能够判断当前时间段是处于谷电期间，还是峰电期间，并能够基于所述测温装置的温度信号控制所述加热元件工作；所述供暖控制系统用于控制所述循环系统，实现输出温度和循环流量的控制、设定与调节。优选地，相变材料为无机类相变材料，其储放热温度为50℃-95℃；所述外壳的材质为彩钢板、不锈钢板或高分子板；所述保温材料为多层结构，所述保温材料的材质为橡塑聚苯板、玻化微珠保温板、泡沫水泥板、挤塑聚苯板、酚醛树脂板、聚氨酯发泡板、硅酸铝保温板、真空绝热板、膨胀珍珠岩保温板中的一种或几种。优选地，所述内壳上设置有加强筋，所述内壳的材质为不锈钢板、高分子板、搪瓷板或外喷防腐涂料的碳钢板，其中，所述不锈钢板的材质为304不锈钢、310S不锈钢或316L不锈钢。进一步地，所述换热管为光滑管、波纹管或翅片管，其在所述内壳中的排布方式为螺旋单盘式、螺旋双盘式或阵列式；所述换热管的材质为304不锈钢、316L不锈钢、外喷防腐蚀涂料的Q235碳钢、铝合金、铜或聚四氟乙烯；所述换热管的内径为6-20mm。进一步地，所述加热元件为电阻加热器或电磁加热器，其中，所述电磁加热器包括电磁线圈和感应加热板，所述感应加热板安装于所述内壳中的所述换热管之间。进一步地，所述测温装置包括测温盲管和内置于所述测温盲管中的测温探头，其中，所述测温盲管的内径大于所述测温探头的外径，所述测温盲管和所述测温探头之间填充有高导热粉体材料。进一步地，所述蓄热箱内设有两个所述测温装置；其中一个所述测温装置邻近所述加热元件设置，用于检测所述加热元件的最高温度，防止温度过高造成所述加热元件周围的局部所述相变材料变质；其中另一个所述测温装置邻近所述蓄热箱的所述内壳设置，用于检测所述相变材料的温度，当所述相变材料的温度达到设定值时，停止加热。此外，本专利技术还提供一种使用相变蓄热供暖装置向终端用户供暖的方法，该方法包括：判断当前时间段是处于谷电期间或峰电期间的步骤；当前时间段处于谷电期间开启充热供暖工作模式的步骤；当前时间段处于峰电期间开启放热供暖工作模式的步骤；在所述放热供暖工作模式期间判断所述终端用户所获得的温度是否小于目标温度的步骤；当所述终端用户所获得的温度小于所述目标温度时开启辅助供暖工作模式的步骤。其中，所述充热供暖工作模式为：所述控制系统控制所述加热元件工作以向所述终端用户供暖，且同时所述相变材料吸收所述加热元件的热量以蓄热；所述放热供暖工作模式为：所述相变材料放热以向所述终端用户供暖；所述辅助供暖工作模式为：在所述相变材料放热以向所述终端用户供暖的同时，所述控制系统控制所述加热元件工作以向所述终端用户辅助供暖。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术的该种相变蓄热供暖装置不仅可以将谷电期间的电能转换为热能存储于蓄热箱内，供峰电期间使用，降低采暖成本，减少电网高峰期间的压力，还能有效减少加热过程中的热量损失，提高热效率；控制系统的智能化避免了极寒天气条件下需人工开启加热功能的麻烦，当用户长期外出时，启用防冻功能可以避免循环水管道冻裂情况的发生。附图说明图1是本专利技术的相变蓄热供暖装置的系统结构示意图；图2是本专利技术的相变蓄热供暖装置用测温装置的结构示意图；图3是本专利技术的相变蓄热供暖装置用一种蓄热箱的结构示意图；图4是本专利技术的相变蓄热供暖装置用另一种蓄热箱的结构示意图；图5是本专利技术的相变蓄热供暖装置用电磁加热器的结构示意图；图6是本专利技术的相变蓄热供暖装置的控制流程图。附图标记：蓄热箱1、终端用户2、换热管3、加热元件4、测温装置5、测温盲管51、测温探头52、外壳6、保温材料7、内壳8、相变材料9、加料口10、滚轮11、加热控制系统12、供暖控制系统13、阀门14、支撑底座15、电磁线圈16、感应加热板17、支架18、碳钢板19、绝热连接件20、保护罩21、传热肋片22。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照图1描述本专利技术提供的一种相变蓄热供暖装置。在图1中，一种相变蓄热供暖装置，其包括蓄热箱1、控制系统和循环系统。