无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法技术

本发明专利技术公开了一种无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法，包括保温水箱、无机相变蓄热管、电加热单元、混水控温单元和电气控制单元，保温水箱内部均布有无机相变蓄热管，电加热单元设置在保温水箱内部中心，混水控温单元设置在保温水箱的进水管和出水管之间，通过混水控温单元控制电采暖出水水温，保温水箱外还设置有电气控制单元，通过电气控制单元控制保温水箱内部的蓄热程度。通过上述方式，本发明专利技术无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法具有独立的加热循环和放热循环，能够单独运行也可叠加运行，能够适应三种不同工况：纯蓄热工况、纯放热工况和边蓄边放工况，能够实现低成本、长寿命的无机相变蓄热式电采暖。

【技术实现步骤摘要】
无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法
本专利技术涉及相变蓄热
，特别是涉及一种无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法。
技术介绍
蓄热式电采暖炉是一种在一定时间内将电能转化为热能储存起来以供在需要的时候再把热能释放出来实现采暖的装置。电能可以采用白天的太阳能光伏发电和晚上的谷电，通过蓄热式电采暖炉的使用可以使得光伏发电的不连续变为采暖的连续使用或可控使用，以及实现电网用电的削峰填谷，提高能源的利用效率。蓄热材料按照蓄热介质的划分可分为显热蓄热和潜热蓄热两种。显热蓄热一般分为水蓄和固蓄：水蓄成本最低，也最安全，但由于只能取有限温差的显热，带来单位体积蓄热密度较小、占地面积大等缺点。固蓄是利用固体材料（镁砖、陶瓷、水泥等）在温度变化大且体积变化小的特点，实现大温差显热蓄热，优点是单位体积蓄热密度大、制造成本低；但也存在以下缺点：（1）、600℃以上的高温蓄热，设备运行安全性和可靠性无法保证；（2）采用空气换热，换热温差很大，热能的有效利用率低；（3）系统热损极大。潜热蓄热是指利用相变蓄能材料在特定的温度（相变温度）下发生固液相变时，伴随着大量吸热和放热的一种蓄热方式，具有蓄热密度大，在吸热和放热过程中近乎等温等特点，相对于水蓄和固蓄，具有体积小，蓄/放热温差小等优点，可应用于热流密度的时空调节，提高能源的利用效率。现有相变材料可分为有机相变材料、无机相变材料和复合相变材料。无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和其他无机物，其中应用最广泛的是结晶水合盐和熔融盐，具有材料便宜、蓄热密度大等优点。但无机相变材料具有腐蚀性强、固液相变过程中体积变化大和导热性能差等缺点，带来电加热蓄热装置制造成本高、寿命短等缺陷。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法，具有独立的加热循环和放热循环，能够单独运行也可叠加运行，能够适应三种不同工况：纯蓄热工况、纯放热工况和边蓄边放工况，能够实现低成本、长寿命的无机相变蓄热式电采暖。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种无机相变蓄热式电采暖炉，包括保温水箱、无机相变蓄热管、电加热单元、混水控温单元和电气控制单元，保温水箱内部均布有无机相变蓄热管，电加热单元设置在保温水箱内部中心，混水控温单元设置在保温水箱的进水管和出水管之间，通过混水控温单元控制电采暖出水水温，保温水箱外还设置有电气控制单元，通过电气控制单元控制保温水箱内部的蓄热程度。