一种新型相变蓄热式电磁供热系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种新型相变蓄热式电磁供热系统，系统主要有电磁加热器E1、相变储热装置E2、散热末端E3、第一循环水泵P1、第二循环水泵P2和相应控制阀门V1～V7等组成。在低谷电价期间，电磁加热器运行，边供热边蓄热；在高峰电价期间，相变储热装置释热，作为主要热源供热。同时考虑到采暖季热负荷变化，设计该电磁加热器和相变储热装置容量，能满足在不同负荷时段，系统能切换不同运行策略模式，达到节能运行的目的。运行的目的。运行的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种新型相变蓄热式电磁供热系统


[0001]本技术涉及储能利用和清洁供暖等领域，尤其涉及一种相变储热装置和电磁加热器组成的清洁供暖系统。

技术介绍

[0002]清洁供暖和节能型供暖具有十分重要的意义。储热式电采暖作为清洁供暖方式之一，其工作原理是利用夜间谷电将电能转化为热能储存在储热装置，在电力高峰期或者高电价期间电加热设备停止工作，由储热装置向用热主体提供热量进行供暖。储热式电采暖技术可以实现对电网的削峰填谷，又可以利用弃风弃电，提高整体能源利用率。
[0003]储热技术主要有：显热储热、潜热储热、热化学/吸附储热技术等。其中热化学/吸附储热技术储热密度最大，但是据国内外研究进展表明，目前还主要处在实验室研究阶段，尚未投入实际应用中。显热储热技术是目前应用最为成熟的储热技术，但是显热储热密度较低，占据空间要求更高，实际使用中容易受限。潜热储热也称为相变储热，相变储热主要依靠相变材料在不同相间变化时释放和储存热量。在一定程度上，相变储热综合了热化学储热密度高和显热储热工艺流程成熟的优点，因此相变储热技术发展潜力巨大。此外，相变储热材料在释热过程接近等温过程，可降低能源利用过程中的损失。
[0004]电采暖设备主要有：电热锅炉、电磁加热器和空气源热泵。空气源热泵冬季作为热源供暖时受环境温度的限制主要应用于寒冷地区、夏热冬冷区，无法应用于严寒地区。电磁加热器作为一种新型电加热设备，相比于常规电锅炉具有明显的优势：其整体能效比更高，设备效率更高；利用磁场感应技术，产生磁化水，不会产生水垢，会对供暖管路起到保护作用。
[0005]但是目前还没有一种设备或者系统，将上述诸多的技术结合起来，从而利用上述技术的优点而克服其缺点。

