专利名称：一种高温固体电蓄热式供热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电供热装置领域，特别涉及一种高温固体电蓄热式供热装置。
背景技术：
近年来，随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，用电需求日益增长。同时，由于国内工业生产及百姓生活规律与习惯的原因，白天、晚上用电需求的峰谷差异较大，特别是在需要供暖的冬季及需要供冷的夏季，峰谷差异更大。用电需求的峰谷差异威胁着电厂、电网运行的安全与经济性。在此背景下，国家大力推广用电需求管理政策，推行峰谷电价，鼓励支持低谷蓄能(蓄热、蓄冷和蓄电)技术与产品的推广应用。电蓄热式供热装置，能够移峰填谷，提高电厂、电网运行的安全性与经济性，节省用户运行成本，减少国家电厂建设与投资规模，具有良好的市场前景。目前，电蓄热式供热的主要方式为水蓄热和蒸汽蓄热。由于水的比热容较低，沸点低，其蓄能密度小，蓄热的利用率低，且蓄热容器体积大，占用空间大；蒸汽虽然潜热大，但蒸汽单位体积质量小，所以蒸汽蓄能密度小，蓄热容器体积大，占用空间大，且还有高压蒸汽的危险性问题。所以水蓄热及蒸汽蓄热综合造价高，热利用率低，技术水平低，产品适用性差以及市场发展缓慢。为此现有技术中又提出了固体蓄热方式，固体蓄热的蓄能密度大，但由于受蓄热材料、电热转化材料、保温技术与材料和换热技术等技术水平的制约。在实现本实用新型的过程中，发现现有技术中至少存在以下的缺点和不足目前国内固体高温蓄热供热技术与产品还有很多不足之处，具体表现为以下几个方面(1)蓄热温度偏低，蓄热量小；(2)保温效果差，热损耗大，热效率低；(3)具有严重的安全隐患；(4)易损部件(如电热丝)维修难度大；(5)与蓄热体相连的金属风室温度高，金属风室材料抗氧化腐蚀性能差。以上技术与功能的缺陷影响了该产品的推广应用。
实用新型内容本实用新型提供了一种高温固体电蓄热式供热装置，该供热装置降低了热损耗、避免了安全隐患以及延长了使用寿命，详见下文描述一种高温固体电蓄热式供热装置，包括电蓄热炉，所述电蓄热炉的下部设置有具有漏液保护功能的气液换热器和变频风机，所述电蓄热炉与所述气液换热器和所述变频风机之间以金属框架分隔；所述电蓄热炉达到预设温度后发送第一信号到控制系统，所述控制系统发送停止加热信号到所述电蓄热炉；所述控制系统发送第二信号到变频风机，所述变频风机开启；同时发送第三信号到循环水泵，所述循环水栗开启。所述电蓄热炉包括设置在最内层的蓄热体，所述蓄热体外部依次设置有第一保温层和第二保温层，所述第一保温层和所述第二保温层之间设置有金属风室，所述金属风室与所述气液换热器相连，顶部或底部安装有稳压阀，用于维持所述蓄热体内部气体压力恒定；所述第二保温层外侧设置有装饰外壳，在所述装饰外壳上安装有穿过所述金属风室、所述第一保温层和所述第二保温层的维修通道；所述蓄热体的内部孔道内设置有电热丝。在所述装饰外壳上安装有穿过所述金属风室、所述第一保温层和所述第二保温层的维修通道具体为在所述装饰外壳底部或顶部或侧面上安装有穿过所述金属风室、所述第一保温层和所述第二保温层的所述维修通道。所述装饰外壳具体为顶部与四个侧壁密封相连，底部不密封。所述气液换热器包括压差传感器、报警器、第一电动阀门、第二电动阀门、电信号发生器和漏液收集管，所述压差传感器设置在冷流体进出口端，所述电信号发生器安装在所述漏液收集管内或管外；所述漏液收集管用于收集泄漏的液体；当达到预设液位时，所述电信号发生 器发出电信号，所述报警器接收电信号发出报警维修信号；在所述电信号控制下，切断所述循环水泵的电源、关闭所述第一电动阀门，开启所述第二电动阀门实现自动排液。所述气液换热器的旁通管路上设置单向阀，所述单向阀用于排放泄漏液体。所述电信号发生器具体为电极、浮球开关、液位计或行程开关中的任意一种。本实用新型提供了一种高温固体电蓄热式供热装置，具有以下的有益效果通过低谷电加热电蓄热炉内的蓄热砖，热量由蓄热砖储存，在峰电时段通过气液换热器进行二次换热将电蓄热炉内的热量释放出来供用户使用；(I)采用高效复合保温技术，蓄热体高温时无热击穿现象，同时第一保温层和第二保温层外侧温度低，热损耗小；(2)采用带漏液报警保护的气液换热器，无爆炸与烫伤的安全隐患；(3)金属风室与蓄热体间安装有第一保温层和第二保温层，大大降低了金属风室材料的表面温度，解决了金属材料的高温氧化腐蚀难题，延长了装置寿命；(4)维修通道解决了电热丝更换维修需破坏保温层、维修工作量大的问题；(5)采用顶部与四周连接密封的外壳，解决了传统外壳热损耗大的问题。
