一種基于電熱儲能裝置的供暖系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣和熱力工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種供暖裝置，具有該供暖裝置的供暖系統(tǒng)以及該蓄熱、換熱控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，霧霾天氣已成為城市污染的普遍現(xiàn)象，冬季尤為嚴重，其中燃煤供暖是最重要的污染源。北方地區(qū)風力資源豐富，是我國開展風力發(fā)電的最主要區(qū)域，受電網(wǎng)調(diào)度的影響，北方地區(qū)冬季為保障供暖需要，熱電廠處于滿負荷運行，棄用風電現(xiàn)象嚴重，造成大量風資源浪費，制約影響了風電產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。另一方面，北方城市冬季供熱能力不足，供熱以燃煤為主，清潔供熱比例低，燃燒大量煤炭。既嚴重污染了大氣環(huán)境，又增加城市交通運輸壓力，影響城市景觀形象。
[0003]在北方城市大規(guī)模地推廣利用風電的清潔熱源解決城市供熱及工業(yè)生產(chǎn)熱源，完全符合國家產(chǎn)業(yè)支持方向，可以最大限度地利用風力資源，實現(xiàn)風電全部就近消納，優(yōu)化平衡電網(wǎng)。實現(xiàn)風電清潔供熱，減少燃煤污染物排放，對于改善我國的大氣環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，促進風電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展都具有十分重要的意義。
[0004]基于電加熱裝置能在國外發(fā)達國家已普遍應(yīng)用。其比較其它熱源形式的供熱設(shè)備具有以下優(yōu)點:對環(huán)境沒有污染、無三廢排放、清潔無噪音，并且操作簡單、維修方便、自動化程度高、常壓運行、安全可靠、便于控制等優(yōu)點。基于電加熱裝置的供熱在國外發(fā)展得很快。我國在相當長的一段時間內(nèi)用電供求存在著相當大的矛盾，電力生產(chǎn)滿足不了用電需要。這就決定不能把電力這種寶貴的高品位能源通過用電供熱設(shè)備轉(zhuǎn)化為低品位的熱能，因為那將是極大的浪費。但是隨著電力事業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化。電有了其存在和發(fā)展的“空間”。首先白天高峰時段的用電量不斷增加而夜晚的用電量又很小，用電的峰、谷差值很大，這給電網(wǎng)的運行、管理帶來了直接的困難和經(jīng)濟損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種供暖裝置，該供暖裝置內(nèi)設(shè)有可以蓄熱的蓄熱體。
[0006]本發(fā)明還提出了一種具有該供暖裝置的供暖系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明還提出了一種該供暖裝置的控制方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的供暖裝置，包括:蓄熱體、蓄熱體、換熱裝置和控制器。所述爐體的上設(shè)有用于連接電源的電纜接口和用于對爐體內(nèi)部空間加熱的加熱裝置；所述蓄熱體設(shè)在所述爐體內(nèi)用于儲存熱量；所述換熱裝置的至少一部分設(shè)在所述爐體內(nèi)，所述換熱裝置具有適于連接熱水循環(huán)裝置的進水口和出水口 ；所述控制器分別與所述電纜接口和所述加熱裝置相連。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例的供暖裝置，可以通過蓄熱體蓄熱，將加熱裝置產(chǎn)生的一部分熱量儲存起來，并可以通過蓄熱體儲存的熱量來供暖。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的供暖裝置，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述爐體上還設(shè)有壓力調(diào)節(jié)裝置，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括連接管、壓力控制閥門、安全閥門、放空閥門和膨脹箱，所述連接管的一部分伸入所述爐體內(nèi)，所述壓力控制閥門、所述安全閥門、所述放空閥門和所述膨脹箱設(shè)在所述爐體外且分別與所述連接管相連。