蓄能式半导体高速电子加热节能装置的制作方法

本发明涉及电采暖加热技术领域，尤其涉及蓄能式半导体高速电子加热节能装置。

背景技术：

目前在东北、华北、西北等地区，冬季取暖一般采用如下方式：

燃煤采暖装置、燃气采暖装置、地源热泵、水源热泵、空气能热泵及电加热。燃煤采暖装置由于对环境的巨大污染，已经被严格控制新建的投入，已有部分已开始大量强迫拆除，燃气采暖装置虽然没有被限制，但受运营高成本及入网的限制，有些区域没有条件安装。地源热泵、水源热泵受到回灌水对地下水资源污染的制约，在东北地区已经严格控制，不再审批，空气能热泵制热量太小，零下5后℃基本不起作用，不适应东北、西北、华北等地区。

电采暖是传统的加热方法，电采暖一般由如下方式：电热管（电阻）加热、高中频加热、PTC发热电缆加热及半导体加热。电热管加热耗能大、加热原件寿命短，在实践中应用受到限制，高中频加热由于高辐射，对人健康危害大，大面积应用受到制约，PTC发热电缆需要完全改变原有暖通设计和房屋基建，大型工程应用没有可行性。半导体电采暖是一种通过半导体发热元件的发热，迅速将热量带给流动的水实现暖通加热的一种装置，完全不改变原有暖通设计，在原有暖通管网入水、回水上接入就可以，结构简单、实现容易、耗电是原有电热管的一半，运行成本低廉，在18℃-20℃的标准下，运行成本是社会集中供暖的一半，自投入社会以来，为全国各企业、事业、楼堂馆所、农业提供了上万台取暖、热水制备设备，是国内外半导体取暖技术的开拓者及实践者，为国家煤改电奠定了实践的基础，目前在东北、华北、内蒙、西北、华南等地区有数千家用户，为国家环保改善作出巨大贡献，但是能量损耗比较严重。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了蓄能式半导体高速电子加热节能装置。

本发明的技术方案是，蓄能式半导体高速电子加热节能装置，包括内循环系统和外取暖系统，内循环系统和外取暖系统放置于箱体中；所述内循环系统包括：双层保温水箱、模压式水流开关、内循环泵、模压式水流分水器、电能热能转换器、模压式水流集水器，双层保温水箱的上层结构与模压式水流集水器相连，双层保温水箱的下层结构与内循环泵相连接，内循环泵与模压式水流分水器相连，模压式水流分水器通过连接螺栓与电能热能转换器连接、电能热能转换器通过接螺栓与模压式水流集水器连接、模压式水流集水器通过固定水流集水器卡子固定在箱体内支撑上梁上；所述的外取暖系统包括：单向截止阀、外循环泵、用户取暖装置，外循环泵两端分别通过单向截止阀与双层保温水箱以及用户取暖装置相连。

进一步地，电热能转化器包括陶瓷半导体加热片、供电端子以及铝合金水槽，陶瓷半导体加热片至于铝合金水槽中间，连接供电端子。

进一步地，发热单元采用固态继电器驱动。

进一步地，电热能转化器分为四组，每组电热能转化器都设有固态继电器。

进一步地，箱体采用厚板金属外壳，高稳定底梁，表面静电喷塑，两侧有移动把手，上盖配有吊钩，在采暖装置箱体的侧面安有进出水口，两侧设有百叶窗散热孔；采暖装置前后有门。

本发明蓄能式半导体高速电子加热节能装置，与现有技术相比的优点为：

第一、使用双层保温水箱与采暖装置底部进水管通过一个可控制的内循环水泵相连接。采暖装置加热与外循环泵分别控制。实现电能先转换成热能储存起来，在需要取暖时，把储存热能，充入暖气管路系统。实现了节能、蓄能式半导体采暖装置运行达到节能、蓄能目的。

第二、该加热器采用过流式加热，陶瓷半导体材料加热片紧贴在水管的外壁加热热量通过金属材质传导，真正实现了水电分离；加热器在通电时，陶瓷半导体材料加热片只发热、不发光，即使放置在干纸中也不会使纸燃烧起来，不会产生触电、明火等危险；若管道内无水或温控器失灵导致加热器空载，则加热器到达200℃左右陶瓷半导体材料加热片阻值急剧上升，此时陶瓷半导体材料加热片成了绝缘体，从而切断电源，陶瓷半导体材料加热片自身保护起来，这时加热器基本没有电流，也就没有了功率，即便长时间无水干烧，也不会烧坏。等温度降低或管道通水时，陶瓷半导体材料加热片又恢复加热，因此在无水或空载时通电可干烧、不爆管、不漏电、不引发火灾等危害。

第三、发热单元用固态继电器驱动，由于固态继电器输入输出隔离且内部功率元件是可控硅，因此具有使用寿命长、无噪声、响应速度快、安全可靠等优点。

第四、设备电能热能转换器分为四组（四个固态继电器）控制，每组功率为采暖装置总功率的1/4。实现了节能、蓄能式半导体采暖装置的节能高效运行。

第五、箱体采用厚板金属外壳，高稳定底梁，表面静电喷塑。两侧有移动把手，上盖配有吊钩。采暖装置移动方便。在采暖装置的侧面安有进出水口，有利于接入供暖系统。两侧百叶窗散热孔。采暖装置前后有门，有利于检修维护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的箱体正面外形图；

