本實(shí)用新型涉及一種戶用的蓄熱式水循環(huán)采暖系統(tǒng)，尤其涉及一種利用電力蓄熱且可智能調(diào)溫的采暖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)高品質(zhì)生活環(huán)境的追求也越來(lái)越高。在戶用采暖領(lǐng)域，傳統(tǒng)的采暖方式是利用煤炭進(jìn)行取暖，農(nóng)村的散煤取暖方式污染環(huán)境，因此亟需用天然氣和電能等清潔能源取代。然而，天然氣依賴化石等不可再生能源，在農(nóng)村鋪設(shè)天然氣管道受很多因素的限制，其使用成本反而比燃煤要高得多，在農(nóng)村的現(xiàn)實(shí)可行性低。

目前，電采暖廣泛采用空氣能熱泵，其一次性投資大，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高，運(yùn)行費(fèi)用受氣候、安裝場(chǎng)地、散熱器形式、運(yùn)行管理模式的影響較大。現(xiàn)有的蓄熱電暖器大多只能維持?jǐn)?shù)小時(shí)的供熱，全天室內(nèi)溫度波動(dòng)大，采暖舒適性差，屬過渡性產(chǎn)品。

我國(guó)的電力建設(shè)發(fā)展迅猛，風(fēng)電、光電、水電、核電在電網(wǎng)中的比重越來(lái)越大，使電網(wǎng)的負(fù)荷峰谷差值越來(lái)越突出，出現(xiàn)了棄風(fēng)、棄光、棄水、棄核等現(xiàn)象，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失巨大，所以需要消納這部分過剩電能。電能替代對(duì)新技術(shù)的需求，電網(wǎng)對(duì)剩余電能消納的需求，以及冬季熱電聯(lián)產(chǎn)供熱導(dǎo)致電能過剩進(jìn)一步加劇，使得低成本的經(jīng)濟(jì)型蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)(也即充分利用電網(wǎng)過剩電能進(jìn)行采暖的系統(tǒng))的推廣具有重要價(jià)值和意義。

這些價(jià)值和意義體現(xiàn)在：一方面，對(duì)于需求側(cè)的采暖用戶，可降低采暖設(shè)備的投資，降低采暖費(fèi)用，全自動(dòng)運(yùn)行，采暖清潔可靠；對(duì)于供給側(cè)的發(fā)電企業(yè)，可提高發(fā)電效率，增加企業(yè)收入。另一方面，對(duì)于國(guó)家的電網(wǎng)，由于錯(cuò)峰用電，可提高電網(wǎng)的利用率，降低電網(wǎng)投資；對(duì)于環(huán)境，由于采用清潔能源，可改善生態(tài)環(huán)境。

因此，低成本的經(jīng)濟(jì)型蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)在采暖領(lǐng)域中具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景和較高的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)，以提高電能利用效率，降低采暖設(shè)備的投資和采暖運(yùn)行費(fèi)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)的具體技術(shù)方案如下：

一種蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)，包括：蓄能裝置，具有出水口和回水口，用于加熱并儲(chǔ)存換熱介質(zhì)；散熱器，具有進(jìn)水口和出水口，散熱器的出水口與蓄能裝置的回水口相連；自動(dòng)調(diào)溫閥，連接在蓄能裝置的出水口與散熱器的進(jìn)水口之間，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的換熱介質(zhì)的溫度；其中，蓄能裝置出水口流出的高溫?fù)Q熱介質(zhì)可流入自動(dòng)調(diào)溫閥中進(jìn)行調(diào)溫后進(jìn)入散熱器，高溫?fù)Q熱介質(zhì)在散熱器中散熱后形成低溫?fù)Q熱介質(zhì)并從散熱器的出水口流回到蓄能裝置中，以完成循環(huán)流動(dòng)并為用戶供暖。

進(jìn)一步，蓄能裝置的出水口設(shè)置在上部，蓄能裝置的回水口設(shè)置在下部，蓄能裝置的出水口處設(shè)置有上布水器，回水口處設(shè)置有下布水器，上布水器和下布水器可使換熱介質(zhì)平穩(wěn)流入或流出蓄能裝置，以使蓄能裝置上方的高溫?fù)Q熱介質(zhì)與下方的低溫?fù)Q熱介質(zhì)分離，并在高溫?fù)Q熱介質(zhì)與低溫?fù)Q熱介質(zhì)之間形成斜溫層。