技术实现思路

[0006]本技术提出将电磁加热器和相变储热装置及其他附件进行耦合，构建一种清洁、节能型电磁供暖系统。
[0007]本技术针对电磁加热器、相变储热装置性能参数，结合实际供热中全年热负荷分布规律，设计了一种新型相变储热式电磁供暖系统。该系统在夜间低谷电价期间，电磁加热器组运行供热，同时向相变储热装置输送热量进行低谷储热；在用电高峰时期，电磁加热器机组停止运行或者运行部分时段，以相变储热装置作为主要供暖热源。在整个供暖周期中，设计热负荷工况时间较短，按照设计热负荷确定相变储热装置和电磁加热器容量经济性较差，因此本技术中考虑供热热负荷变化对系统容量设计的影响。在不同采暖期，采用不同的运行策略，分为以下三个工况：
[0008](1)在设计热负荷、高负荷工况时期。低谷电价时段，电磁加热器机组满功率运行，在供暖的同时相变储热装置储热。在高峰电价阶段，电磁加热机组部分开启，相变储热装置
释热，联合供暖。
[0009](2)在采暖季平均热负荷工况中，低谷电价时段，电磁加热器机组部分运行，在供暖的同时相变储热装置储热。在高峰电价阶段，电磁加热机组关闭，相变储热装置释热，作为热源供暖。
[0010](3)在低负荷工况中，低谷电价阶段，电磁加热机组低功率运行部分时段，在供暖的同时相变储热装置储热(按需蓄热，非满容量蓄热)达到需求储热量后停止储热，只进行供暖。在高峰电价阶段，相变储热装置释热，作为热源供暖。
[0011]具体实施方案如下：
[0012]根据本
技术实现思路
，提供一种新型相变储热式电磁供暖系统：包括电磁加热器E1、相变储热装置E2以及散热末端E3，
[0013]其中，电磁加热器E1与相变储热装置E2之间并行地设置有第一管路(10)和第二管路(20)，在第一管路(10)上设置有第一阀门V1和第二阀门V2，在第一阀门V1和第二阀门V2之间的管路上连接有第三管路(30)的一端，第三管路(30)的另一端连接至散热末端E3的一个端口；在第二管路(20)上设置有第三阀门V3以及第一循环水泵P1，在第二管路(20)的靠近相变储热装置E2的部分上连接有第四管路(40)的一端，第四管路(40)的另一端连接至散热末端E3的另一端口；在第四管路(40)上设置有第五阀门V5以及第二循环水泵P2；
[0014]通过各循环泵以及各阀门的开关，能够使得流体在电磁加热器 E1、相变储热装置E2以及散热末端E3之间实现多个循环流路。
[0015]根据本技术的实施方案，其中所述新型相变储热式电磁供暖系统还包括设置在第二管路(20)上，并且两端分别连接在第三阀门 V3和第一循环水泵P1外侧的第一旁路(50)，并且在第一旁路上设置有第四阀门V4。
[0016]根据本技术的实施方案，其中所述新型相变储热式电磁供暖系统还包括设置在第四管路(40)上，且两端分别连接在第五阀门 V5和第二循环水泵P2外侧的第二旁路(60)，并且在第二旁路上设置有第6阀门V6。
[0017]根据本技术的实施方案，其中所述新型相变储热式电磁供暖系统还包括设置在第三管路(30)上第七阀门V7。
[0018]根据本技术的实施方案，其中所述第一循环水泵P1、第二循环水泵P2为变频循环水泵。
[0019]根据本技术的实施方案，其中所述第一阀门V1、第二阀门 V2为球形调节阀，所述第三阀门V3、第五阀门V5为球形关断阀。
[0020]根据本技术的实施方案，其中所述第七阀门V7为球形调节阀。
[0021]根据本技术的实施方案，其中所述第四阀门V4或第六阀门 V6为球形关断阀。
[0022]根据本技术的实施方案，其中所述散热末端E3选自换热器、散热器和风盘。
[0023]根据本技术的实施方案，其中电磁加热器E1为功率可调的加热设备，可根据热负荷需求，进行功率选择设定。
[0024]根据本技术的实施方案，其中散热末端E3可根据实际工程需要选择，可以选择换热器、散热器、风盘等。
附图说明
[0025]图1为根据本新型技术的实施方案的新型相变储热式电磁供暖系统原理图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图和实施实例对本技术做进一步的说明，所提及内容并不用于限制本技术。图中实线为电磁加热供热储热装置蓄热过程管路流动方向。虚线为电磁加热器和储热装置联合供热过程管路流动方向。
[0027]如图1所示，本实施例的系统主要包括电磁加热器E1、相变储热装置E2、散热末端E3、第一循环水泵P1、第二循环水泵P2和相应的管路10～60以及控制阀门V1～V7等组成。
[0028]在设计热负荷、高负荷工况中，低谷电价时段，电磁加热器机组 E1满功率运行，此时循环水泵P1运行，循环水泵P2关闭，阀门V1 开度调到100％，V3、V5开启，阀门V4、V5关闭，调节阀门V2、 V7开度控制相变储热装置E2和散热末端E3的流量分配，从而实现控制供热、储热比例。经过电磁加热器的加热后的高温水，分别流经相变储热装置E2所在环路、散热末端E3所在环路，进行蓄热、供热。在高峰电价阶段，循环水泵P1关闭，循环水泵P2开启，阀门 V7开度调到100％，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型相变蓄热式电磁供热系统，其特征在于，包括电磁加热器E1、相变储热装置E2以及散热末端E3，其中，电磁加热器E1与相变储热装置E2之间并行地设置有第一管路(10)和第二管路(20)，在第一管路(10)上设置有第一阀门V1和第二阀门V2，在第一阀门V1和第二阀门V2之间的管路上连接有第三管路(30)的一端，第三管路(30)的另一端连接至散热末端E3的一个端口；在第二管路(20)上设置有第三阀门V3以及第一循环水泵P1，在第二管路(20)的靠近相变储热装置E2的部分上连接有第四管路(40)的一端，第四管路(40)的另一端连接至散热末端E3的另一端口；在第四管路(40)上设置有第五阀门V5以及第二循环水泵P2；通过各循环泵以及各阀门的开关，能够使得流体在电磁加热器E1、相变储热装置E2以及散热末端E3之间实现多个循环流路。2.根据权利要求1所述新型相变蓄热式电磁供热系统，其特征在于，还包括设置在第二管路(20)上，并且两端分别连接在第三阀门V3和第一循环水泵P1外侧的第一旁路(50)，并且在第一旁路上设置有第四阀门V4。3.根据权利要求1所述新型相变蓄热式电磁供热系统，其特征在于，还包括设置在第四管路(40)上，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯连元，李树谦，侯娜娜，孟晨，张易寒，孙开元，马子腾，
申请(专利权)人：河北水利电力学院，
类型：新型
国别省市：