变频固体蓄热供暖系统的制作方法

本实用新型属于电蓄热技术领域，涉及一种变频固体蓄热供暖系统。

背景技术：

随着我国人口密度增加，使得我国电网运行中，峰谷交错的存在对电网的稳定性造成了很大的干扰，热别是谷电，更成为了电网公司的心病。就全国而言夜间用电量较白天大幅度降低，谷电无法消纳问题日益严重。为了移峰填谷，电力行业按国家政策推行并完善了分时电价管理措施，高峰时段电价上浮，低谷时段电价下调，其在一定程度上削弱了用电的峰谷交错现象，但仍然存在低谷电量过剩、峰谷电负荷大的问题。

目前居民楼主要通过水箱式电锅炉、燃气锅炉或燃煤锅炉供暖，燃气锅炉或燃煤锅炉造成环境污染，水箱式电锅炉，不能蓄热，白天使用时，增加峰谷用电负荷且运行费用高，因此可以通过电蓄热充分利用低谷电能，以合理、高效使用电能，减缓电网低谷电过剩问题。

技术实现要素：

为了达到上述目的，本实用新型提供一种变频固体蓄热供暖系统，解决了目前采用燃气锅炉或燃煤锅炉供暖造成环境污染及采用水箱式电锅炉供暖增加峰谷用电负荷且运行费用高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，变频固体蓄热供暖系统，包括依次组成闭环管路的自动供水系统、固体蓄热换热系统、采暖系统、取暖设备和过滤系统；自动供水系统和固体蓄热换热系统连接的出水管道上设有第一信号采集模块；固体蓄热换热系统和采暖系统连接的出水管道上设有第二信号采集模块；

所述固体蓄热换热系统与变频控制系统的输出端电性连接；第一信号采集模块和第二信号采集模块分别与变频控制系统的输入端电性连接；且所述变频控制系统分别与采暖系统和自动供水系统双向电性连接；变频控制系统的输入端与10KV/0.4KV的变压器电性连接；

所述自动供水系统由依次设置在管路上的第三球阀、远传水表、软水机、电磁阀、第二回止阀和水罐组成；远传水表与变频控制系统的输入端电连接，所述电磁阀与变频控制系统的输出端电连接；

所述固体蓄热换热系统由固体蓄热体、电加热丝、风机和气液换热器组成；电加热丝位于固体蓄热体内，且电加热丝和风机均与变频控制系统的输出端连接；固体蓄热体上设有通风风道，通风风道一端分别与气液换热器的气流出口、风机连接，通风风道另一端与气液换热器的气流入口连接；气液换热器的进液口与水罐的出水管道连接，气液换热器的出液口与采暖系统连接；

所述第一信号采集模块由第一温度传感器和第一压力表组成；

所述第二信号采集模块由第二温度传感器和第二压力表组成；

所述第一温度传感器、第一压力表、第二温度传感器和第二压力表均与变频控制系统的输入端连接。

进一步的，所述采暖系统由两个相同的采暖支路构成；

所述采暖支路分别由依次设置在管路上的第一球阀、第三压力表、第一回止阀、第一减震阀、水泵、第二减震阀、第四压力表和第二球阀依次组成；

所述第三压力表和第四压力表均与变频控制系统的输入端连接。

进一步的，所述变频控制系统由可编程逻辑控制器、调功器、变频器组成；

所述调功器、变频器均与可编程逻辑控制器的输出端连接。

进一步的，所述第一温度传感器、第一压力表、第二温度传感器、第二压力表、第三压力表、第四压力表和远传水表分别与可编程逻辑控制器的输入端连接；

所述电加热丝与调功器的输出端连接；

所述风机与变频器的输出端连接；

所述电磁阀与可编程逻辑控制器的输出端连接。

进一步的，所述第一温度传感器、第一压力表、第二温度传感器、第二压力表、第三压力表、第四压力表和远传水表一端分别与可编程逻辑控制器的输入端子一一对应连接，其另一端均与可编程逻辑控制器的COM0端连接；

所述变频器的输入端子SD、RL、RM、RH、STF及调功器的输入端子A和M分别与可编程逻辑控制器的输出端子一一对应连接；变频器的主回路电源端子R、S和T经断路器QF1和熔断器FU1连接变压器输出端，变频器的主回路输出端子U、V和W与风机连接；调功器的主回路电源端子R、S和T经断路器QF2和熔断器FU2连接变压器输出端，调功器的主回路输出端子U、V和W与电加热丝Y形连接。