進(jìn)一步，蓄能裝置的內(nèi)部設(shè)有電加熱器和限溫器，電加熱器靠近蓄能裝置的回水口設(shè)置，以加熱下方的低溫?fù)Q熱介質(zhì)，限溫器靠近蓄能裝置的回水口設(shè)置，限溫器可控制接通或斷開電加熱器以控制低溫?fù)Q熱介質(zhì)的加熱溫度。

進(jìn)一步，蓄能裝置內(nèi)還設(shè)置有水溫傳感器，水溫傳感器靠近蓄能裝置的出水口設(shè)置，以測(cè)量蓄能裝置出水口處高溫?fù)Q熱介質(zhì)的溫度。

進(jìn)一步，自動(dòng)調(diào)溫閥包括進(jìn)水口，出水口以及回水口，自動(dòng)調(diào)溫閥的進(jìn)水口通過連接管道與蓄能裝置的出水口相連，自動(dòng)調(diào)溫閥的出水口通過連接管道與散熱器的進(jìn)水口相連，散熱器的出水口通過連接管道與自動(dòng)調(diào)溫閥的回水口以及蓄能裝置的回水口相連，從散熱器出水口流出的部分低溫?fù)Q熱介質(zhì)通過自動(dòng)調(diào)溫閥的回水口流入自動(dòng)調(diào)溫閥中，并且與通過自動(dòng)調(diào)溫閥的進(jìn)水口流入的高溫?fù)Q熱介質(zhì)混合后再次流入散熱器。

進(jìn)一步，自動(dòng)調(diào)溫閥為自動(dòng)恒溫閥。

進(jìn)一步，自動(dòng)調(diào)溫閥設(shè)置在智能調(diào)溫箱內(nèi)，自動(dòng)調(diào)溫閥的出水口和回水口處設(shè)置有溫度表，以測(cè)量自動(dòng)調(diào)溫閥的出水口和回水口處的換熱介質(zhì)的溫度。

進(jìn)一步，自動(dòng)調(diào)溫閥上設(shè)有調(diào)節(jié)旋鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)溫閥的進(jìn)水口和回水口液體流量比，以調(diào)節(jié)混合換熱介質(zhì)的溫度。

進(jìn)一步，智能調(diào)溫箱包括電控室，電控室內(nèi)設(shè)置有斷路器、接觸器、智能控制器，智能控制器與斷路器、接觸器以及限溫器相連，智能控制器可對(duì)斷路器、接觸器以及限溫器進(jìn)行控制以接通和斷開工作電路。

進(jìn)一步，智能調(diào)溫箱還包括智能調(diào)溫室，自動(dòng)調(diào)溫閥以及自動(dòng)調(diào)溫閥的出水口和回水口處設(shè)置的溫度表集成設(shè)置在智能調(diào)溫室內(nèi)。

本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)蓄能裝置下部設(shè)有機(jī)械式限溫器，可防止溫控系統(tǒng)故障時(shí)可能出現(xiàn)的蓄能裝置內(nèi)部溫度失控。

2)蓄能裝置上部設(shè)有溫控器或溫度傳感器，通過檢測(cè)水溫判斷蓄熱量，控制電加熱器的運(yùn)行。

3)蓄能裝置的進(jìn)出水口均設(shè)有內(nèi)部水流擴(kuò)散器，減少進(jìn)出水水流對(duì)蓄能裝置內(nèi)部斜溫層的擾動(dòng)。

4)蓄能裝置出水管路上設(shè)有自力式恒溫閥，可自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)入換熱器的水溫，滿足不同用戶的需求。

由此，本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)可根據(jù)天氣溫度、電網(wǎng)要求、剩余熱量進(jìn)行計(jì)劃性蓄熱和智能蓄熱，同時(shí)可根據(jù)室內(nèi)溫度、室外溫度變化進(jìn)行合理用熱、智能用熱以節(jié)約電能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)的工作原理圖。

附圖標(biāo)記為：1-蓄能裝置 2-智能調(diào)溫箱 3-溫控閥 4-散熱器 5-補(bǔ)水箱 6-自動(dòng)調(diào)溫閥 7-循環(huán)水泵 8-排氣閥 9-上擴(kuò)散器 10-下擴(kuò)散器 11-限溫器 12-溫度傳感器 13-電加熱器 14-回水水溫表 15-出水水溫表