在本专利技术一个较佳实施例中，保温水箱包括内胆、外胆以及设置在内胆和外胆之间的保温层，保温水箱上还设置有进水口、出水口和法兰口，进水口位于保温水箱的上部，进水管穿过外胆和内胆与保温水箱中心电加热单元中导流管上部的导流环焊接连接，进水管穿过保温水箱内胆处通过焊接密封；出水口位于保温水箱下部，出水管穿过外胆和内胆后延长至保温水箱内腔底部中心位置并朝下开孔，出水管穿过保温水箱内胆处通过焊接密封；法兰口位于保温水箱顶部，法兰口包括法兰螺栓孔、法兰盖板、密封圈和连接螺栓，连接螺栓穿过法兰盖板两侧的法兰螺栓孔进行固定，法兰盖板内侧还设置有密封圈，在法兰盖板中心还开设有用于安装电加热管的安装孔，安装孔为内螺纹孔或法兰孔，电加热管与法兰口的连接采用螺纹连接或法兰连接。在本专利技术一个较佳实施例中，保温水箱内部设置有蓄热管管架，无机相变蓄热管通过蓄热管管架支撑均匀排布在保温水箱内。在本专利技术一个较佳实施例中，无机相变蓄热管包括有机塑料管、无机相变材料和管帽，有机塑料管内部填充有无机相变材料，有机塑料管的两端焊接固定有管帽。在本专利技术一个较佳实施例中，蓄热管管架包括上孔板、下孔板和支撑柱，上孔板和下孔板水平布置在保温水箱内部，支撑柱设在在上孔板和下孔板的底部进行支撑。在本专利技术一个较佳实施例中，电加热单元包括导流管、电加热管和导流环，导流管位于保温水箱内腔轴中心直筒位置，导流管上下通口，电加热管下部插设在导流管内部，插设于导流管内部的电加热管内设置有镍铬电阻加热丝，导流环设置在导流管顶部，导流环与导流管同心设置，用于进水导流。在本专利技术一个较佳实施例中，混水控温单元包括旁通流量调节阀、电动二通阀、回水测温探头和连接水管，回水测温探头设置在进水管和出水管之间，进水管端部设置有电动二通阀，进水管与出水管之间通过连接水管连通，形成旁通管路，旁通管路上设置有旁通流量调节阀。在本专利技术一个较佳实施例中，电气控制单元包括漏电保护开关、交流接触器、微电脑控制主板、测温传感器和干烧保护开关，保温水箱底部测温盲管内部设置有测温传感器，微电脑控制主板与测温传感器和交流接触器电性连接，微电脑控制主板还与漏电保护开关和干烧保护开关控制连接，漏电保护开关连接在电气控制单元的电源输入端。在本专利技术一个较佳实施例中，无机相变蓄热式电采暖炉内部通过水作为换热介质，实现加热循环和放热循环。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种无机相变蓄热式电采暖炉的采暖方法，包括纯蓄热循环工况、纯放热循环工况和边蓄边放工况：纯蓄热循环的工作过程为：电加热管通电产生热量加热导流管内换热介质水，水受热温升密度变小上浮，从导流管上部开口溢出，遇保温水箱上圆弧端盖阻挡并导流，然后180°转向，沿着导流管外无机相变蓄热管的通道下沉，并冷却降温，密度变大，下沉速度更快，穿过下孔板，在保温水箱下圆弧端盖处汇集，再180°转向进入导流管下开口补充受热上升的水流，形成蓄热循环；放热循环工作过程为：加载水泵，采暖回水经水泵加压经保温水箱的进水口再经导流环导流，保温水箱上圆弧端盖阻挡后180°转向，沿导流管外无机相变蓄热管间通道下沉，并受热升温，穿过下孔板，在保温水箱下圆弧端盖处汇集，经汇流管、保温水箱出水口及混水控温单元混水控温在设定温度下出水，进入采暖管网及散热末端散热、降温，经水泵加压进入保温水箱进水口，形成放热循环；边加热边放热循环的工作过程为：导流管内受电加热管加热的水上升从导流管上部开口与流经水泵加压经保温水箱的进水口和流经导流环的采暖回水汇成一股，沿导流管外无机相变蓄热管间通道下沉，并放热降温或受热升温，穿过下孔板，在保温水箱下圆弧端盖处汇集，一股经进入导流管下开口补充受热上升的水流，形成加热循环，另一股经汇流管、保温水箱的出水口和混水控温单元混水控温在某一温度下出水，进入采暖管网及散热末端散热、降温，经水泵加压进入保温水箱的进水口形成放热循环。本专利技术的有益效果是：本专利技术无机相变蓄热式电采暖炉及采暖方法具有独立的加热循环和放热循环，能够单独运行也可叠加运行，能够适应三种不同工况：纯蓄热工况、纯放热工况和边蓄边放工况，能够实现低成本、长寿命的无机相变蓄热式电采暖。