风光互补发电的蓄热式电采暖系统的制作方法

本发明涉及风光互补发电取暖技术领域，尤其涉及一种风光互补发电的蓄热式电采暖系统。

背景技术：

清洁取暖是当前取暖的主流发展方向，电采暖更是比较有竞争力的采暖方式之一。

电采暖顾名思义，热能的来源是电能。在有条件的地区，无电地区和电力供应不充足的地区，采用风光互补发电，弥补光能资源夜间无法利用的问题，可以全天候提供电能，如何充分利用风光互补发电进行有效转化利用，是当前亟待解决且具有现实意义的问题。

技术实现要素：

为了克服上述所存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种计算判断蓄热热量和热量释放的时间，智能的蓄热和发热管理；利用风光两种能源的互补优势，把风光所发的电能直接转换成热能储存，蓄热代替储能，同时，释放热能，进行取暖的风光互补发电的蓄热式电采暖系统。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本技术方案为一种风光互补发电的蓄热式电采暖系统，包括发电单元、电能转换单元和蓄热电暖器单元；所述发电单元转化电能，通过所述电能转换单元，供所述蓄热电暖器单元储能使用；所述蓄热电暖器单元根据所述发电单元的发电功率，线性调整所述蓄热电暖器单元的蓄热功率，保持发电功率和蓄热功率平衡。

进一步优化设计，所述蓄热电暖器单元包括蓄热器、散热器和控制器。

进一步优化设计，所述蓄热器中采用发热元件加热蓄热材料，同时，外部通过耐高温和低导热性的保温材料进行热量贮存。

进一步优化设计，所述发热元件是金属发热丝，所述金属发热丝工作电压为10vac-400vac；所述蓄热器对所述金属发热丝的发热功率进行动态调整，从而调整所述蓄热器的蓄热功率。

进一步优化设计，所述蓄热材料是磁性蓄热砖。

进一步优化设计，所述金属发热丝的发热功率通过电动机构拖动触点位置变化进行调整；所述电动机构包括电机、传动杆和拖动杆。

进一步优化设计，所述发电单元包括风力发电单元和太阳能发电单元。

进一步优化设计，所述太阳能发电单元是光伏发电。

进一步优化设计，所述电能转换单元是风光互补电能转换器。

本发明的有益效果是：

本系统适用于无电或电力供应不稳定地区的清洁采暖，通过蓄热功能代理储能功能，把风光所发的电能直接转换成热能储存，无需昂贵的储能蓄电池。同时，按照取暖人的意愿调节释放速度，慢慢地将贮存的热量释放出来，白天把风光发电转换成热能蓄起来，夜间释放热能取暖。控制器计算判断蓄热热量和热量释放的时间，实现智能的蓄热和发热管理。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的系统组成结构示意图。

图2是本发明中用于调节金属发热丝发热功率的电动机构结构示意图。

图3是本发明中风光互补电能转换器的电气原理示意图。

图中标记：

风力发电单元1，太阳能发电单元2，风光互补电能转换器3，蓄热器4，散热器5，控制器6；

电机7，传动杆8，拖动杆9，动触头10，静触头11，金属发热丝12；

光伏mppt最大功率追踪电路13，风机pwm输入调压电路14，ac/dc转换电路15，直流母线稳压电容器组16，桥式dc/ac逆变电路17，风光互补电能转换器控制器18。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例，如图1中所示，本发明为一种风光互补发电的蓄热式电采暖系统，包括发电单元、电能转换单元和蓄热电暖器单元；所述发电单元转化电能，通过所述电能转换单元，供所述蓄热电暖器单元储能使用；所述蓄热电暖器单元根据所述发电单元的发电功率，线性调整所述蓄热电暖器单元的蓄热功率，保持发电功率和蓄热功率平衡。

蓄热电暖器单元的结构进一步优化，所述蓄热电暖器单元包括蓄热器4、散热器5和控制器6。蓄热电暖器与风光互补电能转换器3通过电缆和通信电缆连接。散热器5上的控制器6，可以通过当前的蓄热器4的蓄热量和室温设定温度给出可以持续散热的时长，以指导根据散热需求时长来进行室内温度的设定。

蓄热器4中发热元件和外部保温材料的进一步优化，所述蓄热器4中采用发热元件加热蓄热材料，同时，外部通过耐高温和低导热性的保温材料进行热量贮存。

发热元件所优选材料及工作电压范围，所述发热元件是金属发热丝12，所述金属发热丝12工作电压为10vac-400vac，电压范围宽，可以在很低的功率下都可以实现加热；所述蓄热器4对所述金属发热丝12的发热功率进行动态调整，从而调整所述蓄热器4的蓄热功率。蓄热器4线性调节金属发热丝12的电阻，以调整蓄热器4的功率，保持输入功率和蓄热功率的平衡。根据基尔霍夫电压公式，蓄热器4通过动态调整金属发热丝12的电阻r来实现自身蓄热功率的调整，同时，风光互补电能转换器3调整输出电压的幅值，以保持风光互补电能转换器3输出功率和蓄热功率的平衡，以防止出现过载导致的输出电压拉低的故障。

所述蓄热材料是磁性蓄热砖。

如图2中所示，用于改变金属发热丝发热功率的电动机构结构，所述金属发热丝12的发热功率通过电动机构拖动触点位置变化进行调整；所述电动机构包括电机7、传动杆8和拖动杆9；与拖动杆9连接并设置在金属发热丝12上的动触头10，金属发热丝12一端的静触头11。

发电单元的进一步优化，所述发电单元包括风力发电单元1和太阳能发电单元2。所述太阳能发电单元2是光伏发电。

蓄热电暖器单元中散热器5的散热功率可调节，通过显示屏幕实时显示当前的蓄热量，以及在当前设定温度的放热速率下的工作时长。蓄热电暖器单元中的控制器6，控制器是整个系统的控制核心，用于计算判断当前蓄热热量和热量释放的时间，实现智能的发热管理。可以设定工作模式，由控制器6实现不同工作模式的设定，其中包括蓄热优先和散热优先两种不同的工作模式。

蓄热优先：风力发电单元1和太阳能发电单元2的功率优先供给蓄热器4，进行热量的蓄积，当风力发电单元1和太阳能发电单元2大于当前的蓄热功率，或热量蓄满时，多余的功率才直接供给散热器5，用于室温加热。

散热优先：风力发电单元1和太阳能发电单元2的功率优先直接供给散热器5，用于室温加热，只有当风力发电单元1和太阳能发电单元2功率大于当前的散热功率时，多余的功率才用于蓄热器4蓄热。

电能转换单元的进一步优化，如图3中所示电路拓扑图，所述电能转换单元是风光互补电能转换器，风光互补电能转换器3包括光伏mppt最大功率追踪电路13，风机pwm输入调压电路14，ac/dc转换电路15，直流母线稳压电容器组16，桥式dc/ac逆变电路17和风光互补电能转换器控制器18。

风光互补电能转换器3，具备光伏发电输入通道和风力发电输入通道，将光伏发电输入的直流电通过桥式dc/ac逆变电路17为输出电压稳定的交流电，将风力发电输入的交流电通过ac/dc转换电路15和桥式dc/ac逆变电路17两级转换，转换为输出电压幅值可变的交流电。风光互补电能转换器3上可以输入其他电源作为后备能源，风力发电单元1和太阳能发电单元2均无法满足取暖需求时可以利用后备电源紧急取暖。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。