一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于暖通給排水系統(tǒng)技術領域，涉及一種采暖熱水系統(tǒng)，尤其是涉及一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，采暖熱水系統(tǒng)主要分為自然循環(huán)采暖熱水系統(tǒng)及機械循環(huán)采暖熱水系統(tǒng)。其中，自然循環(huán)采暖熱水系統(tǒng)的工作原理為:在系統(tǒng)運行前，整個系統(tǒng)要充滿冷水，系統(tǒng)工作時，水在鍋爐中加熱，密度變小，熱水沿著供水管道上升流入散熱器，在散熱器內(nèi)熱水釋放熱量，溫度降低，密度變大，再沿回水管道流回鍋爐。自然循環(huán)采暖熱水系統(tǒng)雖然裝置簡單，操作方便，但由于系統(tǒng)作用壓力有限，管路流速偏小，致使管徑偏大，造成初次投資較高。而機械循環(huán)采暖熱水系統(tǒng)的工作原理為:利用水栗強制循環(huán)，水流在整個環(huán)狀管路中流行的阻力靠水栗提供的動力來克服，水栗的揚程大小主要由流動阻力來確定。由于設置了循環(huán)水栗，水栗所產(chǎn)生的作用壓力很大，因而供暖范圍可以擴大，不僅可以單棟建筑供暖，也可以多棟建筑，區(qū)域供暖，使用廣泛。但該系統(tǒng)運行電費及維修成本較自然循環(huán)采暖熱水系統(tǒng)要高。
[0003]現(xiàn)有的普通采暖熱水系統(tǒng)多采用鍋爐或熱栗，但鍋爐運行費用高，且會造成環(huán)境污染，而熱栗初投資較高。針對上述問題，目前在采暖熱水系統(tǒng)設計方面做了許多改進。
[0004]例如，申請?zhí)枮?01210308713.5的中國實用新型專利公布了一種采暖熱水和衛(wèi)生熱水熱栗系統(tǒng)，包括熱栗主機與水箱；蒸發(fā)器一端通過膨脹閥連接有冷凝器，另一端連接有壓縮機，壓縮機連接有冷凝器，冷凝器一端通過加熱循環(huán)水栗連通于所述熱水儲水箱、另一端直接連通于熱水儲水箱；衛(wèi)生熱水加熱盤管設置于熱水儲水箱內(nèi)，衛(wèi)生熱水加熱盤管一端為衛(wèi)生熱水進口，另一端為衛(wèi)生熱水出口 ；熱水儲水箱內(nèi)設置有采暖熱水出口，采暖熱水出口連通于采暖空間，并通過采暖循環(huán)水栗連接回熱水儲水箱。
[0005]也有將太陽能與相變儲熱結(jié)合使用的采暖系統(tǒng)，如申請?zhí)枮?01210494454.X的中國實用新型專利公布了一種利用太陽能的熱管采暖系統(tǒng)，包括:太陽能集熱板通過上循環(huán)管和下循環(huán)管與儲熱水箱相連，儲熱水箱內(nèi)置有相變儲熱塊，水栗通過保溫循環(huán)熱水管連接儲熱水箱中的盤管和保溫換熱箱中的盤管，熱管一端插入保溫換熱箱中，另一端帶有肋片。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種系統(tǒng)熱效率高、結(jié)構和安裝簡單，能有效解決運行費用高及綠色環(huán)保問題的谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)。
[0007]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0008]一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱源電加熱器、相變儲熱器、一次水栗、熱水板換、采暖板換以及與采暖板換連接的末端設備，所述的相變儲熱器的介質(zhì)出口通過管路依次與一次水栗、熱源電加熱器、熱水板換及采暖板換連接，并通過采暖板換返回連接至相變儲熱器的介質(zhì)進口，構成采暖熱水循環(huán)回路，所述的采暖板換與末端設備之間還設有二次采暖水栗。
[0009]所述的一次水栗與相變儲熱器之間還設有用于注入循環(huán)介質(zhì)的灌液器。
[0010]所述的灌液器與一次水栗之間還設有膨脹水箱。
[0011 ] 所述的循環(huán)介質(zhì)包括水、防凍液、導熱油或超導液中的一種。
[0012]所述的一次水栗與熱源電加熱器之間設有膨脹罐。
[0013]所述的熱源電加熱器可以選擇電加熱鋼杯。
