CN107940758A - 一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，包括外壳、包覆外壳内壁的保温层和设置于外壳内部的换热器、风机和蓄热机构，所述蓄热机构由层层叠放设置的多级蓄热室组成，相邻的蓄热室之间通过隔热层分隔；每级蓄热室内部均铺设有多层由多块蓄热砖组成的蓄热砖层，电热带依次穿过各个蓄热砖上的孔洞；所述蓄热机构右侧设置有第一风道，上端设置有第二风道，左侧设置有第三风道；换热器的进风口与第二风道连通，出风口与风机连接，出水口处设置有温度传感器；温度传感器通过导线与电控箱连接，电控箱与风机通过导线连接。本发明的蓄热机构分为多级蓄热室进行分级加热，蓄热室的数量越多，精细化程度越高。

Description

一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置

技术领域

本发明属于一种供热热源***，具体涉及一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置。

背景技术

在电力市场中，蓄能技术是开发低谷用电、转移高峰电力、优化资源配置、维护生态环境的重要技术措施。蓄能技术在我国的应用范围较少，其原因一方面是我国对蓄能技术的认识不够，另一方面是现有多数蓄能技术的应用商业价值不高。因此，我国对蓄能技术的应用和开发潜力巨大。

固体电蓄热锅炉是蓄能技术在供热***中的一种应用，其工作原理如下：利用夜间低谷电，通过蓄热室内电热元件通电，将包裹在电热元件周围的储热介质加热。在用热时，风机运转，使空气流动通过蓄热体，将蓄热体中的热量换出成为高温热空气，高温热空气经过换热器后，将换热器中的水加热，风机再将通过换热器换热后的低温热风送回蓄热室，如此循环，供热单位用换热器换出的热水进行供热。

随着固体电蓄热锅炉环保、节能、高效、安全等多项优势的日益突显，其在供热热源***的应用越来越多。通常情况下，换热器二次侧水温的控制是通过调节电机的转速即调节风量实现的，其可控范围小、精度差。由此带来了一些问题，一方面，难以实现按需取热，浪费能源；另一方面，容易出现换热器二次侧的水发生汽化现象，存在安全隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置。

本发明的技术方案是：

一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，包括外壳、包覆外壳内壁的保温层和设置于外壳内部的换热器、风机和蓄热机构，所述蓄热机构由层层叠放设置的多级蓄热室组成，相邻的蓄热室之间通过隔热层分隔；隔热层上设置有控制相邻蓄热室之间连通状态的分级电动风阀；每级蓄热室内部均铺设有多层由多块蓄热砖组成的蓄热砖层，电热带依次穿过各个蓄热砖上的孔洞；所述蓄热机构右侧设置有第一风道，上端设置有第二风道，左侧设置有第三风道；第二风道与第一风道、第三风道之间分别设置有一二电动风阀和二三电动风阀；每级蓄热室均设置有控制与第一风道或者第三风道连通状态的风道电动风阀，且最上层蓄热室设置有控制与第二风道连通状态的顶端电动风阀；所述换热器的进风口与第二风道连通，出风口与风机连接，出水口处设置有温度传感器；温度传感器通过导线与电控箱连接，电控箱与风机通过导线连接。

所述电热带由电热丝及外加保护套形成，每级蓄热室内的电热带的通电状态单独控制。

所述蓄热砖为镁铁蓄热砖，呈长方体结构，其上形成两个分布均匀且截面为圆形的贯穿整个长度方向的孔洞，蓄热砖厚度方向的两端均设有凹槽。

所述第二风道与位于最上方的蓄热室之间也设置有隔热层。

相邻的所述隔热层上的分级电动风阀交错设置。

所述电热带以首尾相接的S型排布方式依次穿过各蓄热砖层中蓄热砖内的孔洞。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种通过空气分级加热来控温的固体电蓄热装置，该蓄热机构分为几个独立的蓄热室，并用与蓄热室数量对应的若干个电动风阀分别控制独立蓄热室的运行状态，而电动风阀的启闭则由安装在换热器内部的温度传感器传递的信号进行控制，由此达到对换热器二次侧水温的细化控制，并可有效的防止其发生汽化现象。

附图说明

图1是本发明一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置的结构示意图；

图2是本发明中蓄热砖的结构示意图；

图3是本发明中实施例1的结构示意图。

其中：

1 外壳 2 保温层

3 换热器 4 风机

5 蓄热室 6 隔热层

7 第一风道 8 第二风道

9 第三风道 10 蓄热砖

11 电热带 12 孔洞

13 凹槽 14 分级电动风阀

15 一二电动风阀 16 二三电动风阀

17 风道电动风阀 18 顶端电动风阀

19 进风口 20 出风口

21 出水口 22 温度传感器

23 电控箱。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例对本发明一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置进行详细说明：