具體實(shí)施方式

為了更好地了解本實(shí)用新型的目的、結(jié)構(gòu)及功能，下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)包括蓄能裝置1，自動(dòng)調(diào)溫閥6以及散熱器4，其中蓄能裝置1的上部(例如上部側(cè)壁上)具有出水口，下部(例如下部側(cè)壁上)具有回水口，蓄能裝置1上部的出水口通過管道與自動(dòng)調(diào)溫閥6的一端相連，自動(dòng)調(diào)溫閥6的另一端通過管道與散熱器4的一端(如進(jìn)水口)相連，散熱器4的另一端(如出水口)通過管道與蓄能裝置1下部的回水口相連。

由此，經(jīng)蓄能裝置1加熱儲(chǔ)存的高溫?fù)Q熱介質(zhì)進(jìn)入自動(dòng)調(diào)溫閥6中，高溫?fù)Q熱介質(zhì)在自動(dòng)調(diào)溫閥6中經(jīng)溫度調(diào)節(jié)后進(jìn)入散熱器4中進(jìn)行散熱，以為用戶供暖，供暖過程中，高溫?fù)Q熱介質(zhì)經(jīng)散熱器4散熱后溫度降低變成低溫?fù)Q熱介質(zhì)，低溫?fù)Q熱介質(zhì)通過管道流回到蓄能裝置1中重新加熱進(jìn)入下一循環(huán)。

散熱器4可以戶用的地暖或者暖氣片，以及其他常用采暖設(shè)備，散熱器4為多個(gè)，多個(gè)散熱器4彼此并聯(lián)連接，多個(gè)散熱器4的出水口通過管道與蓄能裝置1下部的回水口相連。

如圖2所示，蓄能裝置1為帶有外保溫層的存儲(chǔ)液體物質(zhì)的罐狀容器，蓄能裝置1的內(nèi)部設(shè)有用于加換熱介質(zhì)體的電加熱器13，用于監(jiān)控水溫的水溫傳感器12，以及用于控制水溫的限溫器11。其中，電加熱器13包括但不限于金屬管狀電加熱器或陶瓷電加熱器，電加熱器13靠近回水口設(shè)置以加熱蓄能裝置1回水口處的回流低溫?fù)Q熱介質(zhì)，限溫器11也靠近回水口設(shè)置，以監(jiān)控回水口處加熱的換熱介質(zhì)水溫，當(dāng)換熱介質(zhì)被加熱到超過設(shè)定的溫度值時(shí)(例如80℃)，限溫器11可控制斷開電加熱器13，當(dāng)換熱介質(zhì)溫度不足設(shè)定的溫度值時(shí)，限溫器11可控制接通電加熱器13。水溫傳感器12靠近出水口設(shè)置，以方便用戶讀取蓄能裝置1的出水口處高溫?fù)Q熱介質(zhì)的水溫。

蓄能裝置1的出水口處設(shè)置有上布水器9，回水口處設(shè)置有下布水器10，上布水器9和下布水器10的結(jié)構(gòu)形式包括但不限于穿孔管布水器、條縫管布水器、裝有均流孔板的布水器。通過設(shè)置上布水器9和下布水器10，使得蓄能裝置1的出水和回水平穩(wěn)，水流流動(dòng)過程中擾動(dòng)很小，回水口處的低溫水與上部的高溫水混參率很低，高、低溫水自然分層，形成斜溫層。隨著蓄能裝置1下部低溫回水的不斷進(jìn)行，上部高溫水不斷流出，下部低溫水向上活塞狀流動(dòng)，斜溫層不斷抬高，直到上部高溫水占用的空間被低溫水全部置換。經(jīng)過一個(gè)周期的循環(huán)后，蓄能裝置1的電加熱器再次加熱，進(jìn)入新一輪蓄熱供熱循環(huán)，優(yōu)選地，蓄能裝置1的儲(chǔ)存熱能和釋放熱能的周期與用戶的采暖周期一致。

由此，蓄能裝置1可在用電低谷時(shí)段(例如夜間)將過剩電能或高價(jià)電能轉(zhuǎn)化為熱量?jī)?chǔ)存，在其他時(shí)段將儲(chǔ)存的熱量釋放以為用戶供暖，從而充分利用了過剩電能或低價(jià)電能，節(jié)約了用電成本。