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述供暖裝置還包括蓄熱體溫度安全控制器和用于檢測蓄熱體溫度的蓄熱體溫度傳感器，所述蓄熱體溫度傳感器和所述蓄熱體溫度安全控制器中的任一個均與所述控制器和所述蓄熱體相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該供暖裝置還包括室外溫度傳感器和室內(nèi)溫控裝置，所述室外溫度傳感器和所述室內(nèi)溫控裝置中的任一個均與所述控制器相連。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述換熱裝置包括風機、熱風循環(huán)道和換熱器，所述風機與所述控制器相連，所述風機與所述熱風循環(huán)道相連，所述熱風循環(huán)道與所述換熱器相連，且所述換熱器具有適于連接熱水循環(huán)裝置的所述進水口和所述出水口，所述風機包括風機電機和變頻器。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述換熱器為渦流熱膜管殼式換熱器。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述爐體包括:爐殼和設(shè)在所述爐殼內(nèi)的隔熱層，所述隔熱層包括保溫磚，且所述保溫磚的表面涂覆有耐高溫隔熱保溫涂料和耐高溫遠紅外輻射涂料。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述爐殼為鋼制噴塑爐殼。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述蓄熱體包括蓄熱體殼和設(shè)在所述蓄熱體爐殼內(nèi)的蓄熱介質(zhì)，所述蓄熱介質(zhì)為氧化鎂或磁性蓄熱磚。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述加熱裝置為電阻式管狀電熱元件和電極式管狀加熱裝置中的至少一種。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述加熱裝置包括相互獨立地與所述控制器相連的多組加熱絲。
[0021]根據(jù)本發(fā)明實施例的供暖系統(tǒng)，包括:供暖裝置和熱水循環(huán)裝置。所述供暖裝置為根據(jù)本發(fā)明前述實施例所述的供暖裝置；所述熱水循環(huán)裝置與所述供暖裝置的所述換熱裝置的進水口和出水口相連。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實施例的供暖系統(tǒng)，可以通過蓄熱體蓄熱，將加熱裝置產(chǎn)生的一部分熱量儲存起來，并可以通過蓄熱體儲存的熱量來供暖。因此，本發(fā)明的供暖裝置可以選擇打開加熱裝置加熱的時間，在加熱裝置關(guān)閉時，可以采用蓄熱體儲存的熱量來進行供暖。鑒于在現(xiàn)有用電的實際情況中，白天的用電量大供電負荷大，晚上的用電量小供電負荷小，因此，本發(fā)明的蓄熱裝置可以選擇在晚上打開加熱裝置加熱，并通過蓄熱體蓄能，白天僅通過蓄熱體進行供暖，從而避開用電高峰降低供電的負擔。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱水循環(huán)裝置包括熱水循環(huán)管路、熱水管道膨脹閥、阻擋閥門、放氣閥門、壓力檢測裝置和水箱，所述熱水循環(huán)管路與所述換熱器的進水口和出水口相連形成水路循環(huán)，所述熱水循環(huán)管路包括熱水循環(huán)泵，所述熱水管道膨脹閥、所述阻擋閥門、所述放氣閥門、所述壓力檢測裝置和所述水箱分別與所述熱水循環(huán)管路相連。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱水循環(huán)泵為無刷直流熱水循環(huán)泵。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實施例的供暖系統(tǒng)的控制方法，該供暖系統(tǒng)為根據(jù)本發(fā)明前述實施例所述的供暖系統(tǒng)，該方法包括:啟動供暖系統(tǒng)并對供暖系統(tǒng)進行初始化，初始化完成后啟動加熱裝置加熱爐體、蓄熱器以及水循環(huán)系統(tǒng)，檢測爐體溫度及熱水循環(huán)裝置內(nèi)的循環(huán)水溫度，當爐體溫度達到預定溫度范圍后停止加熱裝置或降低加熱裝置的功率，并根據(jù)所述供暖系統(tǒng)的熱水循環(huán)裝置中的水壓、流量和出水溫度調(diào)節(jié)熱水循環(huán)系統(tǒng)的水壓、流量、出水溫度以及換熱裝置的換熱效率。