[發明專利]一種與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置

在審

• 申請號: 202010859069.5
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN114087903A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 陳六彪;王俊杰;季偉;郭嘉;顧開選;崔晨
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F25B30/02;F24D13/00;F24D15/02;F24D15/04;F24D19/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發明實施例提供一種與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，涉及熱能技術領域。其包括保溫腔體、蒸氣壓縮式熱泵、氣液換熱器及內置于保溫腔體的蓄熱介質，蓄熱介質通過加熱元件與外部供電設備相連，氣液換熱器安裝在保溫腔體內并與外部供液管連通，蒸氣壓縮式熱泵的冷凝器安裝在保溫腔體內并處于氣液換熱器的出風口，保溫腔體為密封腔，保溫腔體內的空氣順次沿冷凝器、蓄熱介質和氣液換熱器循環流動。本發明實施例提供的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，在電蓄熱裝置中引入蒸氣壓縮式熱泵，減少了電蓄熱裝置的用電量，降低用電成本；實現了熱量的梯級利用，提高了熱量的利用效率，進一步減小電能消耗。

技術領域

本發明涉及熱能技術領域，尤其涉及一種與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置。

背景技術

隨著電力工業的快速發展，國內涌現越來越多的電站系統。在用電低峰期負荷減少，造成大量低谷電的剩余，而電力產品的特性是產、供、銷同時完成的，低谷電的大量剩余導致電力資源的浪費，不利于節能環保。為此，低谷電和高峰電采用不同用電價格以督促人們錯峰用電，提高能源利用率，減少浪費。

在寒冷的冬季及工業生產中，常用到熱水或熱油，傳統采用電加熱方式提供熱水和熱油。目前也出現了一些電蓄熱裝置，通過將價格便宜的低谷電通過加熱元件將電能轉換為熱能儲存在蓄熱介質中；在價格最高的高峰電階段，通過使用空氣等媒介將蓄熱介質熱量傳遞給水、導熱油等介質，為用戶和工業生產者供應熱水或者熱油，從而降低用電成本。但現有的電蓄熱裝置蓄熱效率低，用電量仍然較高。

發明內容

本發明實施例提供一種與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，用以解決現有技術中生活和工業用熱水熱油的用電成本高的缺陷，實現錯峰用電，提高蓄熱效率。

本發明實施例提供一種與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，包括保溫腔體、蒸氣壓縮式熱泵、氣液換熱器及內置于所述保溫腔體的蓄熱介質，所述蓄熱介質通過加熱元件與外部供電設備相連，所述氣液換熱器安裝在所述保溫腔體內并與外部供液管連通，所述蒸氣壓縮式熱泵的冷凝器安裝在所述保溫腔體內并處于所述氣液換熱器的出風口，所述保溫腔體為密封腔，所述保溫腔體內的空氣順次沿所述冷凝器、所述蓄熱介質和所述氣液換熱器循環流動。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，所述加熱元件的一端安裝在所述蓄熱介質內部，所述加熱元件的另一端伸出所述保溫腔體。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，所述加熱元件為多個。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，所述保溫腔體包括外壁及內壁，所述外壁位于所述內壁的外側，所述內壁與所述外壁相連后形成的容納空間內填充有保溫材料。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，所述蓄熱介質采用鎂磚、鋼球、熔融鹽和石蠟中的任一種。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，所述蒸氣壓縮式熱泵包括順次相連的冷凝器、壓縮機、蒸發器及節流閥，所述冷凝器安裝在所述保溫腔體內，所述壓縮機、所述蒸發器與所述節流閥均布設在所述保溫腔體外。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，還包括循環風機，所述冷凝器位于所述循環風機的葉輪與所述氣液換熱器的出氣口之間。

根據本發明一個實施例的與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，所述循環風機包括葉輪、轉軸及驅動件，所述驅動件位于所述保溫腔體外部，所述葉輪為布設在所述保溫腔體內的高溫葉輪，所述高溫葉輪通過所述轉軸與所述驅動件相連。

本發明實施例提供的一種與蒸氣壓縮式熱泵耦合的電蓄熱裝置，在電蓄熱裝置中引入蒸氣壓縮式熱泵，從低溫熱源吸熱在高溫熱源放出數倍于能耗的熱量，減少了電蓄熱裝置的用電量，降低用電成本；與此同時，從氣液換熱器出來的低溫空氣進入蒸氣壓縮式熱泵的冷凝器中預熱，然后再進入溫度較高的蓄熱介質，實現了熱量的梯級利用，提高了熱量的利用效率，進一步減小電能消耗。