本發(fā)明涉及電能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置及供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

供熱是關(guān)系到人們在寒冷冬季進(jìn)行正常生活的重要保障，供熱的過程中需要供熱源向室內(nèi)提供熱能，進(jìn)而確保人們的室內(nèi)溫度滿足供熱要求。目前，比較常用的是集中供熱模式，集中供熱模式通常在城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，通過集中鋪設(shè)供熱管道，然后通過燃煤鍋爐加熱供熱管道中的供熱介質(zhì)(通常為水)，被加熱后的供熱介質(zhì)通過供熱管道被輸送到人們的家中，從而達(dá)到提高室內(nèi)溫度的目的。

我們知道，集中供熱模式需要大量的工程來鋪設(shè)供暖管道，這導(dǎo)致工程造價(jià)較高。同時(shí)，集中供熱模式需要燃煤，燃煤鍋爐在工作的過程中會(huì)產(chǎn)生較大的污染，這使得對環(huán)境要求越來越高的人們而言越來越不能接受，目前由于供暖燃煤導(dǎo)致的空氣污染已經(jīng)讓越來越多的民眾無法忍受。而且，集中供熱模式只能在居住較為集中的城鎮(zhèn)普及，較難在地理位置比較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村實(shí)施，農(nóng)村仍然采用原始的單獨(dú)燃煤供熱模式，存在供熱效率較低，污染仍然較大。

很顯然，集中供熱模式存在較大的局限性，特別是存在嚴(yán)重的污染，使得供熱公司開發(fā)新的供熱模式變得越來越緊迫。隨著電網(wǎng)的逐漸發(fā)達(dá)，通過電產(chǎn)熱實(shí)現(xiàn)供暖的模式已經(jīng)取得較大程度的發(fā)展。用電能轉(zhuǎn)換為熱能實(shí)現(xiàn)供暖不但能降低污染，而且取電方便，使得熱源無需集中在類似于燃煤鍋爐等集中區(qū)域，也就無需較大的管道鋪設(shè)工程量。

電力供熱具有較大的發(fā)展空間，但是隨著人們的居住越來越密集，用電負(fù)荷越來越大，普通的生活用電經(jīng)常會(huì)存在電力緊張，特別是在用電高峰期，電力不足會(huì)影響對居民室內(nèi)供熱，很顯然，這嚴(yán)重制約電力供熱模式的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決電力高峰期存在的電力緊張所導(dǎo)致的對電力供熱的影響問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置，包括保溫箱體、電加熱裝置和蓄熱器；其中：

所述電加熱裝置和所述蓄熱器均設(shè)置在所述保溫箱體內(nèi)；

所述電加熱裝置用于與外部電源連接，所述電加熱裝置包括電源通斷開關(guān)、控制器和電熱主體；

所述控制器在所述外部電源所在的電網(wǎng)處于谷電時(shí)段時(shí)控制所述電源通斷開關(guān)開啟以實(shí)現(xiàn)所述電熱主體啟動(dòng)；

所述保溫箱體設(shè)置有循環(huán)風(fēng)道，所述循環(huán)風(fēng)道連通所述電熱主體與所述蓄熱器，所述蓄熱器用于將所述電熱主體所產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存。

進(jìn)一步地，所述保溫箱體設(shè)置有底座，所述底座為移動(dòng)式底座。

進(jìn)一步地，所述底座是混凝土澆筑底座；

所述電加熱裝置與所述外部電源連接的線路埋設(shè)在所述底座內(nèi)，且所述線路的接線柱設(shè)置在所述底座位于所述保溫箱體外側(cè)的部位上。

進(jìn)一步地，還包括溫度傳感器和功率調(diào)節(jié)裝置；其中：

所述功率調(diào)節(jié)裝置與所述電加熱裝置相連，所述溫度傳感器與所述蓄熱器相連，用于檢測所述蓄熱器的當(dāng)前溫度；

所述功率調(diào)節(jié)裝置與所述溫度傳感器相連，且在所述蓄熱器的當(dāng)前溫度大于設(shè)定值時(shí)，控制所述電加熱裝置減小功率。

進(jìn)一步地，所述蓄熱器為氧化鋁蓄熱球。

進(jìn)一步地，還包括換熱器，所述換熱器具有回水管接口和熱水管接口，所述換熱器與所述蓄熱器相連，用于向換熱器換熱。

進(jìn)一步地，所述循環(huán)風(fēng)道上設(shè)置有空氣流量調(diào)節(jié)閥，所述空氣流量調(diào)節(jié)閥用于控制所述循環(huán)風(fēng)道的空氣流量。