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實施例的供暖系統(tǒng)的控制方法，可以方便控制加熱裝置啟動和停止，便于對供暖系統(tǒng)進行控制。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述加熱裝置包括多組加熱絲，多組所述加熱絲采用手動控制或自動控制，且多組所述加熱絲采用陸續(xù)啟動的方式啟動。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述供暖系統(tǒng)的換熱裝置包括風機、熱風循環(huán)道和換熱器，所述風機與所述熱風循環(huán)道相連，所述熱風循環(huán)道與所述換熱器相連，且所述換熱器具有適于連接熱水循環(huán)裝置的所述進水口和所述出水口，根據(jù)熱風循環(huán)道的回風溫度以及熱水循環(huán)裝置的回水溫度和水流速度調(diào)節(jié)所述風機的轉(zhuǎn)速，且所述風機轉(zhuǎn)速通過變頻的方式調(diào)節(jié)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱水循環(huán)裝置的循環(huán)水溫度、循環(huán)水壓力以及循環(huán)水流量通過閉環(huán)控制的方式調(diào)節(jié)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱水循環(huán)裝置的循環(huán)水溫度的調(diào)節(jié)方法包括:檢測循環(huán)水溫度并將檢測到的循環(huán)水溫度與循環(huán)水溫度的預定值進行比較獲得溫度偏差信號，根據(jù)溫度偏差信號執(zhí)行控制算法計算得出水溫調(diào)節(jié)控制量，并根據(jù)該水溫調(diào)節(jié)控制量調(diào)節(jié)循環(huán)水溫度。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱水循環(huán)裝置的循環(huán)水的水壓的調(diào)節(jié)方法包括:檢測循環(huán)水的水壓并將檢測到的循環(huán)水的水壓與循環(huán)水水壓的預定值進行比較獲得水壓偏差信號，根據(jù)水壓偏差信號執(zhí)行控制算法計算得出水壓調(diào)節(jié)控制量，并根據(jù)該水壓調(diào)節(jié)控制量調(diào)節(jié)所述熱水循環(huán)裝置的循環(huán)水的水壓。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述熱水循環(huán)裝置的循環(huán)水流量的調(diào)節(jié)方法包括:檢測循環(huán)水流量并將檢測到的循環(huán)水流量與循環(huán)水流量的預定值進行比較獲得流量偏差信號，根據(jù)流量偏差信號執(zhí)行控制算法計算得出流量調(diào)節(jié)控制量，并根據(jù)該流量調(diào)節(jié)控制量調(diào)節(jié)所述熱水循環(huán)裝置的循環(huán)水的流量。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制算法為數(shù)字PID控制算法、自校正控制算法或模糊控制算法。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明的一個實施例的供暖系統(tǒng)的示意圖。
[0035]圖2是本發(fā)明一個實施例的供暖系統(tǒng)的溫度控制流程圖。
[0036]圖3是本發(fā)明一個實施例的供暖系統(tǒng)的壓力控制流程圖。
[0037]圖4是本發(fā)明一個實施例的供暖系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖。
[0038]圖5是本發(fā)明一個實施例的供暖系統(tǒng)的熱水循環(huán)裝置的溫度控制流程圖。
[0039]圖6是本發(fā)明一個實施例的供暖系統(tǒng)的熱水循環(huán)裝置的壓力控制流程圖。
[0040]圖7是本發(fā)明一個實施例的供暖系統(tǒng)的熱水循環(huán)裝置的流量控制流程圖。
[0041]附圖標記:室外溫度傳感器1，電纜接口 2，室內(nèi)溫控裝置3，控制器4，電源保險5，隔熱層6,蓄熱體外殼7,蓄熱介質(zhì)8,加熱裝置9,蓄熱體溫度安全控制器10,蓄熱體溫度傳感器11，爐殼12，換熱器