一种相变储热峰谷供暖系统技术方案

技术编号:20952153 阅读:34 留言:0更新日期:2019-04-24 07:47
本实用新型专利技术提供了一种相变储热峰谷供暖系统及方法,所述相变储热峰谷供暖系统具有相变储热装置、电加热管、循环水泵、循环水网管路和供暖控制系统,所述相变储热装置包括安装在柜内的中低温相变材料、保温外壳,供暖控制系统控制电加热管于晚间谷电时启动,为相变储热装置储热,并根据相变储热装置内热量值大小动态控制电加热管的功率输出大小,并于峰电时刻停止电加热管,通过循环水网管路从相变储热装置内放热至用户端口的供暖,解决了北方农村地区冬季非集中式供暖、相变储热电力削峰填谷、电加热功率智能精准控制的问题。

A Phase Change Heat Storage Peak and Valley Heating System

The utility model provides a phase change heat storage peak valley heating system and a method. The phase change heat storage peak valley heating system has a phase change heat storage device, an electric heating pipe, a circulating water pump, a circulating water network pipeline and a heating control system. The phase change heat storage device comprises a medium-low temperature phase change material installed in a cabinet, a heat preservation shell, and a heating control system controls the heating pipe to operate at night valley. Start to store heat for the phase change heat storage device, and dynamically control the power output of the heating pipe according to the heat value in the phase change heat storage device, and stop the electric heating pipe at peak electricity time. Through the circulating water network pipeline, heat is released from the phase change heat storage device to the user's port, which solves the problems of non-centralized heating in winter, peak filling and valley filling of phase change heat storage power and electric heating in northern rural areas. Power Intelligent Precision Control.