進(jìn)一步地，所述保溫箱體與所述電加熱裝置和所述蓄熱器相對的部位均設(shè)置有檢修門。

一種供熱系統(tǒng)，包括：

如上任一所述的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置。

本發(fā)明的有益效果為：

控制器在外部電源所在的電網(wǎng)處于谷電時(shí)段時(shí)控制電源通斷開關(guān)開啟，進(jìn)而使得電熱主體開始工作，電熱主體將電能轉(zhuǎn)換為熱能加熱附近的空氣，空氣被加熱后通過循環(huán)風(fēng)道流向蓄熱器，蓄熱器將被加熱后的空氣中的熱量吸收并儲(chǔ)存，經(jīng)過蓄熱器的空氣溫度降低后又通過循環(huán)通道流向電加熱裝置實(shí)施加熱，進(jìn)而進(jìn)行往復(fù)循環(huán)。整個(gè)過程中，蓄熱器將谷電時(shí)段產(chǎn)生的熱能存儲(chǔ)，在峰電時(shí)段可以將熱量散出，可以用來為居民供暖。

通過上述整個(gè)工作過程可以看出，本發(fā)明公開的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置能在用電緊張的峰電時(shí)段將谷電時(shí)段存儲(chǔ)的熱能釋放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)供峰電時(shí)段的居民供暖，因此能緩解電力供熱模式受電力不足的制約。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的左視圖；

圖4是圖1的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖4中部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖6是圖4中I部分橫向切割的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)施例提供的蓄熱器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。需要特別指出的是，所有類似的替換和改動(dòng)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明，并且相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍的基礎(chǔ)上對本文所述內(nèi)容進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。

在本發(fā)明中，除非另有說明，否則本文中使用的科學(xué)和技術(shù)名詞具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所通常理解的含義。

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1-3，本發(fā)明實(shí)施例提供一種儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置。該電熱轉(zhuǎn)換裝置包括電加熱裝置1、蓄熱器2和保溫箱體3。

其中，電加熱裝置1和蓄熱器2均布置在保溫箱體3內(nèi)，保溫箱體3內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風(fēng)道4。

電加熱裝置1用于與外部電源連接，電加熱裝置1包括電源通斷開關(guān)、控制器和電熱主體，控制器在外部電源所在的電網(wǎng)處于谷電時(shí)段控制電源通斷開關(guān)開啟，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電熱主體啟動(dòng)，達(dá)到電發(fā)熱的目的。

循環(huán)風(fēng)道4連通電熱主體與蓄熱器2，電加熱裝置1用于對保溫箱體3內(nèi)的空氣實(shí)施加熱，通過對流和輻射將電產(chǎn)生的熱能通過循環(huán)風(fēng)道4傳遞給蓄熱器2，蓄熱器2用于在谷電時(shí)段蓄熱，蓄熱器2儲(chǔ)存的熱能夠用于在峰電時(shí)段實(shí)施供暖。

通常，循環(huán)風(fēng)道4內(nèi)設(shè)置有循環(huán)風(fēng)機(jī)5，通過循環(huán)風(fēng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)保溫箱體3內(nèi)的空氣流動(dòng)，從而達(dá)到對流換熱的目的。

本發(fā)明實(shí)施例提供的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置的工作過程如下：

控制器在外部電源所在的電網(wǎng)處于谷電時(shí)段時(shí)控制電源通斷開關(guān)開啟，進(jìn)而使得電熱主體開始工作，電熱主體將電能轉(zhuǎn)換為熱能加熱附近的空氣，空氣被加熱后通過循環(huán)風(fēng)道4流向蓄熱器2，蓄熱器2將被加熱后的空氣中的熱量吸收并儲(chǔ)存，經(jīng)過蓄熱器2的空氣溫度降低后又通過循環(huán)通道4流向電加熱裝置1實(shí)施加熱，進(jìn)而進(jìn)行往復(fù)循環(huán)。整個(gè)過程中，蓄熱器2將谷電時(shí)段產(chǎn)生的熱能存儲(chǔ)，在峰電時(shí)段可以將熱量散出，可以用來為人們供暖。

通過上述整個(gè)工作過程可以看出，本發(fā)明實(shí)施例公開的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置能在用電緊張的峰電時(shí)段將谷電時(shí)段存儲(chǔ)的熱能釋放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)供峰電時(shí)段的居民供暖，因此能緩解電力供熱模式受電力不足的制約。

