[實用新型]一種基于相變儲熱的電熱供熱系統

有效

• 申請號: 201822173775.5
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN209655413U
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 金翼;張葉龍;趙偉杰;翁立奎;任愛;陳久良
• 申請（專利權）人: 江蘇金合能源科技有限公司
• 主分類號: F24D13/04
• 分類號: F24D13/04;F24D3/02
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務所
• 代理人: 吳庭祥<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型公開了一種基于相變儲熱的電熱供熱系統，包括制熱子系統、儲熱子系統和供熱子系統，以經過無機多孔材料封裝的復合相變材料作為儲熱介質，通過相變材料進行固?液相變過程中吸收的大量潛熱提高了系統單位體積儲熱能力；此外通過在相變儲熱磚底部布置含有不同孔徑的多孔陶瓷磚，使熱風先在底層多孔陶瓷磚內均勻分布并緩慢流向得多孔復合相變儲熱磚，使得系統儲熱和放熱過程中的熱量分布更為均勻，適宜大規模推廣使用。

技術領域

本實用新型涉及一種供熱系統，特別涉及一種應用于電采暖領域的基于相變儲熱的電熱供熱系統。

背景技術

近年來全國范圍內的冬季霧霾現象日益嚴重，而冬季使用燃煤鍋爐等化石燃料燃燒供暖的方式是其中主要的原因之一。十三五規劃期間國家大力發展清潔供暖方式尤其是電采暖方式以逐步取代煤采暖的供暖方式。利用低谷電價政策，在夜間低谷用電時采用電加熱方式制熱并通過蓄熱介質儲熱，在用電高峰進行釋放，不僅降低了供暖成本，減少傳統燃煤供暖導致的環境污染，且利于供暖季的電力調峰。相變蓄熱技術近年來逐漸興起，通過固-固相變或固-液相變過程可儲存大量的熱，質量儲熱密度顯著高于傳統的非相變蓄熱介質燒結氧化鎂磚，有望成為新一代規模化使用的固體蓄熱材料。然而相變材料在相變過程中較大的體積變化限制了其發展應用，且傳統的儲熱系統在蓄熱過程中較大的溫度分布將使得的蓄熱模塊中一部分材料因未達相變溫度而無法發生相變過程，而另一部分材料則遠超過相變溫度導致較大的形變和機械性能的快速下降。因此，解決蓄熱過程中的溫度分布不均衡的問題和對相變材料的有效封裝問題是未來相變儲熱材料能夠規模化應用的主要問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于相變儲熱的電熱供熱系統，利用相變材料實現將余熱進行儲存并利用。

為了解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案如下：

一種基于相變儲熱的電熱供熱系統，包括制熱子系統、儲熱子系統和供熱子系統；

所述制熱子系統包括循環風機、電加熱模塊和控制模塊，所述循環風機位于電加熱模塊前端，電加熱模塊通過管道連接于循環風機與儲熱子系統之間，內部含有電加熱元件和空氣通道；所述控制模塊分別與循環風機、電加熱模塊和儲熱子系統相電連接；

所述儲熱子系統包括殼體，以及位于殼體內的多孔復合相變磚和多孔陶瓷磚；所述多孔陶瓷磚位于殼體底部，所述多孔復合相變磚堆疊在多孔陶瓷磚上，并填充于殼體內；電加熱模塊出風口與儲熱子系統底部進風口相連；

所述供熱子系統包括氣水換熱器、循環水泵以及熱用戶；所述氣水換熱器位于儲熱子系統和熱用戶之間；氣水換熱器、循環風機、電加熱模塊和儲熱子系統依次通過管道首尾相連，構成一個熱風循環系統；氣水換熱器、熱用戶和循環水泵依次通過管道首尾相連，構成一個水路循環系統；通過氣水換熱器將熱風循環系統中的熱量傳遞到水路循環系統中。

進一步地，所述多孔復合相變磚包括相變材料和封裝材料兩部分，封裝材料為多孔結構，其在使用溫度下不發生相變過程，通過毛細作用力將相變材料吸附固定，達到封裝效果。

優選地，所述多孔復合相變磚的相變材料質量組成為25-45wt％碳酸鈉、20-35wt％碳酸鉀、10-25wt％氯化鉀和5-15wt％氯化鈉，相變溫度為550-650℃，占多孔復合相變磚總質量的55-75％；封裝材料為硅藻土、蛭石、膨脹珍珠巖、膨脹石墨中的任意一種，占多孔復合相變磚總質量的25-45％。

優選地，所述多孔陶瓷磚材質為氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅或氮化硅；其四個側面設有孔徑相同、相互連通的單個大孔，孔徑為80-240mm，頂面和底面設有孔徑相同的陣列式通孔，孔徑為5-15mm。

進一步地，所述多孔復合相變磚的封裝材料上設有陣列式小孔，其尺寸與多孔陶瓷磚陣列式通孔尺寸相同。