[發明專利]基于固體蓄熱與相變蓄熱的電供暖裝置

在審

• 申請號: 202210631004.4
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115183309A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 孔祥飛;聶銳明;王路
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F24D13/00
• 分類號: F24D13/00;F24D15/02;F24D19/10
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 劉翔

本發明涉及供暖節能技術領域，尤其涉及一種基于固體蓄熱與相變蓄熱的電供暖裝置，包括鎂磚供熱模塊、相變蓄熱模塊、熱能轉換模塊和供暖控制模塊，并提供熱水供暖與熱風供暖兩種供暖方式，能利用谷價電蓄熱供暖，非谷價電時段放熱供暖。在蓄熱模式下，鎂磚蓄熱，同時使熱風在翅片換熱器處與熱傳導介質換熱，熱傳導介質向相變蓄熱材料傳熱并流至換熱器換熱，滿足供暖使用。在放熱模式下，供暖控制模塊根據鎂磚溫度控制蓄放熱順序，能夠高效地蓄熱與放熱滿足供暖需求。本發明集成電發熱、相變蓄能和固體蓄熱，具有清潔環保、低成本運行、高效節能的特性，并提供熱水供暖與熱風供暖兩種供暖方式，具有顯著的社會效益和經濟效益。

技術領域

本發明涉及供暖節能技術領域，尤其涉及一種基于固體蓄熱與相變蓄熱的電供暖裝置。

背景技術

我國的一次能源格局是以化石能源中的煤炭為主，石油、天然氣等優質能源為輔，以水電、核電、風能、太陽能、生物質能在內的非化石能源為補充，直燃煤在能源應用中仍占據主流。我國北方的燃煤供暖現象加劇了污染程度，清潔能源的使用也越來越受重視。在眾多清潔能源中，太陽能、電能、地源熱等形式的研究較為廣泛，其中電能作為普及最廣且不受地域環境限制的能源也成為地方政府、環保部門推動燃煤供暖方式變革中的重要替代能源。在二次能源中，電能由于能夠與所有能源轉換，故可以較為方便地轉換為熱能并實現精密控制的目的，更進一步的，電能由于其更加便捷、安全和清潔的巨大優勢，已經成為清潔能源的優選方式。

另一方面，隨著技術和經濟的發展以及人們生活品質的提高，用電負荷峰谷差不斷增大。通過開發利用低谷電技術，對平衡電網負荷，提高發電效率，降低電力設施投資，降低用電成本，促進環境保護都有重要意義。電熱儲能的優勢：一方面電網移峰填谷，可對電網峰谷矛盾進行有效緩解；另一方面通過大量消納棄風電，可提高可再生能源的利用率；同時有清潔環保功能能迅速有效消除燃煤造成的空氣污染，從而在本源上改善空氣的質量。北方地區在用電價格上執行峰谷分時電價政策。低谷時段的價格優勢結合電蓄能技術，宏觀上實現了轉移高峰電力、保護生態環境的目標，微觀上為北方地區供暖企業帶來較好的經濟效益。

采用電蓄能技術替代傳統燃煤供暖有很好的市場前景。采用蓄熱式清潔熱源的優勢在于：蓄熱式清潔熱源在使用過程中沒有二氧化碳的排放，沒有產生廢棄物、粉塵等污染物，整個過程清潔環保。蓄熱式清潔熱源利用電網低谷時段和棄風時期電能進行儲熱，使現有用電容量和供電效率得到最大價值利用。運營成本低。儲熱式清潔熱源使用低谷時段電源容量供暖，運行成本與燃煤成本相同，在保證供暖質量的前提下每年節約可觀的供暖經費。目前主要的電蓄熱方式有兩種：一種為顯熱蓄熱，對蓄熱物質在不發生相態變化的條件下，加熱升溫將物質發生溫度變化時所吸收或釋放的熱能儲存起來保溫儲存，用熱時釋放熱量的蓄熱方式。如水蓄熱、固體蓄熱便是顯熱蓄熱。另一種為相變蓄熱，通過利用物質發生相變如固體與液體、液體與氣體等物理狀態變化時，吸收或釋放的熱能儲存起來，在需要時釋放出去。水蓄熱初投資相對較少，但水箱蓄熱存在一定的缺陷，采用水箱蓄能需要較大的存放空間，一旦出現漏水現象，難以處理。相比之下，相變蓄熱與固體蓄熱占地面積較小，換熱溫度更高，可根據場地不同靈活放置，不需單獨的鍋爐房也可以，如地下室、廣場地下、操場地下、屋頂等閑置地方，減少有效占地。

中國專利公開號：CN104457036B公開了一種換熱器及含該換熱器的熱泵機組運行方法。該發明公開了裝置：換熱本體兩側分別安裝封頭，封頭內設有一個均流板，換熱本體包括多組換熱組件，多組換熱組件依次安裝；該發明的熱泵機組運行方法根據不同的條件有以下六種運行方法：空氣源熱泵制冷模式，太陽能蓄熱模式、蓄熱器供熱模式、太陽能輔助蓄熱器供熱模式、空氣源熱泵制熱模式和蓄熱器除霜模式。但是，由于該發明中的熱能來源為太陽能，太陽能作為一種節能熱源其對于熱能供能時間、天氣都具有一定的局限性，無法作為一種長期穩定的熱源。

發明內容

為此，本發明提供一種基于固體蓄熱與相變蓄熱的電供暖裝置，用以克服現有技術中節能類清潔熱源為熱源的供暖裝置儲存的熱能儲能量較少，無法提供穩定供暖效果的問題。