本實(shí)施例中，保溫箱體3與電加熱裝置1和蓄熱器2相對的部位均設(shè)置有檢修門31，檢修門31便于操作工人對設(shè)備的檢修、維護(hù)。

保溫箱體3設(shè)置有底座32，底座32可以為移動(dòng)式底座，移動(dòng)式底座能夠使得整個(gè)儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置更加靈活布置，能更好地適應(yīng)安裝環(huán)境。具體的，底座32是混凝土澆筑底座，混凝土澆筑底座具有較好的絕緣作用，能避免漏電。電加熱裝置1與外部電源連接的線路可以埋設(shè)在底座32內(nèi)，線路的接線柱設(shè)置在底座32位于保溫箱體3外側(cè)的部位上。

電加熱裝置1是發(fā)熱部分，請參考圖4-6，一種具體的實(shí)施方式中：電熱主體包括三個(gè)安裝部14和分別與三相電的三根火線一一對應(yīng)相連的第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13，也就是說第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13呈Y字形連接在三相電上，同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)熱。第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13分別一一對應(yīng)地安裝在三個(gè)安裝部14上。第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13間隔分布，相鄰的兩者之間形成送熱通道15。

在谷電時(shí)段，第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13同時(shí)工作對空氣加熱，當(dāng)然，相鄰的兩者之間送熱通道內(nèi)的空氣也被加熱，然后將加熱后的空氣輸送到電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的蓄熱器中存儲(chǔ)。整個(gè)加熱過程可以采用三相高壓電加熱空氣，加熱效率較高，整個(gè)電熱主體的布置能實(shí)現(xiàn)對空氣的加熱，為后續(xù)通過對流和輻射的方式實(shí)現(xiàn)蓄熱器的蓄熱做準(zhǔn)備，整個(gè)加熱過程熱能的轉(zhuǎn)移是由空氣實(shí)現(xiàn)，因此在大規(guī)模產(chǎn)熱的過程中安全性較高。

請?jiān)俅螀⒖紙D5和6，安裝部14可以包括多個(gè)磚砌體141和絕緣支撐架142。多個(gè)磚砌體141中，相鄰的兩個(gè)磚砌體141的墻面之間形成加熱通道144，絕緣支撐架142設(shè)置在加熱通道144內(nèi)，絕緣支撐架142支撐連接第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13。具體的，絕緣支撐架142為多個(gè)，成排布置，成排布置的多個(gè)絕緣支撐架142形成支撐面用于支撐第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13。上述結(jié)構(gòu)，使得第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13位于加熱通道144內(nèi)，能夠使得加熱通道144內(nèi)的空氣升溫。

電阻管143安裝在一個(gè)完全絕緣的通道(即加熱通道144)內(nèi)，通道進(jìn)/出口處預(yù)留遠(yuǎn)超國家標(biāo)準(zhǔn)的安全距離；采用電與蓄熱器2分離的換熱技術(shù)，以干燥的空氣為載體進(jìn)行蓄熱/放熱過程的熱能傳遞；故本裝置任何位置都不會(huì)出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，即不會(huì)出現(xiàn)危及人生安全的情況。本裝置高壓供電側(cè)采用先進(jìn)、科學(xué)及合理的控制措施，在任何工況下不會(huì)危及電網(wǎng)的安全使用。

具體的，磚砌體141可以為氧化鎂磚砌體，提高整個(gè)磚砌體141的耐火性能。

加熱通道144的一端為冷空氣進(jìn)口，另一端為熱空氣出口，第一相加熱器11、第二相加熱器12和第三相加熱器13均為電阻管143，電阻管143的一端朝向冷空氣進(jìn)口，另一端朝向熱空氣出口，電阻管143具有較高的加熱效率及換熱面積，能夠加快加熱效率，同時(shí)便于空氣的流動(dòng)，空氣被加熱后很快從熱空氣出口排出。

本實(shí)施例中，電阻管143可拆卸地固定安裝，便于更換。同時(shí)整個(gè)電加熱裝置能夠從保溫箱體3內(nèi)移出以進(jìn)行檢修、維護(hù)。

優(yōu)選的，本實(shí)施例提供的電加熱裝置還可以包括干燥裝置，干燥裝置用于干燥通過冷空氣進(jìn)口進(jìn)入到加熱通道內(nèi)的冷空氣。

請?jiān)俅螀⒖?，安裝部14還可以包括固定鋼架145，固定鋼架145設(shè)置在磚砌體141的外側(cè)，且與磚砌體141固定相連；固定鋼架145的表面設(shè)置有納米型高溫絕緣涂料層。

請?jiān)俅螀⒖紙D3，三個(gè)安裝部14均通過固定裝置安裝在電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的基礎(chǔ)；固定裝置包括支撐托板146和設(shè)置在支撐托板146底部，且與基礎(chǔ)固定相連的耐高溫絕緣子147；磚砌體141和固定鋼架145均固定在支撐托板146上。為了提高安全性，優(yōu)選的，支撐托板146與磚砌體141之間設(shè)置有絕緣云母板。

