一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统及方法技术方案

本发明专利技术一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统及方法。解决谷电时段用电效率低而峰电时段使用过多电力导致的用电成本升高，控制方法复杂导致操作不便的问题。系统包括蓄热器、散热器和水温控制单元，水温控制单元：在谷电时段控制电热单元对回水加热，将电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，并根据回水温度情况选择进行分流操作；在峰电时段关闭电热单元，根据回水温度情况进行分流操作，在回水温度低于设定的回水温度阈值时，控制电热单元对回水加热，将回水温度恒定在第二蓄热温度。本发明专利技术在谷电时段控制电热器对回水进行加热，加热后的热水存储在蓄热器内，存储的热量供白天峰电时段使用，峰电时按需加热，减少了用电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统及方法
本专利技术涉及供暖
，尤其涉及一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统及方法。
技术介绍
在供暖
，传统的供暖煤锅炉严重污染环境，而电能清洁无污染，因此国家倡导“煤改电”，故使用电加热的供暖系统应运而生。因为电能需求的不均衡性和电能没法大规模直接储存，使晚间谷电利用不足造成浪费，因此国家以低价谷电引导大家“错峰用电”，现阶段造成电力供应紧张的主要原因是高峰负荷过高，电网峰谷负荷差很大，在高峰时受电源供应、电网输送能力的限制造成用电高峰期间的电力供应缺口。采取错峰用电一是降低了高峰用电负荷，保障电网在高峰时期的安全运行；二是通过错峰用电将高峰负荷部分转移到低谷时期，将周期性波动的电网负荷变得更为均衡，有利于提高发供电设备的利用率，减少发供电设备的建设投人，优化电力资源配置；三是通过错峰用电提高电力供应整体的效率与效益，节约能源，最终将用电成本降低，对用电企业、对社会经济发展都具有重大意义，在这个大背景下利用谷电蓄热的供暖系统顺势而生。但是，现在市场上的谷电蓄热产品主要用于集中式楼宇供暖，需要专门的供暖锅炉房，主要采用的是100KW以上的大功率加热设备，而分散式户用平房供暖主要还是在厨房或杂房内安装小型煤锅炉，现有谷电蓄热供暖系统则因为以下原因没法走进平房散户的卧室和厅房：电热设备功率大耗电量高，整个系统占用面积大、操作复杂。因此，现在市场上，平房散户供暖急需一种替代家用供暖小型煤锅炉的智能家电式供暖系统。例如，一种在中国专利文献上公开的“供暖系统”，其公告号CN104428594A，包括供暖机、热泵、燃烧器加热装置、供暖用水循环通路、热敏电阻和控制装置，提供了一种具有热泵单元和燃烧器单元这两种热源的供暖系统，该供暖系统能够适当地进行供暖动作，其实现节约用电及用电成本的效果是利用不同工作功率的热源切换工作来达到，但是即使是切换热源工作，设备依然得全天运行，在严寒天气热泵都需要浪费多余的电来用于外机化霜，并且在化霜期间热泵是不能给室内供暖的，所以就节约用电、用电成本、供暖效果而言依然无法达到最佳效果。
技术实现思路
本专利技术主要解决原有技术中谷电时段用电效率低而峰电时段使用过多电力导致的用电成本升高，控制方法复杂导致操作不便的问题，提供一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统及方法。为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案解决：一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统，包括用于储存热水的蓄热器、散热器和水温控制单元，蓄热器中设有相变蓄热介质和检测其温度的第三温度检测单元，相变蓄热介质中浸泡有换热管，换热管两端形成蓄热器的进水口和出水口，出水口通过出水管道连接散热器输入端，散热器输出端通过回水管道与进水口连接，回水管道上设置有电热单元，电热单元的输出端上设置有检测电热单元出水温度的第一温度检测单元，电热单元进水口一侧的回水管道与出水管道之间连接有分流管道，分流管道上设置有分流阀门，在散热器输出端连接有检测回水温度的第二温度检测单元，电热单元、第一温度检测单元、第二温度检测单元、第三温度检测单元均与水温控制单元连接；水温控制单元：在谷电时段控制电热单元对回水加热，将电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，并根据回水温度情况选择进行分流操作；在峰电时段关闭电热单元，根据回水温度情况进行分流操作，在回水温度低于设定的回水温度阈值时，控制电热单元对回水加热，将回水温度恒定在第二蓄热温度。蓄热器中的换热盘管、出水管道、回水管道、散热器共同形成一封闭循环的管路，管路内设有水，换热盘管内的水经过加热后经过出水管道输送至散热器，散热器将热水放热使室温升高达到供暖的效果，经过放热后的回水进入回水管道由水泵输送至电热单元，回水管道上设置的第二温度检测单元检测回水温度，若回水温度高于混流温度阈值，打开分流阀门，将出水管路中的热水分流一部分去与回水管路的回水混流，若低于混流温度阈值，分流阀门关闭，这样能够对换热管的热水温度进行调节，及对供暖温度进行调节，方便用户灵活使用。另外将出水管道中的热水与回水混流形成温水，这样使得电热单元加热温水至热水比加热冷的回水至热水更省时省电。第三温度检测单元设置在蓄热器内，用于检测蓄热器内相变蓄热介质温度。水温控制单元将第一温度检测单元所测得的温度与回水温度比较，控制电热单元是否关闭。在谷电时段，控制电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度是由控制单元用pid算法控制电热单元功率大小来使得电热单元出水温度的实际值趋向第一蓄热温度。在峰电时段，控制回水温度恒定在第二蓄热温度是由控制单元用pid算法控制电热单元功率大小来使得回水温度的实际值趋向第二蓄热温度。