【技术实现步骤摘要】
一种相变储热峰谷供暖系统
本技术涉及电加热储热供暖
,具体涉及到一种相变储热峰谷供暖系统及其供暖方法。
技术介绍
相变储热供暖主要是利用相变材料来实现的,在相变过储热程中把电加热产生的热量通过储热元件将热量储存起来,通常每天只用通电6-8小时储存热量,高峰电价阶段储热元件再把储存的热量释放出来,给供暖使用,因此相变储热供暖在电力削峰填谷、余热利用以及新能源的开发等领域应用广泛,可实现全天高峰电价时段取暖,达到了节能降耗等优点。中低温相变材料具有储热量大(是同体积水的3-8倍)、放热温度波动小等特点,同时相变温度低(85℃左右,不超过95℃),壳体表面温度不高(不会超过100℃),不易造成空气干燥,安全稳定舒适无氧耗,非常适合供暖的蓄放热温度。此外,中低温相变材料保温性能好,纯储热状态下热量散失低,封装换热材料稳定,胀缩系数低不存在大温差造成储热材料破碎问题,储热材料性能稳定寿命一般大于10年,适合北方农村大、中、小型供暖用户。近年来,北方地区污染程度大的“雾霾”等天气影响已经给人们的生活造成了越来越多的不利影响;每年燃煤锅炉和北方农村烧煤取暖需要消耗大量的煤炭,对环境产生了巨大的危害。党和政府对于清洁供暖改造非常重视,让“2+26”城市采暖地区首先实施“煤改清洁能源”、“宜电则电,宜气则气”的试点,在“去煤”的基础上,实现经济结构调整、改善空气环境治理、提高居民的生活水平,然而一段时间的试点后,“煤改气”的弊端越来越明显,“煤改电”则成为“煤改清洁能源”的重点。由于北方农村地区冬季采暖季长、温度较低、没有集中供暖的条件,虽然电采暖解决了供暖的方式,但是其运行成本高的问题也暴露出来了。目前,北京、天津、山西、山东、辽宁、吉林、新疆、内蒙古、甘肃等地都相应出台了“煤改电”设备的补贴政策,同时实行了“峰谷电价”政策,鼓励用户使用夜间低谷电价加热并储存热量,白天稳定释放。根据国家《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》中明确指出,结合采暖区域的热负荷特性、环保生态要求、电力资源、电网支撑能力等因素,因地制宜发展电供暖。统筹考虑电力、热力供需,实现电力、热力系统协调优化运行。国家的种种政策促使了峰谷储热供暖系统的发展,提供了储热的条件,提高了供暖的水平,一来节约用户的供暖费用,二来降低了温室气体的排放,保护了北方地区的整体环境。申请号为201610018028.7的专利文件公开了一种智能谷电蓄热供暖系统及方法,该供暖系统包括换热器和电加热器,所述的换热器上设有取暖侧入水口、取暖侧出水口、供暖侧入水口和供暖侧回水口,所述的系统还包括蓄热器和控制器,电加热器出水口通过水泵与蓄热器进水管连接,蓄热器出水管通过阀门分别与电加热器进水口和供暖侧入水门连接,供暖侧回水口通过阀门与电加热器的进水口连接,蓄热器内、蓄热器进水管和出水管、供暖侧入水口和供暖侧回水口管路上分别设有与控制器连接的温度计,控制器控制电加热器于谷电起始时刻启动,为蓄热器充热,并根据蓄热器内热量值控制电加热器的启停。该技术中,蓄热介质为水,没有采用相变材料进行蓄热,且管道内的测温点布置过少,不能准确进行温度控制。申请号为201710067958.6的专利文件的公开了一种相变蓄热供暖系统的控制方法,包括中央处理器,存储器,电热锅沪,热库以及检测装置;中央处理器分别与电热锅炉、热库、检测装置以及存储器相连接;所述控制方法包括以下几个步骤:S1:在谷电时间通过电热锅炉对热库进行蓄热,在峰电的时间热库进行放热,计算电热锅炉的剩余热量Qs;预估当前时问到谷电开始时间所需要的热量Qx;判断Qs是否小于Qx,判断结果为是,立即启动电热锅炉对热库进行储能或者在低电价时间段对热库进行储能,判断结果为否,转S1。对整个相变蓄热供暖系统进行监控,可以对电热锅炉的启动时间进行精细化控制,某一时候,热库能的热量不足以维持用户的使用时,自动在电价比较平电或谷电时问段对热库进行蓄热储能。该技术中,对于电加热的功率采用多个加热阀控制电锅炉的功率大小,不能准确进行电加热的加热功率控制,且管道布置复杂。
技术实现思路
为了解决本技术要解决的技术问题是:针对上述存在的问题,提供一种相变储热峰谷供暖系统及方法,主要解决北方农村地区冬季非集中式供暖、相变储热电力削峰填谷、电加热功率智能精准控制的问题。本技术所采用的技术方案是:一种相变储热峰谷供暖系统及方法,所述相变储热峰谷供暖系统具有相变储热装置、电加热管、循环水泵、循环水网管路和供暖控制系统,所述相变储热装置包括安装在柜内的中低温相变材料、保温外壳,所述相变储热装置还设有储热进水口、储热出水口。所述的电加热管包括加热进水口、加热出水口,加热出水口通过循环水泵与相变储热装置进水口连接,相变储热装置出水口通过循环水网管道分别与电加热管进水口连接,电加热管进水口和出水口、相变储热装置内部分别设有温度传感器,相变储热装置进水口和出水口管路上分别设有与中央控制器通讯的超声波热能量表,供暖控制系统控制电加热管于晚间谷电时启动,为相变储热装置储热,并根据相变储热装置内热量值大小动态控制电加热管的功率输出大小,并于峰电时刻停止电加热管,通过循环水网管路从相变储热装置内放热至用户端口的供暖。所述供暖控制系统包括峰谷时间智能运算系统、循环水网自由切换系统、运行模式切换系统。所述峰谷时间智能运算系统可根据北方地区不同省份的峰谷电时段,用户自行设置峰谷时段的时间值。所述循环水网自由切换系统包括相变储热装置与电加热管之间的管道,电加热管与循环水泵之间的管道,相变储热装置与用户端口之间的管道,循环水泵与用户端口之间的管道,以及管道之间自由切换的电动V1开关阀、电动V2开关阀、电动V3开关阀、电动V4开关阀。所述运行模式切换系统包括自动运行模式、速热升温模式、低热节能模式、离家防冻模式。这种相变储热峰谷供暖系统及方法,其管路结构合理、切换阀门响应快、控制系统先进、维护方便、运行稳定,从而保证了储热电供暖的节能环保。所述供暖系统及方法包括以下几个步骤:S1、判断开机时间是处于峰电时刻/谷电时刻,谷电时间进入步骤S2,否则进入步骤S6;S2、打开电动开关阀V1和电动开关阀V2,启动循环水泵,开启100%功率电加热管,转步骤S3;S3、判断相变储热装置是否充满热能,相变储热装置内温度是否达到设定值,未充满进入步骤S4,否则进入步骤S5;S4、若相变储热装置进出口温差大于5℃,电加热管100%输出,若相变储热装置进出口温差处于1℃至5℃之间时电加热管比例减少功率输出,转步骤S5。S5、相变储热装置充能结束,判断谷电时间是否结束,是进入步骤S6,否返回步骤S4;S6、关闭电加热管,进入峰电时间,进入步骤S7;S7、系统进入模式选择,默认进入自动模式转入步骤S8,用户可启动速热模式转入步骤S12,离家模式转入步骤S13,节能模式转入步骤S14;S8、关闭电加热管,开启电动开关阀V1和电动开关阀V2,转入步骤S9S9、判断相变储热装置热能足够否,足够转入步骤S10,否转入步骤S11;S10、判断峰电时间是否结束,是进入步骤S2,否进入步骤S9;S11、开启电加热管,功率大小根据相变储热装置进出口温差判别,直到相变储热装置内温度达到补能设本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种相变储热峰谷供暖系统,其特征在于:具有相变储热装置(1)、电加热管(2)、循环水泵(3)、循环水网管路(4)和供暖控制系统;所述的电加热管连接有加热进水口(201)与加热出水口(202),电加热管(2)的加热进水口(201)与循环水泵(3)连接;所述的相变储热装置(1)中设有与电加热管(2)的加热出水口(202)连接的储热进水口(101)与储热出水口(102),相变储热装置的储热出水口(102)与用户端口(6)连接;所述的相变储热装置(1)与电加热管(2)之间的管路连接形成循环水网管路(4);所述的供暖控制系统与相变储热装置(1)、电加热管(2)、循环水泵(3)通过电连接;所述的供暖控制系统与相变储热装置(1)、电加热管(2)、循环水泵(3)通过电连接,用于控制加热与供暖过程。