图3为本发明的整体控制图。

图中：1、箱体，2、电缆进口，3、总电源输入开关，4、直流电源，5、低压变换IGBT，6、PLC逻辑控制器，7、急停触发器，8、电源转换器，9、加热驱动固态继电器，10、固定水流集水器卡子，11、箱体内安装支撑上梁，12、电能热能转换器，13、模压式水流分水器，14、压力、温度传感器，15、模压式水流集水器，16、电能热能转换器与模压式水流集水器连接螺栓，17、模压式分水器水流开关，8、电能热能转换器与模压式水流分水器连接螺栓，19、固定模压式水流分水器卡子，20、双层保温水箱，21、单向截止阀，22、截止阀，23、风扇，24、内循环水泵，25、外循环水泵单向截止阀，26、外循环水泵，27、外循环水泵单向截止阀，28、外取暖系统，29、外循环水泵，30、箱体移动安装孔，31、箱体内安装支撑下梁，32、箱体内安装支撑中梁，33、电能热能转换器接线端子固定，34、热水出水开关，35、装置补水开关，36、装置补水管道，37、连接电能热能转换器元件集线束，38、PLC触摸屏，39、急停按钮，40、电源启动转换开关，41、箱体门把手，42、箱体上部门把手，43、电能热能转换器接线端子。

具体实施方式

为了更好的理解本实用下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

如图1所示，一种蓄能式电采暖装置包括：箱体1、电缆进口2、总电源输入开关3、直流电源4、低压变换IGBT-5、PLC逻辑控制器6、急停触发器7、电源转换器8、加热驱动固态继电器9、固定水流集水器卡子10、箱体内安装支撑上梁11、电能热能转换器12、模压式水流分水器13、压力、温度传感器14、模压式水流集水器15、电能热能转换器与模压式水流集水器连接螺栓16、模压式分水器水流开关17、电能热能转换器与模压式水流分水器连接螺栓18、固定模压式水流分水器卡子19、双层保温水箱20、单向截止阀21、截止阀22、风扇23、内循环水泵24、外循环水泵单向截止阀25、外循环水泵26、外循环水泵单向截止阀27、外取暖系统28、外循环水泵29、箱体移动安装孔30、箱体内安装支撑下梁31、箱体内安装支撑中梁32、电能热能转换器接线端子固定梁33、热水出水开关34、装置补水开关35、装置补水管道36、电能热能转换器集线束37、电能热能转换器接线端子43。

图2是一种蓄能式电采暖装置箱体正面外形图： PLC触摸屏38、急停按钮39、启动按钮40、箱体下部门把手41、箱体上部门把手42。

结合图1、图2、图3所示，打开总输入电源开关3，在触摸控制屏38上设置预定温度参数。按下启动按钮40、通过低压变换5、PLC控制器6、启动固态继电器9对电能热能转换器12供电，同时启动内循环泵24、使保温水箱里的水通过内循环泵24、模压式水流开关17、依次进入固定模压式水流分水器卡子19、固定在箱体内安装支撑下梁31上的模压式水流分水器13、电能热能转换器12、模压式水流集水器15、压力、温度传感器14，最后进入保温水箱20。

储能式电采暖装置内循环系统包括：保温水箱20、模压式水流开关17、内循环泵24、模压式水流分水器13、电能热能转换器12、模压式水流集水器15；模压式水流分水器13通过电能热能转换器与模压式水流分水器连接螺栓18与电能热能转换器12连接，电能热能转换器12通过电能热能转换器与模压式水流集水器连接螺栓16与模压式水流集水器15连接，模压式水流集水器15通过固定水流集水器卡子10，固定在箱体内安装支撑上梁11上。

储能式电采暖装置外取暖系统由阀门25、外循环泵26、阀门27、用户取暖装置28组成；保温水箱20的热水通过阀门25、外循环泵26、阀门27、用户取暖装置28、回到保温水箱20。

打开箱体上部门把手42可调整PLC控制器6，打开下门把手41可调整电能热能转换器12，水与控制装置各占独立空间实现安全操作。

蓄能式电采暖装置箱体采用厚板金属外壳，高稳定底梁，表面静电喷塑。两侧有移动把手，上盖配有吊钩，采暖装置移动方便。在采暖装置的侧面安有进出水口，有利于接入供暖系统。两侧百叶窗散热孔。采暖装置前后有门，有利于检修维护。选择人体高度适宜视觉角度，放置显示控制与操作界面，达到最好人机效果与人机界面。内观：使用框架结构，提高空间的可操作性。水与控制电器各占有独立空间，用PLC控制器6实现加热控制系统，电机保护系统，分组控制驱动系统，水加热能量转换系统，分水器分流系统，水流开关检测系统，风冷系统，主电路安全保护系统的控制。实现了一种蓄能式电采暖装置的安全运行设备电能热能转换器12分为四组（四个固态继电器）控制，每组功率为采暖装置总功率的1/4。实现了节能、蓄能式半导体采暖装置的节能高效运行。

电热能转化器包括陶瓷半导体加热片、供电端子以及铝合金水槽，陶瓷半导体加热片至于铝合金水槽中间，连接供电端子。

固态继电器9给陶瓷加热片以及铝合金水槽包装的供电端子供电。内循环水泵24开启。水经水流开关17由模压式分水器13、进入到电能热能转换器12内、供电端子52通电。热水通过模压式集水器15出水管线经过流量传感器进入双层保温水箱20。由外循环水泵26从保温水箱20给客户端输送采暖热水。当温度达到客户的设置上限温度时，电能热能转换器12由PLC控制器6自动断电、停止加热。当温度达到客户的设置下限温度时，电能热能转换器12由PLC控制器6控制固态继电器9自动供电加热。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。