进一步的，所述电磁阀一端经中间继电器与可编程逻辑控制器的输出端子连接，电磁阀另一端经24V直流电源与可编程逻辑控制器的COM1端子连接。

进一步的，所述变频器的型号为RF-D7200。

进一步的，所述过滤系统由Y型过滤器和位于其两侧的第六球阀、第五球阀组成。

进一步的，所述取暖设备为风机盘管或暖气片。

进一步的， 所述第一信号采集模块一侧设有第九球阀，另一侧设有第七球阀。

本实用新型的有益效果是，变频固体蓄热供暖系统，自主设计变频控制系统，用户可设定蓄热时间、时长和温度，且变频控制系统会自动判断该蓄热体需要的热量及加热功率，进行自动加热，减少了设备故障，增加了电加热丝的使用寿命，从而提高了用户效益。在取暖设备需要热量供给时，可按设定的温度和供暖量，由风机提供循环空气经过固体蓄热体，通过气水换热器对循环水进行热交换，由水泵将热水提供至末端取暖设备中，电加热式固体变频蓄热系统供热方案比水箱式电锅炉、燃气锅炉及燃煤锅炉相比较，采用固体蓄热换热器使用低谷电蓄热、供水，可将运行费用降低50%以上；储热能力强，供热稳定，热效率高，结构紧凑，占地面积小，噪声低，无污染；可大大减轻峰电的电负荷，符合国家移峰填谷政策，降低了用户成本，实现了环境效益和社会效益的共赢，具有广泛的推广和使用空间，有效减缓低谷电量过剩、峰谷电负荷大的问题，并解决了目前采用燃气锅炉或燃煤锅炉供暖造成环境污染及采用水箱式电锅炉供暖增加峰谷用电负荷且运行费用高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型变频固体蓄热供暖系统结构框图。

图2是本实用新型变频固体蓄热供暖系统结构示意图。

图3是变频控制系统控制电路图。

图中，1.变压器，2.变频控制系统，2-1.可编程逻辑控制器，2-2.调功器，2-3.变频器， 3.固体蓄热换热系统，3-1.电加热丝，3-2.风机，4.第一信号采集模块，4-1.第一温度传感器，4-2.第一压力表，5.第二信号采集模块，5-1.第二温度传感器，5-2.第二压力表，6.采暖系统，6-1.第一球阀，6-2.第三压力表，6-3.第一回止阀，6-4.第一减震阀，6-5.水泵，6-6.第二减震阀，6-7.第四压力表，6-8.第二球阀，7.自动供水系统，7-1.水罐，7-2.第二回止阀，7-3.电磁阀，7-4.软水机，7-5.远传水表，7-6.第三球阀，7-7.第四球阀，7-8.自动排气阀，7-9.污水排放阀，8.过滤系统，8-1.Y型过滤器，8-2.第五球阀，8-3.第六球阀，9.取暖设备，10.第九球阀，11.第七球阀，12.第八球阀，13.安全阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

变频固体蓄热供暖系统，如图1~3所示，包括依次组成闭环回路的自动供水系统7、第一信号采集模块4、固体蓄热换热系统3、第二信号采集模块5、采暖系统6、取暖设备9和过滤系统8；变压器1、第一信号采集模块4、第二信号采集模块5分别与变频控制系统2的输入端电性连接，变频控制系统2输出端与固体蓄热换热系统3电性连接，且变频控制系统2分别与采暖系统6和自动供水系统7双向电性连接；变频控制系统2与10KV/0.4KV变压器1电性连接，变压器1将10KV高压电转换为380V工业用电，为变频控制系统2提供电源电压。

所述自动供水系统7依次由第三球阀7-6、远传水表7-5、软水机7-4、电磁阀7-3、第二回止阀7-2和水罐7-1组成。自动供水系统7经第三球阀7-6与自来水供应管相接，为管路提供冷水；远传水表7-5实时的将用水量反馈给变频控制系统2，软水机7-4用于对自来水进行软化，防止供暖系统管道结垢；电磁阀7-3与变频控制系统2输出端相接，变频控制系统2控制电磁阀7-3的打开，以向水罐7-1内补水，水罐7-1经第一信号采集模块4与固体蓄热换热系统3相接，为气液换热提供水资源；第二回止阀7-2用于防止管道中的水回流。电磁阀7-3一侧并联用于检测电磁阀7-3是否故障的第四球阀7-7，且在电磁阀7-3故障时刻保证供暖的正常进行。

第一信号采集模块4由第一温度传感器4-1和第一压力表4-2组成；第一温度传感器4-1用来检测输入至固体蓄热换热系统3中水的水温，即用来测量初始温度并反馈给变频控制系统2，第一压力表4-2用于测量进入固体蓄热换热系统3中的水的压力大小，并反馈给变频控制系统2，第一温度传感器4-1和第一压力表4-2依次设置在水罐7-1的出水管道上。第一信号采集模块4两侧设有用于检测第一信号采集模块4是否故障的第九球阀10和第七球阀11。

固体蓄热换热系统3由固体蓄热体、电加热丝3-1、风机3-2和气液换热器组成；电加热丝3-1位于固体蓄热体内，且电加热丝3-1与变频控制系统2输出端相接，将低谷电能转化为热能，并利用固体蓄热体存储起来，以便白天供暖使用；固体蓄热体内设有通风风道，固体蓄热体是由氧化镁蓄热砖排列组成，通风风道一端分别与气液换热器的气流出口、风机3-2相接，另一端与气液换热器的气流入口相接，使得气流可循环利用；气液换热器的进液口与水罐7-1的出水管道相接，风机工作产生的气流流经通风风道被固体蓄热体加热， 然后从气液换热器的气流入口进入气液换热器，进行换热，换热完成后，气流沿气管到达通风风道与风机3-2相接的一端，进行气流的循环利用，降低热量损耗和电能损耗。固体蓄热体外层采用高等绝热体，使高温蓄热体与外部环境达到热绝缘，进一步降低热量损耗。本实用新型固体蓄热体和气液换热器可直接购买。