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本专利技术的无机相变蓄热式电采暖炉一较佳实施例的结构示意图；图2是本专利技术的无机相变蓄热式电采暖炉中无机相变蓄热管的结构示意图；图3是本专利技术的无机相变蓄热式电采暖炉中蓄热管管架和电加热单元的结构示意图；图4是本专利技术的无机相变蓄热式电采暖炉中混水控温单元的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，包括保温水箱、无机相变蓄热管、电加热单元、混水控温单元和电气控制单元，保温水箱内部均布有无机相变蓄热管，电加热单元设置在保温水箱内部中心，混水控温单元设置在保温水箱的进水管和出水管之间，通过混水控温单元控制电采暖出水水温，保温水箱外还设置有电气控制单元，通过电气控制单元控制保温水箱内部的蓄热程度。

【技术特征摘要】
1.一种无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，包括保温水箱、无机相变蓄热管、电加热单元、混水控温单元和电气控制单元，保温水箱内部均布有无机相变蓄热管，电加热单元设置在保温水箱内部中心，混水控温单元设置在保温水箱的进水管和出水管之间，通过混水控温单元控制电采暖出水水温，保温水箱外还设置有电气控制单元，通过电气控制单元控制保温水箱内部的蓄热程度。2.根据权利要求1所述的无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，保温水箱包括内胆、外胆以及设置在内胆和外胆之间的保温层，保温水箱上还设置有进水口、出水口和法兰口，进水口位于保温水箱的上部，进水管穿过外胆和内胆与保温水箱中心电加热单元中导流管上部的导流环焊接连接，进水管穿过保温水箱内胆处通过焊接密封；出水口位于保温水箱下部，出水管穿过外胆和内胆后延长至保温水箱内腔底部中心位置并朝下开孔，出水管穿过保温水箱内胆处通过焊接密封；法兰口位于保温水箱顶部，法兰口包括法兰螺栓孔、法兰盖板、密封圈和连接螺栓，连接螺栓穿过法兰盖板两侧的法兰螺栓孔进行固定，法兰盖板内侧还设置有密封圈，在法兰盖板中心还开设有用于安装电加热管的安装孔，安装孔为内螺纹孔或法兰孔，电加热管与法兰口的连接采用螺纹连接或法兰连接。3.根据权利要求1所述的无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，保温水箱内部设置有蓄热管管架，无机相变蓄热管通过蓄热管管架支撑均匀排布在保温水箱内。4.根据权利要求3所述的无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，无机相变蓄热管包括有机塑料管、无机相变材料和管帽，有机塑料管内部填充有无机相变材料，有机塑料管的两端焊接固定有管帽。5.根据权利要求3所述的无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，蓄热管管架包括上孔板、下孔板和支撑柱，上孔板和下孔板水平布置在保温水箱内部，支撑柱设在在上孔板和下孔板的底部进行支撑。6.根据权利要求1所述的无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，电加热单元包括导流管、电加热管和导流环，导流管位于保温水箱内腔轴中心直筒位置，导流管上下通口，电加热管下部插设在导流管内部，插设于导流管内部的电加热管内设置有镍铬电阻加热丝，导流环设置在导流管顶部，导流环与导流管同心设置，用于进水导流。7.根据权利要求1所述的无机相变蓄热式电采暖炉，其特征在于，混水控温单元包括旁通流量调节阀、电动二通阀、回...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋绿林，
申请(专利权)人：常州海卡太阳能热泵有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32