再次參見圖2，自動(dòng)調(diào)溫閥6為三通結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)水口，出水口以及回水口，自動(dòng)調(diào)溫閥6的進(jìn)水口通過管道與蓄能裝置1的出水口相連，自動(dòng)調(diào)溫閥6的出水口通過管道與散熱器4的進(jìn)水口相連，從蓄能裝置1的出水口流出的高溫?fù)Q熱介質(zhì)可通過自動(dòng)調(diào)溫閥6的進(jìn)水口和出水口進(jìn)入散熱器4。自動(dòng)調(diào)溫閥6的回水口通過管道與散熱器4的低溫出水口相連，從散熱器4的出水口流出的低溫?fù)Q熱介質(zhì)一部分通過蓄能裝置1的回水口直接流回，另一部分通過自動(dòng)調(diào)溫閥6的回水口流入自動(dòng)調(diào)溫閥6中，并與從自動(dòng)調(diào)溫閥6的進(jìn)水口流入的高溫?fù)Q熱介質(zhì)混合后通過自動(dòng)調(diào)溫閥6的出水口流入散熱器4。

自動(dòng)調(diào)溫閥6與水泵7、自動(dòng)排氣閥8、回水溫度表14、出水溫度表15相連，如通過連接管道與這些部件相連。水泵7、自動(dòng)排氣閥8以及出水溫度表15優(yōu)選設(shè)置在自動(dòng)調(diào)溫閥6的出水口處的連接管道上，回水溫度表14優(yōu)選設(shè)置在自動(dòng)調(diào)溫閥6的回水口處的連接管道上。

自動(dòng)調(diào)溫閥6設(shè)置在智能調(diào)溫箱2的內(nèi)部，智能調(diào)溫箱2包括上下兩室，上部為電控室，下部為智能調(diào)溫室。上部的電控室內(nèi)安裝有斷路器、接觸器、智能控制器(智能控制器例如可以是單片機(jī)或其他微控制單元)等電氣元件，智能控制器與斷路器、接觸器以及限溫器11相連并且對(duì)斷路器、接觸器以及限溫器11進(jìn)行控制，例如智能控制器通過控制斷路器和接觸器來(lái)接通和斷開工作電路，使得各電氣元件(如限溫器11等)工作，自動(dòng)調(diào)溫閥6設(shè)置在下部的智能調(diào)溫室內(nèi)。

自動(dòng)調(diào)溫閥6、水泵7、自動(dòng)排氣閥8、回水溫度表14、出水溫度表15可以集成設(shè)置在智能調(diào)溫室內(nèi)。此外，水泵7、自動(dòng)排氣閥8、回水溫度表14、出水溫度表15也可設(shè)置在智能調(diào)溫箱2外的連接管道上。

優(yōu)選地，智能調(diào)溫箱2內(nèi)部的自動(dòng)調(diào)溫閥6具有調(diào)節(jié)旋鈕，自動(dòng)調(diào)溫閥6的調(diào)節(jié)旋鈕伸出智能調(diào)溫箱2，操作人員可在智能調(diào)溫箱2外手動(dòng)設(shè)定自動(dòng)調(diào)溫閥6的進(jìn)水口和回水口液體流量比，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器4內(nèi)的混合換熱介質(zhì)的溫度。

應(yīng)注意的是，調(diào)溫閥6的三通結(jié)構(gòu)中，進(jìn)水口中的高溫?fù)Q熱介質(zhì)不能直接流到回水口，回水口中的低溫?fù)Q熱介質(zhì)不能直接流到進(jìn)水口，進(jìn)水口中的高溫?fù)Q熱介質(zhì)和回水口中低溫?fù)Q熱介質(zhì)都只能流動(dòng)到出水口，進(jìn)而高溫?fù)Q熱介質(zhì)和低溫?fù)Q熱介質(zhì)混合后流入到散熱器4中散熱。

自動(dòng)調(diào)溫閥6優(yōu)選為自力式溫控閥或自動(dòng)恒溫閥，自動(dòng)恒溫閥可依靠感溫傳感器內(nèi)感溫材料的膨脹力來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門啟閉，從而調(diào)節(jié)進(jìn)入閥門的冷、熱流體流量，進(jìn)而達(dá)到控制流體出口溫度的目的。自動(dòng)恒溫閥是一種不需外接能源，而由熱敏元件吸收流體的熱量并轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律工作的自動(dòng)溫度控制器。