【技术特征摘要】
1.一种相变储热峰谷供暖系统,其特征在于:具有相变储热装置(1)、电加热管(2)、循环水泵(3)、循环水网管路(4)和供暖控制系统;所述的电加热管连接有加热进水口(201)与加热出水口(202),电加热管(2)的加热进水口(201)与循环水泵(3)连接;所述的相变储热装置(1)中设有与电加热管(2)的加热出水口(202)连接的储热进水口(101)与储热出水口(102),相变储热装置的储热出水口(102)与用户端口(6)连接;所述的相变储热装置(1)与电加热管(2)之间的管路连接形成循环水网管路(4);所述的供暖控制系统与相变储热装置(1)、电加热管(2)、循环水泵(3)通过电连接;所述的供暖控制系统与相变储热装置(1)、电加热管(2)、循环水泵(3)通过电连接,用于控制加热与供暖过程。2.根据权利要求1所述的相变储热峰谷供暖系统,其特征在于:所述循环水网管路(4)中,加热出水口(202)与储热进水口(101)之间设有电动V1开关阀(401);储热出水口(102)与用户端口之间设有电动V2开关阀(402);储热出水口(102)与循环水泵(3)之间设有电动V3开关阀(403);加热出水口(202)与用户端口之间设有电动V4开关阀(404)。3.根据权利要求1所述的相变储热峰谷供暖系统,其特征在于:所述的相变储热装置(1)内装有中低温相变材料、保温外...

【专利技术属性】
技术研发人员:童敏孙爱东张鹏飞胡宝建梁忠
申请(专利权)人:浙江泰昌新能源有限公司
类型:新型
国别省市:浙江,33

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