[0014]實際使用時，熱源電加熱器在夜間利用谷電對循環(huán)介質(zhì)加熱，并通過采暖熱水循環(huán)回路對熱水板換、采暖板換供熱，同時，一部分熱量會儲存在相變儲熱器中，而在白天峰電期間，熱源電加熱器停止工作，此時，儲存在相變儲熱器中的熱量通過一次水栗輸送至熱水板換、采暖板換供熱，而經(jīng)換熱冷卻后的循環(huán)介質(zhì)返回至相變儲熱器重新加熱后，繼續(xù)進行循環(huán)供熱。
[0015]相變儲熱器利用相變材料的潛熱儲存熱量，低谷電價時將熱量儲存在相變儲熱器中，相變材料吸熱，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；高峰電價時，相變儲熱器將熱量輸送給末端設備，相變材料放熱，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。
[0016]在膨脹罐及膨脹水箱的選擇過程中，對于較小的系統(tǒng)采用膨脹罐，用于系統(tǒng)循環(huán)介質(zhì)的膨脹定壓，對于較大的系統(tǒng)可以在高點設置定壓膨脹水箱。
[0017]本實用新型由兩個不同的板換將生活熱水需求及采暖需求分隔開，兩板換在二次側(cè)獨立運行，一次側(cè)共享熱源；一次水栗在一次側(cè)將熱量輸送給采暖板換或熱水板換；二次采暖水栗在采暖二次側(cè)將熱量輸送給末端設備，而熱水板換二次側(cè)動力主要靠自來水壓力提供。
[0018]本實用新型一次側(cè)夜間可以實現(xiàn)邊充熱邊供熱的聯(lián)合工況，在日間工作時，熱源電加熱器不通電，僅作為管道使用，利用相變儲熱裝置的儲存熱量向末端供熱，能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供采暖熱源或生活熱水，通過連接末端散熱設備及生活熱水管路，用于建筑物的采暖及生活熱水需求。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型結(jié)構簡單、制作方便，且系統(tǒng)儲熱能力高，外形尺寸小，因相變材料相變過程穩(wěn)定，所以系統(tǒng)能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供采暖及熱水熱源，同時采用谷電作為系統(tǒng)熱源，符合國家節(jié)能減排的政策導向，對環(huán)境零污染，零排放，運行安全簡單可靠，節(jié)省運行費用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型結(jié)構示意圖；
[0021]圖中標記說明:
[0022]I—熱源電加熱器、2—相變儲熱器、3—一次水栗、4 一熱水板換、5—采暖板換、6—末端設備、7—二次采暖水栗、8—灌液器、9 一膨脹水箱、10—膨脹罐。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0024]實施例:
[0025]如圖1所示，一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱源電加熱器1、相變儲熱器2、一次水栗3、熱水板換4、采暖板換5以及與采暖板換5連接的末端設備6，相變儲熱器2的介質(zhì)出口通過管路依次與一次水栗3、熱源電加熱器1、熱水板換4及采暖板換5連接，并通過采暖板換5返回連接至相變儲熱器2的介質(zhì)進口，構成采暖熱水循環(huán)回路，采暖板換5與末端設備6之間還設有二次采暖水栗7。
[0026]其中，一次水栗3與相變儲熱器2之間還設有用于注入循環(huán)介質(zhì)的灌液器8，該灌液器8與一次水栗3之間還設有膨脹水箱9 ;一次水栗3與熱源電加熱器I之間設有膨脹罐10。
[0027]循環(huán)介質(zhì)包括水、防凍液、導熱油或超導液中的一種；熱源電加熱器I可以選擇電加熱鋼杯。
[0028]系統(tǒng)由兩個不同的板換將生活熱水需求及采暖需求分隔開，兩板換在二次側(cè)獨立運行，一次側(cè)共享熱源；一次水栗3在一次側(cè)將熱量輸送給采暖板換5或熱水板換4 ;二次采暖水栗7在采暖二次側(cè)將熱量輸送給末端設備6，而熱水板換4 二次側(cè)動力主要靠自來水壓力提供。
[0029]實際使用時，熱源電加熱器I在夜間利用谷電對循環(huán)介質(zhì)加熱，并通過采暖熱水循環(huán)回路對熱水板換4、采暖板換5供熱，同時，一部分熱量會儲存在相變儲熱器2中，而在白天峰電期間，熱源電加熱器I停止工作，此時，儲存在相變儲熱器2中的熱量通過一次水栗3輸送至熱水板換4、采暖板換5供熱，而經(jīng)換熱冷卻后的循環(huán)介質(zhì)返回至相變儲熱器2重新加熱后，繼續(xù)進行循環(huán)供熱。