如图1所示，一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，包括外壳1、包覆外壳1内壁的保温层2和设置于外壳1内部的换热器3、风机4和蓄热机构，所述蓄热机构由层层叠放设置的多级蓄热室5组成，相邻的蓄热室5之间通过隔热层6分隔；隔热层6上设置有控制相邻蓄热室5之间连通状态的分级电动风阀14；每级蓄热室5内部均铺设有多层由多块蓄热砖10组成的蓄热砖层，电热带11依次穿过各个蓄热砖10上的孔洞12；

所述蓄热机构右侧设置有第一风道7，上端设置有第二风道8，左侧设置有第三风道9；第二风道8与第一风道7、第三风道9之间分别设置有一二电动风阀15和二三电动风阀16；每级蓄热室5均设置有控制与第一风道7或者第三风道9连通状态的风道电动风阀17，且最上层蓄热室5设置有控制与第二风道8连通状态的顶端电动风阀18。

所述换热器3的进风口19与第二风道8连通，出风口20与风机4连接，出水口21处设置有温度传感器22；温度传感器22通过导线与电控箱23连接，电控箱23与风机4通过导线连接。

所述电热带11由电热丝及外加保护套形成，每级蓄热室5内的电热带11的通电状态单独控制。

如图2所示，所述蓄热砖10为镁铁蓄热砖，呈长方体结构，其上形成两个分布均匀且截面为圆形的贯穿整个长度方向的孔洞12，蓄热砖5厚度方向的两端均设有凹槽13，凹槽13的作用是形成小型风道。

所述第二风道8与位于最上方的蓄热室5之间也设置有隔热层6。

相邻的所述隔热层6上的分级电动风阀14交错设置。

所述电热带11以首尾相接的S型排布方式依次穿过各蓄热砖层中蓄热砖10内的孔洞12。

具体的排布方式为电热带11先穿过蓄热砖层上的各个蓄热砖10上的位于同一侧的孔洞12，然后回转穿过另一侧的孔洞12，此时，该层蓄热砖层的各个蓄热砖10连接完毕，电热带11继续穿至位于刚穿过的此层孔洞12正下方的下一层的同一侧的孔洞12，以此类推依次连接。

本发明的蓄热机构设置若干个蓄热室进行分级加热，蓄热室5的数量越多，精细化程度越高。

所述外壳1由彩钢板拼接而成，设置在保温层2外面，起到保护装置的作用。

所述保温层2为硅酸铝保温材料，设置在外壳1里面，起到保温的作用。

所述风机4是变频风机，其作用是使低温空气流动通过蓄热体（蓄热砖10），变为高温空气后进入换热器3，再将通过换热器3换热后的低温热风送回蓄热室5。所述风机4转速可由温度传感器22的温度信号进行控制，由此对二次侧水温进行调节，风速越高，水温相对越高。

所述隔热层6是由耐热金属板制成隔热断桥结构装配或用保温浇注料模板浇筑而成。隔热层6的作用是隔断各蓄热室5之间的热量传递，使每级蓄热室5都形成一个独立的蓄热空间。

所述各个蓄热室5的运行状态和风机转速的各种匹配方式可实现水温的多状态控制，即一级低档到一级高档，二级低档到二级高档，三级低档到三级高档，四级低档到四级高档等。当蓄热室5数量和风机4选型合适时，即下级高档的水温和上级低档的水温刚好相等，甚至可以实现水温的连续控制。

所述温度传感器22可根据水温信号控制风机4转速和各个风阀的启闭状态，从而控制实际水温。

所述风道由第一风道、第二风道、第三风道组成，其内外材质均为耐高温不锈钢，通过控制所述各个风阀的启闭确定风道的使用和连通情况，从而决定空气的路径。

所述各个电动风阀均为耐高温电动风阀，与不锈钢板采用焊接的方式连接，通过水温信号控制各个阀门的启闭组合方式，决定空气的流动路径，从而达到控温的效果。

所述换热器3为气—液换热器，高温空气与低温水在其内部进行热交换变为低温空气和高温水，供二次侧使用。

所述电控箱23可以但不限于设置在图示位置。

实施例1

如图3所示，以四级加热为例进行阐述，即蓄热机构由四级蓄热室5组成，由下至上依次为第一级蓄热室、第二级蓄热室、第三级蓄热室和第四级蓄热室。

对温度传感器和控制装置进行设定，具体操作方式如下：

根据实际热负荷大小设定水温，可根据换热器出口的实际水温信号，控制风速和风阀启闭的组合方式，从而达到设定水温。

仅第一级蓄热室的风道电动风阀17、一二电动风阀15、二三电动风阀16开启时，仅第一级蓄热室5工作，此时，空气流经的路径为：第一级蓄热室—第一风道7—第二风道8—第三风道9—换热器3—风机4；