图I为本实用新型提供的一种高温固体电蓄热式供热装置的结构示意图；图2为本实用新型提供的电蓄热炉的主视图；图3为本实用新型提供的电蓄热炉的附视图；图4为本实用新型提供的电蓄热炉的左视图；图5为本实用新型提供的气液换热器的结构示意图。附图中各标号所代表的部件列表如下A :电蓄热炉；B :带漏液保护装置气液换热器；C :循环水泵；D :变频风机；E :控制系统；F :金属框架；A-I :蓄热砖；A-2 :第一保温层；A-3 :第二保温层；A-4 :金属风室；A-5 :装饰外壳；A-6 :维修通道；[0036]A-7 :电热丝；A-8 :稳压阀；A-5-1 :装饰外壳顶部； A-5-2 :装饰外壳侧壁；B-I :压差传感器；B-2 :单向阀；B-3:报警器；B-4:第一电动阀门；B-5:第二电动阀门；B-6:电信号发生器；B-7:漏液收集管；B-8:旁通管路；PDI :压差显示。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。为了降低热损耗、避免安全隐患以及延长使用寿命，本实用新型实施例提供了一种高温固体电蓄热式供热装置，参见图1，详见下文描述一种高温固体电蓄热式供热装置，包括电蓄热炉A，电蓄热炉A的下部设置有用于漏液保护的气液换热器B和变频风机D，电蓄热炉A与气液换热器B和变频风机D之间以金属框架F分隔；电蓄热炉A达到预设温度后发送第一信号到控制系统E，控制系统E发送停止加热信号到电蓄热炉A ;所述控制系统E发送第二信号到变频风机D，变频风机D开启；同时发送第三信号到循环水泵C，循环水泵C开启。其中，控制系统E完成检测数据的采集、输出控制信号等任务。当该供热装置执行蓄热工作时，控制系统E在第一预设时间启动电蓄热炉A内的加热部件，蓄热体A开始蓄热，当蓄热体A内温度达到控制系统E内的预设温度后，发送第一信号到控制系统E，控制系统E发送停止加热信号到电蓄热炉A，电蓄热炉A停止加热，保持当前温度；当该供热装置执行供热工作时，控制系统E显示电蓄热炉A完成蓄热，并在第二预设时间(也可手动操作)发送第二信号到变频风机D，变频风机D开启；发送第三信号到循环水泵C，循环水泵C开启。循环水泵C进出口的温度差值由控制系统E采集，并输出第二信号至变频风机D，通过调节变频风机D的变频器达到控制风量的目的实现用户端使用温度恒定。即，当装置供热时，控制系统E采集到变频风机D和循环水泵C进出口端的温度差值，若达到预设值，即传递信号指令关闭D或C.此时冷热流体进出口温度基本相当，换热完成，温度恒定。若采集到的温度差值未达预设值，则执行D或C的开启状态不变，继续换热。其中，第一预设时间、第二预设时间和预设温度根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。参见图2、图3和图4，电蓄热炉A包括设置在最内层的蓄热体A_1，蓄热体A_1外部依次设置有第一保温层A-2和第二保温层A-3，第一保温层A-2和第二保温层A-3之间设置有金属风室A-4，金属风室A-4与气液换热器B相连，顶部或底部安装有稳压阀A-8，用于维持蓄热体A-I内部气体压力恒定；第二保温层A-3外侧设置有装饰外壳A-5，在装饰外壳A-5上安装有穿过金属风室B-4、第一保温层A-2和第二保温层A-3的维修通道A-6 ;蓄热体A-I的内部孔道内设置有电热丝A-7。其中，在装饰外壳A-5上安装有穿过金属风室A-4、第一保温层A-2和第二保温层A-3的维修通道A-6具体为[0051]在装饰外壳A-5底部或顶部或侧面上安装有穿过金属风室A-4、第一保温层A-2和第二保温层A-3的维修通道A-6。其中，装饰外壳A-5具体为顶部A-5-1与四个侧壁A-5-2密封相连，底部不密封。通过该设置使得从内部散发出来的热量不能与外部空气形成直接对流，解决了传统外壳无密封顶，或在顶部、侧面开散热孔造成的热损大问题，提高了热效率。