[0030]相變儲熱器2利用相變材料的潛熱儲存熱量，低谷電價時將熱量儲存在相變儲熱器2中，相變材料吸熱，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；高峰電價時，相變儲熱器2將熱量輸送給末端設備6，相變材料放熱，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。
[0031]在膨脹罐10及膨脹水箱9的選擇過程中，對于較小的系統(tǒng)采用膨脹罐10，用于系統(tǒng)循環(huán)介質(zhì)的膨脹定壓，對于較大的系統(tǒng)可以在高點設置定壓膨脹水箱9。
[0032]系統(tǒng)使用80MJ的相變儲熱器2，電加熱器功率3kw，在夜間通過8個小時低谷電可將相變儲熱器2充滿熱量。
[0033]假設一個房間的面積20m2，采暖功率70w/m2，則相變儲熱器2可滿足該房間80/3.6/(20X70/1000) = 15.9個小時的供暖。其最大瞬時供暖功率可達到9kw。
[0034]假設一個人洗澡所需熱水60L，自來水溫度15度，熱水需求溫度45度，則相變儲熱器2可滿足80/(60X (45-15) X4.18/1000) = 10.6人，即可滿足10?11人洗浴。
[0035]假設低谷電價0.3元/kwh，高峰電價I元/kwh，燃氣價格4.2元/m3，燃氣熱值8400大卡/m3，效率90%。
[0036]相對普通電熱水器的電直供系統(tǒng)，本實施例系統(tǒng)一個循環(huán)可節(jié)省運行費用=(1-0.3) X 80/3.6 = 15.5元，節(jié)省比例達70%;相比較燃氣可節(jié)省=80/(8400X4.18/1000)/0.9X4.2-0.3X80/3.6 = 4 元，節(jié)省比例達 37%。
[0037]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括熱源電加熱器、相變儲熱器、一次水栗、熱水板換、采暖板換以及與采暖板換連接的末端設備，所述的相變儲熱器的介質(zhì)出口通過管路依次與一次水栗、熱源電加熱器、熱水板換及采暖板換連接，并通過采暖板換返回連接至相變儲熱器的介質(zhì)進口，構成采暖熱水循環(huán)回路，所述的采暖板換與末端設備之間還設有二次采暖水栗。2.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的一次水栗與相變儲熱器之間還設有用于注入循環(huán)介質(zhì)的灌液器。3.根據(jù)權利要求2所述的一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的灌液器與一次水栗之間還設有膨脹水箱。4.根據(jù)權利要求2所述的一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的循環(huán)介質(zhì)包括水、防凍液、導熱油或超導液中的一種。5.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的一次水栗與熱源電加熱器之間設有膨脹罐。
【專利摘要】本實用新型涉及一種谷電相變儲熱式采暖熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱源電加熱器、相變儲熱器、一次水泵、熱水板換、采暖板換以及與采暖板換連接的末端設備，所述的相變儲熱器的介質(zhì)出口通過管路依次與一次水泵、熱源電加熱器、熱水板換及采暖板換連接，并通過采暖板換的回流口返回連接至相變儲熱器，構成采暖熱水循環(huán)回路，所述的采暖板換與末端設備之間還設有二次采暖水泵。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型結(jié)構簡單、安裝方便，系統(tǒng)熱效率高，承壓運行，利用谷電價格運行費用低廉，克服了采暖熱水系統(tǒng)復雜，運行費用高的缺點，能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供熱源，通過連接末端散熱設備及生活熱水管路，用于建筑物的采暖及生活熱水需求。
【IPC分類】F24D11/00
【公開號】CN204901906
【申請?zhí)枴緾N201520553693
【發(fā)明人】孫利, 湯雪飛
【申請人】江蘇啟能新能源材料有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月28日