第二信号采集模块5由第二温度传感器5-1和第二压力表5-2组成；第二温度传感器5-1用来检测从固体蓄热换热系统3中流出的水的水温，即用来测量回水温度并反馈给变频控制系统2，第二压力表5-2用于测量从固体蓄热换热系统3中流出的水的压力大小，并反馈给变频控制系统2，第二温度传感器5-1和第二压力表5-2依次设置在固体蓄热换热系统3与采暖系统6连接的出水管道上，该出水管道上还设有第八球阀12，用于控制固体蓄热换热系统3中热水的流出。

采暖系统6由两个相同的采暖支路组成，所述采暖支路分别由第一球阀6-1、第三压力表6-2、第一回止阀6-3、第一减震阀6-4、水泵6-5、第二减震阀6-6、第四压力表6-7和第二球阀6-8依次组成；第一球阀6-1和第二球阀6-8用于控制采暖系统6管路中热水的流入与流出，并在变频固体蓄热供暖系统故障后便于检查采暖支路是否故障；在采暖系统6中设置两个采暖支路，是防止采暖支路故障影响供热进行，当一个采暖支路故障后，另一个采暖支路可使得系统正常进行。

取暖设备9是风机盘管或暖气片，水泵6-5将热水提供至取暖设备9，为用户供暖。

过滤系统8由Y型过滤器8-1和位于其两侧的第六球阀8-3、第五球阀8-2组成，Y型过滤器8-1用于过滤经取暖设备9的循环水中的残渣，第五球阀8-2和第六球阀8-3用于控制过滤系统8中循环水的流入和流出，并便于对Y型过滤器8-1是否故障进行排查。

水罐7-1上还设有自动排气阀7-8和污水排放阀7-9，当打开自动供水系统所有阀门向水罐7-1内补水时，或流经取暖设备9的循环水流入水罐7-1内时，需同时打开自动排气阀7-8，以减小水罐7-1内的气压。当第二年重新供暖时，打开污水排放阀7-9，将供暖管道内前一年的污水排出。过滤系统8与水罐7-1间的循环水管道上还设有安全阀13。

变频控制系统2由可编程逻辑控制器2-1、调功器2-2、变频器2-3组成；第一温度传感器4-1、第一压力表4-2、第二温度传感器5-1、第二压力表5-2、第三压力表6-2、第四压力表6-7和远传水表7-5一端分别与可编程逻辑控制器2-1的输入端子一一对应连接，另一端与可编程逻辑控制器2-1的COM0端连接；变频器2-3的SD、RL、RM、RH、STF端子及调功器2-2的输入端子A和M分别与可编程逻辑控制器2-1的输出端子一一对应连接；调功器2-2的输入端子A和M输入4~20mA直流电流，变频器2-3的RL端子为低速端子，RM为中速端子，RH为高速端子，STF端子是正转启动端子，使得风机3-2正转。变频器2-3的主回路电源端子R、S和T经断路器QF1和熔断器FU1连接变压器1输出端，变频器2-3的主回路输出端子U、V和W与风机3-2连接；调功器2-2的主回路电源端子R、S和T经断路器QF2和熔断器FU2连接变压器1输出端，调功器2-2的主回路输出端子U、V和W与电加热丝3-1连接；电磁阀7-3一端经中间继电器KA与可编程逻辑控制器2-1的一个输出端子连接，电磁阀7-3另一端经24V直流电源与可编程逻辑控制器2-1的COM1端子连接。本实施例所用变频器是RF-D7200变频器，可编程逻辑控制器2-1、调功器2-2和变频器2-3其他未说明的端子的连接与常规接法一致即可。

变频固体蓄热供暖系统在用电低谷时，利用电加热丝3-1将电能转化成热能储存在设有通风风道的固体蓄热体中，峰谷用电时，风机工作产生的气流经固体蓄热体被加热，进入气液换热器后与自动供水系统7提供的水进行换热，采暖系统6中的水泵6-5将热水供给取暖设备9，热水经供暖设备9完成供暖后又经过滤系统8过滤回到自动供水系统7中，继续循环使用。变频控制系统2通过第一温度传感器4-1采集换热前水的初始温度、第二温度传感器5-1采集的热水温度、与人为设定的供暖温度，及第二压力表5-2、第三压力表6-2和第四压力表6-7采集的水压，控制变频器2-3和电磁阀7-3，进而控制风机3-2的风量和供水水压，控制换热时间和水温，进而控制供暖温度和时间，使得其满足用户需求；变频控制系统2通过人为设定的供暖温度和时间，计算电加热丝3-1的加热功率，并通过调功器2-2控制电加热丝3-1的加热功率，使得蓄热的热能满足用户对供热温度和时长的需求。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。