第一保温层A-2和第二保温层A-3采用高效复合保温技术，使得蓄热体A_1温度可达900°C。其中，维修通道A-6外部安装有可拆卸的密封盖。当电热丝A-7故障时，先换热降温，打开维修通道A-6的密封盖，维修人员即可直接进入内部进行维修维护，解决了传统的电热丝A-7维修时需破坏保温层结构和维修工作量大的问题。其中，蓄热体A-I具体为依据预设规则排列的蓄热砖，形成规则孔道。预设规则 根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。其中，金属风室A-4为整体结构，位于第一保温层A-2和第二保温层A_3之间，大大降低了金属风室A-4的表面温度，解决了传统装置风室金属材料的高温氧化腐蚀难题，延长了装置寿命。其中，在加热及蓄热过程中，蓄热体A-I内部温度高，造成金属风室A-4内部气体温度及压力高，稳压阀A-8可用于维持蓄热体A-I内部气体压力恒定(例如0. 15Mpa)，根据压力大小(PDI，压差显示)自动开启或关闭实现压力控制。稳压阀A-8具体为安全阀或单向阀等，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。参见图5，气液换热器B包括压差传感器B-1、报警器B-3、第一电动阀门B_4、第二电动阀门B-5、电信号发生器B-6和漏液收集管B-7，压差传感器B-I设置在冷流体进出口端，电信号发生器B-6安装在漏液收集管B-7内或管外；漏液收集管B-7用于收集泄漏的液体；当达到预设液位时，电信号发生器B-6发出电信号，报警器B-3接收电信号发出报警维修信号；在电信号控制下，切断循环水泵C的电源、关闭第一电动阀门B-4，开启第二电动阀门B-5实现自动排液。其中，预设液位的数值根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。进一步地，气液换热器B在发生液体泄漏时，泄漏的液体能进入旁通管路B-8，当泄漏液体较多时而第二电动阀门B-5故障或排液能力不足时，该气液换热器B的旁通管路B-8上设置单向阀B-2，单向阀B-2用于排放泄漏液体。其中，泄漏液体进入旁通管路B-8，将单向阀B-2顶开实现排放，避免了气液换热器B因未及时进行人工维修而造成的泄漏液体进入金属风室A-4，避免了泄露液体与蓄热体A-I和电热丝A-7接触，消除了爆炸、烫伤和漏电等安全隐患。进一步地，电信号发生器B-6具体为电极、浮球开关、液位计或行程开关中的任
意一种。其中，通过安装有第一电动阀门B-4、第二电动阀门B-5和漏液收集管B_7，实现了泄漏液体时自动排液；电信号发生器B-6通过与报警器B-3连接，实现报警；电信号发生器B-6与第一电动阀门B-4和第二电动阀门B-5连接，实现泄漏液体时关闭循环水泵C及对第一电动阀门B-4和第二电动阀门B-5进行控制。[0065]其中，具体实现时，报警器B-3具体为光电及声电报警器。其中，气液换热器B内的气体通路与变频风机D、蓄热体A-I的内部孔道及金属风室A-4连接成一个封闭循环的热流体(空气)流通通道。气液换热器B的液体通路与循环水泵C和用户端供暖散热器等连接成一个封闭循环的冷流体(水)流通通道。下面详细的描述下蓄热和供热工作原理在低谷电时段控制系统E控制电热丝A-7工作将热能传给蓄热体A-I，并在第一保温层A-2和第二保温层A-3的隔热保温下将热量贮存起来。使用时(峰电时段)变频风机D将空气经金属风室A-4输送至蓄热体A-I内与蓄热体A-I进行换热，使空气温度达到120 150°C，而后热空气经金属风室A-4进入气液换热器B的气体通路与液体通路中的水进行循环换热，水温达到设计温度(45 95°C)，水的温度由变频风机D的风量来控制。通过循环水泵C输送至用户末端使用。换热后的冷空气再经变频风机D和金属风室A-4回到蓄热体A-I内，如此循环往复；热水经使用释放热量后再次经循环水泵C回流至带漏液保护装置气液换热器B中，如此循环往复。 其中，本实用新型实施例对上述元器件的型号不做设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。