作为优选，第一蓄热温度要大于第二蓄热温度，第一蓄热温度为75-85摄氏度，第二蓄热温度为40-50摄氏度。在谷电时段加热温度更高，使得能够储存足够的热量供白天使用，白天不用峰电进行加热，节约了用电成本。在峰电时段，加热的温度较低，不需要用大量峰电进行加热，且只有在回收温度较低时才由电热单元进行一下加热，采用的是按需加热方式，有效的节省了用电成本。一种集成智能家电式相变蓄热供暖方法，包括谷电供暖步骤和峰电供暖步骤，谷电供暖步骤，在谷电时段控制电热单元对回水加热，将电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，并根据回水温度情况选择进行分流操作；峰电供暖步骤，在峰电时段关闭电热单元，根据回水温度情况进行分流操作，在回水温度低于设定的回水温度阈值时，控制电热单元对回水加热，将回水温度恒定在第二蓄热温度。本方法尽可能在晚上谷电时段储蓄足够的热量供白天使用，节约了用户的用电成本，通过分流操作能够对供暖温度进行调节，方便用户灵活使用。回水与出水管道中的热水混流成为温水再进入电热单元加热使电热单元保持在一个较低的加热功率工作从而达到省电的效果，电热单元保持恒定的低加热功率工作提高了系统的安全性，也延长了电热设备的使用寿命。本方法在谷电时段通过电热单元控制电热单元出水温度，将其恒定在第一蓄热温度，在峰电时段通过电热单元控制回水温度，将其恒定在第二蓄热温度，本方法在谷电时段和峰电时段是分别调节电热单元出水温度和回水温度，在谷电时段将电热单元出水温度加热至较高的第一蓄热温度，使得能更多的利用谷电对蓄热器进行加热，以储存热量供白天使用。而峰电时段将回水温度加热至第二蓄热温度，通过控制回水温度而不是电热单元出水温度，使得峰电时段无需用峰电进行太多加热，节约了用电成本。作为优选，所述谷电供暖步骤具体包括：S11：设定谷电时段的第一蓄热温度、回水温度阈值和混流温度阈值；S12：水温控制单元判断回水温度是否小于回水温度阈值，若是启动电热单元对回水加热，使得电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，若否电热单元不工作；S13：水温控制单元比较回水温度和混流温度阈值，判断是否进行分流操作，同时比较相变蓄热介质温度和回水温度，判断是否关闭电热单元。在谷电时段直接进行加热操作，用户可以设定一个较高的第一蓄热温度，以便蓄热器储存足够的热量供第二天峰电时段内使用，水温控制单元控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统，其特征在于，包括用于储存热水的蓄热器（1）、散热器（10）和水温控制单元（9），蓄热器（1）中设有相变蓄热介质和检测其温度的第三温度检测单元（14），相变蓄热介质中浸泡有换热盘管，换热管两端形成蓄热器（1）的进水口和出水口，出水口通过出水管道（4）连接散热器（10）输入端，散热器输出端通过回水管道（3）与进水口连接，回水管道上设置有电热单元（5），电热单元的输出端上设置有检测电热单元出水温度的第一温度检测单元（11），电热单元进水口一侧的回水管道与出水管道之间连接有分流管道（13），分流管道上设置有分流阀门（8），在散热器输出端连接有检测回水温度的第二温度检测单元（12），电热单元（5）、第一温度检测单元（11）、第二温度检测单元（12）、第三温度检测单元（14）均与水温控制单元（9）连接；/n水温控制单元（9）：在谷电时段控制电热单元对回水加热，将电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，并根据回水温度情况选择进行分流操作；在峰电时段关闭电热单元，根据回水温度情况进行分流操作，在回水温度低于设定的回水温度阈值时，控制电热单元对回水加热，将回水温度恒定在第二蓄热温度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统，其特征在于，包括用于储存热水的蓄热器（1）、散热器（10）和水温控制单元（9），蓄热器（1）中设有相变蓄热介质和检测其温度的第三温度检测单元（14），相变蓄热介质中浸泡有换热盘管，换热管两端形成蓄热器（1）的进水口和出水口，出水口通过出水管道（4）连接散热器（10）输入端，散热器输出端通过回水管道（3）与进水口连接，回水管道上设置有电热单元（5），电热单元的输出端上设置有检测电热单元出水温度的第一温度检测单元（11），电热单元进水口一侧的回水管道与出水管道之间连接有分流管道（13），分流管道上设置有分流阀门（8），在散热器输出端连接有检测回水温度的第二温度检测单元（12），电热单元（5）、第一温度检测单元（11）、第二温度检测单元（12）、第三温度检测单元（14）均与水温控制单元（9）连接；
水温控制单元（9）：在谷电时段控制电热单元对回水加热，将电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，并根据回水温度情况选择进行分流操作；在峰电时段关闭电热单元，根据回水温度情况进行分流操作，在回水温度低于设定的回水温度阈值时，控制电热单元对回水加热，将回水温度恒定在第二蓄热温度。


2.一种集成智能家电式相变蓄热供暖系统，其特征在于：第一蓄热温度要大于第二蓄热温度，第一蓄热温度为75-85摄氏度，第二蓄热温度为40-50摄氏度。


3.一种集成智能家电式相变蓄热供暖方法，采用权利要求1或2中的系统，其特征在于，包括谷电供暖步骤和峰电供暖步骤，
谷电供暖步骤，在谷电时段控制电热单元对回水加热，将电热单元出水温度恒定在第一蓄热温度，并根据回水温度情况选择进行分流操作；
峰电供暖步骤，在峰电时段关闭电热单元，根据回水温度情况进行分流操作，在回水温度低于设定的回水温度阈值时，控制电热单元对回水加热，将回水温度恒定在第二蓄热温度。


4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭才元，刘高峰，吴新国，雷有杰，
申请(专利权)人：河北耀伏储能电器有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13