[发明专利]基于固体蓄热与相变蓄热的电供暖装置

说明书

本发明涉及供暖节能技术领域，尤其涉及一种基于固体蓄热与相变蓄热的电供暖装置，包括镁砖供热模块、相变蓄热模块、热能转换模块和供暖控制模块，并提供热水供暖与热风供暖两种供暖方式，能利用谷价电蓄热供暖，非谷价电时段放热供暖。在蓄热模式下，镁砖蓄热，同时使热风在翅片换热器处与热传导介质换热，热传导介质向相变蓄热材料传热并流至换热器换热，满足供暖使用。在放热模式下，供暖控制模块根据镁砖温度控制蓄放热顺序，能够高效地蓄热与放热满足供暖需求。本发明集成电发热、相变蓄能和固体蓄热，具有清洁环保、低成本运行、高效节能的特性，并提供热水供暖与热风供暖两种供暖方式，具有显著的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及供暖节能技术领域，尤其涉及一种基于固体蓄热与相变蓄热的电供暖装置。

背景技术

我国的一次能源格局是以化石能源中的煤炭为主，石油、天然气等优质能源为辅，以水电、核电、风能、太阳能、生物质能在内的非化石能源为补充，直燃煤在能源应用中仍占据主流。我国北方的燃煤供暖现象加剧了污染程度，清洁能源的使用也越来越受重视。在众多清洁能源中，太阳能、电能、地源热等形式的研究较为广泛，其中电能作为普及最广且不受地域环境限制的能源也成为地方政府、环保部门推动燃煤供暖方式变革中的重要替代能源。在二次能源中，电能由于能够与所有能源转换，故可以较为方便地转换为热能并实现精密控制的目的，更进一步的，电能由于其更加便捷、安全和清洁的巨大优势，已经成为清洁能源的优选方式。

另一方面，随着技术和经济的发展以及人们生活品质的提高，用电负荷峰谷差不断增大。通过开发利用低谷电技术，对平衡电网负荷，提高发电效率，降低电力设施投资，降低用电成本，促进环境保护都有重要意义。电热储能的优势：一方面电网移峰填谷，可对电网峰谷矛盾进行有效缓解；另一方面通过大量消纳弃风电，可提高可再生能源的利用率；同时有清洁环保功能能迅速有效消除燃煤造成的空气污染，从而在本源上改善空气的质量。北方地区在用电价格上执行峰谷分时电价政策。低谷时段的价格优势结合电蓄能技术，宏观上实现了转移高峰电力、保护生态环境的目标，微观上为北方地区供暖企业带来较好的经济效益。

采用电蓄能技术替代传统燃煤供暖有很好的市场前景。采用蓄热式清洁热源的优势在于：蓄热式清洁热源在使用过程中没有二氧化碳的排放，没有产生废弃物、粉尘等污染物，整个过程清洁环保。蓄热式清洁热源利用电网低谷时段和弃风时期电能进行储热，使现有用电容量和供电效率得到最大价值利用。运营成本低。储热式清洁热源使用低谷时段电源容量供暖，运行成本与燃煤成本相同，在保证供暖质量的前提下每年节约可观的供暖经费。目前主要的电蓄热方式有两种：一种为显热蓄热，对蓄热物质在不发生相态变化的条件下，加热升温将物质发生温度变化时所吸收或释放的热能储存起来保温储存，用热时释放热量的蓄热方式。如水蓄热、固体蓄热便是显热蓄热。另一种为相变蓄热，通过利用物质发生相变如固体与液体、液体与气体等物理状态变化时，吸收或释放的热能储存起来，在需要时释放出去。水蓄热初投资相对较少，但水箱蓄热存在一定的缺陷，采用水箱蓄能需要较大的存放空间，一旦出现漏水现象，难以处理。相比之下，相变蓄热与固体蓄热占地面积较小，换热温度更高，可根据场地不同灵活放置，不需单独的锅炉房也可以，如地下室、广场地下、操场地下、屋顶等闲置地方，减少有效占地。

中国专利公开号：CN104457036B公开了一种换热器及含该换热器的热泵机组运行方法。该发明公开了装置：换热本体两侧分别安装封头，封头内设有一个均流板，换热本体包括多组换热组件，多组换热组件依次安装；该发明的热泵机组运行方法根据不同的条件有以下六种运行方法：空气源热泵制冷模式，太阳能蓄热模式、蓄热器供热模式、太阳能辅助蓄热器供热模式、空气源热泵制热模式和蓄热器除霜模式。但是，由于该发明中的热能来源为太阳能，太阳能作为一种节能热源其对于热能供能时间、天气都具有一定的局限性，无法作为一种长期稳定的热源。

发明内容

为此，本发明提供一种基于固体蓄热与相变蓄热的电供暖装置，用以克服现有技术中节能类清洁热源为热源的供暖装置储存的热能储能量较少，无法提供稳定供暖效果的问题。