本實(shí)施例中的蓄熱器2包括箱體21和蓄熱體22。蓄熱體22容納在箱體21的內(nèi)腔中，通常以填充的方式布置在箱體21內(nèi)。

箱體21朝向進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)的一側(cè)均為格柵結(jié)構(gòu)211，格柵結(jié)構(gòu)211使得空氣能夠自由地穿過箱體21與蓄熱體22進(jìn)行換熱，從而使得蓄熱體22將熱空氣中的熱量吸收，熱量吸收后形成的冷空氣通過循環(huán)風(fēng)道4回流到電加熱裝置1處進(jìn)行再次加熱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作。

本實(shí)施例中，蓄熱體22間形成與格柵結(jié)構(gòu)211均連通的換熱風(fēng)道，換熱風(fēng)道用于供蓄熱體22吸收空氣中的熱量。

本實(shí)施例中提供的蓄熱器2中，將蓄熱體22填充在箱體21內(nèi)，將箱體21朝向進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)的一側(cè)均設(shè)置格柵結(jié)構(gòu)211，蓄熱體22之間形成換熱風(fēng)道，在工作的過程中，電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電加熱裝置1通電后產(chǎn)生的熱量通過循環(huán)風(fēng)道4流到蓄熱器2，從箱體21的格柵結(jié)構(gòu)211進(jìn)入箱體21內(nèi)，經(jīng)過換熱風(fēng)道被蓄熱體22吸熱后，從箱體21的出風(fēng)一側(cè)流出。本實(shí)施例中提供的蓄熱器2能較好地吸收熱量，進(jìn)而能解決目前的電轉(zhuǎn)熱后存儲(chǔ)效率較低的問題。

具體的，蓄熱體22為蓄熱球，蓄熱球具有較大的吸熱面積，能較快地實(shí)現(xiàn)熱能存儲(chǔ)。本實(shí)施例中，蓄熱體22可以采用吸熱能力較強(qiáng)的材料制成，本申請不限制蓄熱體22的具體材質(zhì)。

優(yōu)選的，蓄熱體22為氧化鋁蓄熱球，氧化鋁蓄熱球具有強(qiáng)度高、耐磨損，導(dǎo)熱率和熱容量大、蓄熱效率高；在急冷急熱的情況下不會(huì)出現(xiàn)剝落，使用壽命長，通常壽命可達(dá)20年；蓄熱球的單位體積表面積大，吸熱及放熱效果好；單位蓄熱量要求的體積??；因而大大減少了裝置的占地面積；土地資源占用少。

為了提高儲(chǔ)熱效率，優(yōu)選的，至少有多個(gè)蓄熱球的直徑均不相等，此種情況下，蓄熱球之間形成的換熱風(fēng)道不規(guī)則，能實(shí)現(xiàn)充分吸收熱能。

優(yōu)選的，箱體21的底部可以設(shè)置吸震彈性裝置212，能提高整個(gè)蓄熱器2的抗震能力，不會(huì)出現(xiàn)由于自然災(zāi)害而產(chǎn)生次生危害。具體的，吸震彈性裝置212可以為吸震彈簧。

本實(shí)施例公開的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置還可以包括溫度傳感器和功率調(diào)節(jié)裝置，功率調(diào)節(jié)裝置與電加熱裝置1相連。溫度傳感器與蓄熱器2相連，用于檢測蓄熱器2的當(dāng)前溫度。功率調(diào)節(jié)裝置與溫度傳感器相連，且在蓄熱器2的當(dāng)前溫度大于設(shè)定值時(shí)，控制電加熱裝置1減小功率，此種情況下，電加熱裝置1與功率調(diào)節(jié)裝置的配合能避免蓄熱器2過度吸熱，以確保整個(gè)儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置處于安全的工作范圍內(nèi)。

請參考圖3，本實(shí)施例公開的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置還可以包括換熱器6，換熱器6具有回水管接口和熱水管接口，蓄熱器2與換熱器6相連，用于向換熱器6換熱。上述換熱器6可以與居民供熱管道連通形成供熱循環(huán)管道。

請?jiān)俅螀⒖紙D3，循環(huán)風(fēng)道4設(shè)置有空氣流量調(diào)節(jié)閥41，空氣流量調(diào)節(jié)閥41用于控制循環(huán)風(fēng)道4的空氣流量，通過控制空氣流量來調(diào)整換熱速度。

基于本發(fā)明實(shí)施例公開的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置，本發(fā)明實(shí)施例還公開一種供熱系統(tǒng)，所公開的供熱系統(tǒng)包括如上實(shí)施例中任一所述的儲(chǔ)能式電熱轉(zhuǎn)換裝置。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。