综上所述，本实用新型实施例提供了一种高温固体电蓄热式供热装置，该供热装置采用高效复合保温技术，蓄热体高温时无热击穿现象，同时第一保温层和第二保温层外侧温度低，热损耗小；采用带漏液报警保护的气液换热器，无爆炸与烫伤的安全隐患；金属风室与蓄热体间安装有第一保温层和第二保温层，大大降低了金属风室材料的表面温度，解决了金属材料的高温氧化腐蚀难题，延长了装置寿命；维修通道解决了电热丝更换维修需破坏保温层、维修工作量大的问题；采用顶部与四周连接密封的外壳，解决了传统外壳热损耗大的问题。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，包括电蓄热炉， 所述电蓄热炉的下部设置有具有漏液保护功能的气液换热器和变频风机，所述电蓄热炉与所述气液换热器和所述变频风机之间以金属框架分隔；所述电蓄热炉达到预设温度后发送第一信号到控制系统，所述控制系统发送停止加热信号到所述电蓄热炉；所述控制系统发送第二信号到变频风机，所述变频风机开启；同时发送第三信号到循环水泵，所述循环水栗开启。
2.根据权利要求I所述的一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，所述电蓄热炉包括设置在最内层的蓄热体，所述蓄热体外部依次设置有第一保温层和第二保温层，所述第一保温层和所述第二保温层之间设置有金属风室，所述金属风室与所述气液换热器相连，顶部或底部安装有稳压阀，用于维持所述蓄热体内部气体压力恒定；所述第二保温层外侧设置有装饰外壳，在所述装饰外壳上安装有穿过所述金属风室、所述第一保温层和所述 第二保温层的维修通道；所述蓄热体的内部孔道内设置有电热丝。
3.根据权利要求2所述的一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，在所述装饰外壳上安装有穿过所述金属风室、所述第一保温层和所述第二保温层的维修通道具体为 在所述装饰外壳底部或顶部或侧面上安装有穿过所述金属风室、所述第一保温层和所述第二保温层的所述维修通道。
4.根据权利要求2或3所述的一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，所述装饰外壳具体为顶部与四个侧壁密封相连，底部不密封。
5.根据权利要求I所述的一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，所述气液换热器包括压差传感器、报警器、第一电动阀门、第二电动阀门、电信号发生器和漏液收集管， 所述压差传感器设置在冷流体进出口端，所述电信号发生器安装在所述漏液收集管内或管外；所述漏液收集管用于收集泄漏的液体；当达到预设液位时，所述电信号发生器发出电信号，所述报警器接收电信号发出报警维修信号；在所述电信号控制下，切断所述循环水泵的电源、关闭所述第一电动阀门，开启所述第二电动阀门实现自动排液。
6.根据权利要求5所述的一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，所述气液换热器的旁通管路上设置单向阀，所述单向阀用于排放泄漏液体。
7.根据权利要求5所述的一种高温固体电蓄热式供热装置，其特征在于，所述电信号发生器具体为电极、浮球开关、液位计或行程开关中的任意一种。
专利摘要本实用新型公开了一种高温固体电蓄热式供热装置，涉及电供热装置领域，包括电蓄热炉，电蓄热炉的下部设置有用于漏液保护的气液换热器和变频风机，电蓄热炉与气液换热器和变频风机之间以金属框架分隔；电蓄热炉达到预设温度后发送第一信号到控制系统，控制系统发送停止加热信号到电蓄热炉；控制系统发送第二信号到变频风机，变频风机开启；同时发送第三信号到循环水泵，循环水泵开启。本实用新型采用高效复合保温技术，蓄热体高温时无热击穿现象，同时第一保温层和第二保温层外侧温度低，热损耗小；采用带漏液报警保护的气液换热器，无爆炸与烫伤的安全隐患；维修通道解决了电热丝更换维修需破坏保温层、维修工作量大的问题。
文档编号F24D19/00GK202581535SQ201220226388
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者李千山, 汤涛 申请人:天津德仕能科技有限公司