進(jìn)一步，在蓄能裝置1與自動(dòng)調(diào)溫閥6之間的連接管道上設(shè)置有補(bǔ)水箱5，以為蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)補(bǔ)充水。散熱器4上設(shè)置有溫控閥3，以控制進(jìn)入散熱器4中的高溫?fù)Q熱介質(zhì)的溫度。

下面簡(jiǎn)要描述本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)的工作過程：

目前，我國(guó)大部分地區(qū)供電的峰谷時(shí)段一般為，峰段8小時(shí)、平段8小時(shí)、谷段8小時(shí)，其中谷段電價(jià)為平段電價(jià)的50％，峰段電價(jià)為平段電價(jià)的150％。在各種電采暖方式中，本實(shí)用新型的蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)是比較經(jīng)濟(jì)的，并且由于其可全自動(dòng)運(yùn)行，使用成本也比較低，尤其在我國(guó)北方寒冷地區(qū)，空氣能熱泵效率比較低，所以更適合本實(shí)用新型的應(yīng)用。

蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)的蓄熱過程：在設(shè)定的蓄熱時(shí)段內(nèi)，智能控制器(或其他智能電氣控制元件)通過啟動(dòng)位于蓄能裝置1下部的電加熱器13來(lái)加熱蓄能裝置1內(nèi)的水(例如智能控制器可控制限溫器以接通和斷開電加熱器的加熱電路)，當(dāng)位于蓄能裝置1上部的溫度傳感器12檢測(cè)到水溫達(dá)到設(shè)定值(如85℃)時(shí)，由限溫器11控制停止電加熱器13的加熱，當(dāng)水溫失控時(shí)，蓄能裝置1下部安裝的機(jī)械式限溫器11動(dòng)作，強(qiáng)行停止加熱。在蓄熱時(shí)段外，無(wú)論水溫多低，電加熱器13都停止加熱。

蓄熱式水循環(huán)電采暖系統(tǒng)的放熱過程：由智能控制器啟動(dòng)水泵7，蓄能裝置1內(nèi)的高溫?fù)Q熱介質(zhì)(如水溫85℃)，由上擴(kuò)散器9流出，經(jīng)過自動(dòng)調(diào)溫閥6并與散熱器4出水口回流的低溫?fù)Q熱介質(zhì)(如水溫40℃)混合，高溫?fù)Q熱介質(zhì)和低溫?fù)Q熱介質(zhì)在自動(dòng)調(diào)溫閥6的作用下自動(dòng)調(diào)溫，調(diào)溫后的換熱介質(zhì)(如水溫50℃)經(jīng)水泵7、溫控閥3、進(jìn)入散熱器4，經(jīng)散熱器4降溫后，散熱器4的回水(如水溫40℃)分成兩路，一路進(jìn)入自動(dòng)調(diào)溫閥6與蓄能裝置1中流出的高溫?fù)Q熱介質(zhì)混合，另一路進(jìn)入蓄能裝置1的下擴(kuò)散器10，水流立刻變緩，流速極低，擾動(dòng)很小，與上部換熱介質(zhì)混參率很低。回流的低溫?fù)Q熱介質(zhì)水溫低，其密度大于蓄能裝置1內(nèi)上層的高溫?fù)Q熱介質(zhì)。高溫?fù)Q熱介質(zhì)和低溫?fù)Q熱介質(zhì)自然分層，形成斜溫層，隨著下部回水的不斷進(jìn)入，上部高溫?fù)Q熱介質(zhì)不斷流出，下部低溫冷水向上活塞狀流動(dòng)，斜溫層不斷抬高，直到將上部換熱介質(zhì)占用的空間全部置換。

本實(shí)用新型中，智能控制器具有多段時(shí)鐘設(shè)定功能，可設(shè)置谷電蓄熱時(shí)段；在極寒天氣，蓄能裝置存儲(chǔ)的熱量不足時(shí)，可設(shè)定平電時(shí)段啟動(dòng)電加熱器補(bǔ)熱。因此，智能控制器具有蓄熱溫度控制功能，可根據(jù)不同氣候設(shè)定蓄熱溫度，調(diào)節(jié)蓄熱量，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

可以理解，本實(shí)用新型是通過一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉的，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，本實(shí)用新型不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍內(nèi)。