仅第一级蓄热室与第二级蓄热室之间的分级电动风阀14、第二级蓄热室的风道电动风阀17开启时，第一级蓄热室和第二级蓄热室同时工作，此时，空气流经的路径为：第一级蓄热室—第二级蓄热室—第三风道9—换热器3—风机4；

仅风阀第一级蓄热室与第二级蓄热室之间的分级电动风阀14、第二级蓄热室与第三级蓄热室之间的分级电动风阀14、第三级蓄热室的风道电动风阀17、一二电动风阀15、二三电动风阀16开启时，第一级蓄热室、第二级蓄热室和第三级蓄热室同时工作，此时，空气流经的路径为：第一级蓄热室—第二级蓄热室—第三级蓄热室—第一风道7—第二风道8—第三风道9—换热器3—风机4；

仅第一级蓄热室与第二级蓄热室之间的分级电动风阀14、第二级蓄热室与第三级蓄热室之间的分级电动风阀14、第三级蓄热室与第四级蓄热室之间的分级电动风阀14、第四级蓄热室的风道电动风阀17开启时，四个蓄热室同时工作，此时，空气流经的路径为：第一级蓄热室—第二级蓄热室—第三级蓄热室—第四级蓄热室—第三风道9—换热器3—风机4。

设定水温最高限制值，该值为水的汽化温度并留有一定的裕量，当水温高于该值时，可自动减小风速来限制水温，如果风速已达最小，则可通过改变风阀的启闭状态减少蓄热室同时工作个数，从而使水温低于设定值，由此达到防止换热器内水发生汽化的目的。

本发明可根据温度传感器传递的水温信号，调节风速以及各个风阀的启闭状态，控制水温不超过设定温度，该温度为汽化温度并留有一定的裕量，可有效的避免换热器内二次侧水的汽化现象；通过控制各个风阀同时开启的数量，可控制空气的加热级数，即空气温度可分别被加热到一级温度，二级温度，三级温度和四级温度，实现按需取热，节约能源的效果。

Claims (6)

1.一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，包括外壳（1）、包覆外壳（1）内壁的保温层（2）和设置于外壳（1）内部的换热器（3）、风机（4）和蓄热机构，其特征在于：所述蓄热机构由层层叠放设置的多级蓄热室（5）组成，相邻的蓄热室（5）之间通过隔热层（6）分隔；隔热层（6）上设置有控制相邻蓄热室（5）之间连通状态的分级电动风阀（14）；每级蓄热室（5）内部均铺设有多层由多块蓄热砖（10）组成的蓄热砖层，电热带（11）依次穿过各个蓄热砖（10）上的孔洞（12）；

所述蓄热机构右侧设置有第一风道（7），上端设置有第二风道（8），左侧设置有第三风道（9）；第二风道（8）与第一风道（7）、第三风道（9）之间分别设置有一二电动风阀（15）和二三电动风阀（16）；每级蓄热室（5）均设置有控制与第一风道（7）或者第三风道（9）连通状态的风道电动风阀（17），且最上层蓄热室（5）设置有控制与第二风道（8）连通状态的顶端电动风阀（18）；

所述换热器（3）的进风口（19）与第二风道（8）连通，出风口（20）与风机（4）连接，出水口（21）处设置有温度传感器（22）；温度传感器（22）通过导线与电控箱（23）连接，电控箱（23）与风机（4）通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，其特征在于：所述电热带（11）由电热丝及外加保护套形成，每级蓄热室（5）内的电热带（11）的通电状态单独控制。

3.根据权利要求1所述的一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，其特征在于：所述蓄热砖（10）为镁铁蓄热砖，呈长方体结构，其上形成两个分布均匀且截面为圆形的贯穿整个长度方向的孔洞（12），蓄热砖（5）厚度方向的两端均设有凹槽（13）。

4.根据权利要求1所述的一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，其特征在于：所述第二风道（8）与位于最上方的蓄热室（5）之间也设置有隔热层（6）。

5.根据权利要求1所述的一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，其特征在于：相邻的所述隔热层（6）上的分级电动风阀（14）交错设置。

6.根据权利要求1所述的一种空气分级加热控温的固体电蓄热锅炉装置，其特征在于：所述电热带（11）以首尾相接的S型排布方式依次穿过各蓄热砖层中蓄热砖（10）内的孔洞（12）。