其中，蓄热箱1通过循环系统中供暖介质(例如水)的循环流动以向终端用户2供暖；控制系统主要由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变蓄热供暖装置，其包括蓄热箱(1)、控制系统和循环系统，所述蓄热箱(1)通过所述循环系统中供暖介质的循环流动向终端用户(2)供暖；其中，所述蓄热箱(1)包括换热管(3)、加热元件(4)、测温装置(5)、外壳(6)、保温材料(7)、内壳(8)和相变材料(9)，所述内壳(8)设置于所述外壳(6)中，在所述内壳(8)和所述外壳(6)之间设置有所述保温材料(7)，所述相变材料(9)填充于所述内壳(8)内，所述换热管(3)、所述加热元件(4)和所述测温装置(5)均埋设于所述相变材料(9)中，所述换热管(3)内填充有所述供暖介质并与所述循环系统流体连通，所述控制系统能够基于所述测温装置(5)的温度信号控制所述加热元件(4)工作；其特征在于，所述控制系统能够在谷电期间控制所述加热元件(4)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)供暖，且同时所述相变材料(9)能够吸收所述加热元件(4)的加热热量以蓄热；以及，所述控制系统能够在峰电期间控制所述加热元件(4)不工作，所述相变蓄热供暖装置通过所述相变材料(9)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)供暖；以及，当所述相变材料(9)的放热供暖使所述终端用户(2)所获得的温度小于目标温度时，所述控制系统能够控制所述加热元件(4)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)辅助供暖。...

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄热供暖装置，其包括蓄热箱(1)、控制系统和循环系统，所述蓄热箱(1)通过所述循环系统中供暖介质的循环流动向终端用户(2)供暖；其中，所述蓄热箱(1)包括换热管(3)、加热元件(4)、测温装置(5)、外壳(6)、保温材料(7)、内壳(8)和相变材料(9)，所述内壳(8)设置于所述外壳(6)中，在所述内壳(8)和所述外壳(6)之间设置有所述保温材料(7)，所述相变材料(9)填充于所述内壳(8)内，所述换热管(3)、所述加热元件(4)和所述测温装置(5)均埋设于所述相变材料(9)中，所述换热管(3)内填充有所述供暖介质并与所述循环系统流体连通，所述控制系统能够基于所述测温装置(5)的温度信号控制所述加热元件(4)工作；其特征在于，所述控制系统能够在谷电期间控制所述加热元件(4)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)供暖，且同时所述相变材料(9)能够吸收所述加热元件(4)的加热热量以蓄热；以及，所述控制系统能够在峰电期间控制所述加热元件(4)不工作，所述相变蓄热供暖装置通过所述相变材料(9)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)供暖；以及，当所述相变材料(9)的放热供暖使所述终端用户(2)所获得的温度小于目标温度时，所述控制系统能够控制所述加热元件(4)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)辅助供暖。2.根据权利要求1所述的一种相变蓄热供暖装置，其特征在于，当所述相变材料(9)的放热供暖使所述终端用户(2)所获得的所述温度与所述目标温度的差值为2℃时，所述控制系统控制所述加热元件(4)加热所述换热管(3)内的供暖介质以向所述终端用户(2)辅助供暖。3.根据权利要求1所述的一种相变蓄热供暖装置，其特征在于，所述控制系统包括加热控制系统(12)和供暖控制系统(13)；所述加热控制系统(12)用于实现加热时间、加热功率的控制、设定与调节；所述加热控制系统(12)能够判断当前时间段是处于谷电期间，还是峰电期间，并能够基于所述测温装置(5)的温度信号控制所述加热元件(4)工作；所述供暖控制系统(13)用于控制所述循环系统，实现输出温度和循环流量的控制、设定与调节。4.根据权利要求1所述的一种相变蓄热供暖装置，其特征在于，所述相变材料(9)为无机类相变材料，其储放热温度为50℃-95℃；所述外壳(6)的材质为彩钢板、不锈钢板或高分子板；所述保温材料(7)为多层结构，所述保温材料(7)的材质为橡塑聚苯板、玻化微珠保温板、泡沫水泥板、挤塑聚苯板、酚醛树脂板、聚氨酯发泡板、硅酸铝保温板、真空绝热板、膨胀珍珠岩保温板中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种相变蓄热...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹如强，徐志龙，姚锐敏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11