本發(fā)明涉及供熱設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種儲熱供熱裝置、供暖系統(tǒng)和供熱方法。

背景技術(shù)：

隨著節(jié)能減排工作的推廣，供熱煤改電的工作也在加速進行。

近年全國均在大力推行煤改電、煤改清潔能源采暖工作，實現(xiàn)電采暖器、熱泵、電鍋爐、太陽能等清潔能源并行采暖方式。但是現(xiàn)有的電采暖設(shè)備大部分為直熱采暖設(shè)備，這些設(shè)備耗能大，使得電力系統(tǒng)負荷加大，并導(dǎo)致電網(wǎng)負荷率下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種儲熱供熱裝置、供暖系統(tǒng)和供熱方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的直熱式電采暖設(shè)備耗能大、對電網(wǎng)負荷較大問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種儲熱供熱裝置，包括：儲熱部，包括用于存儲熱量的相變儲能材料；供熱部，包括相互連接的第一換熱器和供熱組件，第一換熱器與相變儲能材料連接。

進一步的，相變儲能材料包括以下任意一項或多項的組合：臘、熱熔鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽。

進一步的，相變儲能材料的相變溫度小于或等于100攝氏度。

進一步的，供熱部內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為水，供熱組件包括進水管路和出水管路。

進一步的，相變儲能材料的相變溫度大于100攝氏度。

進一步的，供熱部內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為油液，供熱組件包括進油管路和出油管路。

進一步的，第一換熱器為盤管或換熱板，第一換熱器設(shè)置在相變儲能材料內(nèi)。

進一步的，儲熱供熱裝置還包括發(fā)熱部，發(fā)熱部包括與相變儲能材料連接的第二換熱器。

進一步的，發(fā)熱部包括熱泵和/或電熱元件。

進一步的，儲熱部還包括保溫板，保溫板設(shè)置在相變儲能材料的外側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種供暖系統(tǒng)，包括供熱單元和用熱組件，供暖系統(tǒng)還包括上述的儲熱供熱裝置，儲熱供熱裝置的儲熱部作為供熱單元，儲熱供熱裝置的供熱部的供熱組件與用熱組件連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種供熱方法，包括：通過發(fā)熱部制熱，并根據(jù)需要向用熱組件供熱；當(dāng)發(fā)熱部的制熱的熱量大于向用熱組件的供熱的熱量時，發(fā)熱部加熱相變儲能材料；當(dāng)發(fā)熱部的制熱的熱量小于向用熱組件的供熱的熱量時，利用相變儲能材料中的熱量向用熱組件供熱。

進一步地，發(fā)熱部的向相變儲能材料輸出的溫度高于相變儲能材料的相變點溫度2攝氏度至30攝氏度。

進一步地，檢測相變儲能材料的溫度，當(dāng)相變儲能材料的溫度低至預(yù)設(shè)值時，降低發(fā)熱部的向相變儲能材料輸出的溫度。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，儲熱供熱裝置包括相變儲能材料，能夠儲存一部分熱量，當(dāng)需要時再釋放這部分熱量，這樣能夠平均得制熱用的能耗，避免用熱高峰時能耗過大，減輕了電網(wǎng)的負擔(dān)，在提高電網(wǎng)負荷率的同時，還起到了節(jié)能的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的儲熱供熱裝置的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的儲熱供熱裝置的另一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：10、儲熱部；11、保溫板；12、外殼；100、相變儲能材料；20、供熱部；21、第一換熱器；22、供熱組件；30、第二換熱器。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種儲熱供熱裝置，如圖1和2所示，該儲熱供熱裝置包括：儲熱部10，包括用于存儲熱量的相變儲能材料100；供熱部20，包括相互連接的第一換熱器21和供熱組件22，第一換熱器21與相變儲能材料100連接。

本發(fā)明的儲熱供熱裝置包括相變儲能材料100，能夠儲存一部分熱量，當(dāng)需要時再釋放這部分熱量，這樣能夠平均得制熱用的能耗，避免用熱高峰時能耗過大，減輕了電網(wǎng)的負擔(dān)，在提高電網(wǎng)負荷率的同時，還起到了節(jié)能的效果。

相變儲能材料100是一種相變溫度在預(yù)定范圍之內(nèi)的材料，其通過相變從而儲存熱量，相變儲能材料100通過相變在溫度不增加的情況下儲存熱量，因此熱量散失的速度較慢，能夠較好的儲存熱量，儲熱效率高。例如相變溫度為60攝氏度的相變儲能材料100，當(dāng)熱泵將固體的相變儲能材料100加熱到60攝氏度時，相變儲能材料100開始轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時繼續(xù)吸收熱量，在相變過程中相變儲能材料100的溫度不變，但能夠吸收大量的熱量，最終相變儲能材料100完全轉(zhuǎn)化為液態(tài)后，溫度才會繼續(xù)升高。

此外，相變儲能材料100還具有無衰減、壽命長的特點，即能夠仿佛多次通過相變儲熱和放熱，而儲熱量基本不變。

優(yōu)選地，相變儲能材料100包括以下任意一項或多項的組合：臘、熱熔鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽。

居民用電存在用電高峰期和低谷期，例如工作日日間為用電低谷期，而夜晚則為用電高峰期。當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的儲熱供熱裝置作為煤改電后的電供暖系統(tǒng)的一部分后，用戶在用電低谷時間段內(nèi)能夠通過電加熱器為相變儲能材料100持續(xù)加熱，相變儲能材料100通過相變能夠存儲大量的熱量，當(dāng)用電高峰時則通過相變儲能材料100中存儲的熱量為用戶供熱，減少電加熱器的輸出功率，即減少用電高峰時期的用電量，因此平衡了用電，實現(xiàn)了“削峰填谷”，減少了供電高峰期對電網(wǎng)的負擔(dān)。

此外，現(xiàn)在多數(shù)地區(qū)已經(jīng)開始實行峰谷階梯電價，即用電高峰時間段內(nèi)的電價高于用電低谷時間段內(nèi)的電價，因此通過儲熱供熱裝置的上述操作，還能夠為用戶節(jié)省電費開支。

優(yōu)選地，第一換熱器21為盤管或換熱板，第一換熱器21設(shè)置在相變儲能材料100內(nèi)。在圖1和圖2示出的實施例中，第一換熱器21內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)是水，因此第一換熱器21設(shè)置成盤管的形式，以盡可能擴大與相變儲能裝置的接觸面積。

相變儲能材料100的相變溫度應(yīng)當(dāng)與用熱單元的用熱溫度相適配，一般略高于用熱溫度即可，并且溫度越低，熱量的發(fā)散速度越慢，越有利于熱量的存儲。

在一些實施例中，相變儲能材料100的相變溫度小于或等于100攝氏度。

當(dāng)用于居民供暖及生活供熱領(lǐng)域時，暖氣的溫度一般不超過60攝氏度，因此在考慮熱量傳輸過程中的消耗，相變儲能材料100的相變溫度略高于60攝氏度即可。

優(yōu)選地，供熱部20內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為水，供熱組件22包括進水管路和出水管路。作為居民供暖的熱傳遞介質(zhì)，水具有較高的經(jīng)濟型。

在另一些實施例中相變儲能材料100的相變溫度大于100攝氏度。

例如用于工業(yè)生產(chǎn)的用熱時，工業(yè)用熱的需求溫度可能高于100攝氏度，因此相變儲能材料100的溫度就要高于工業(yè)用熱的需求溫度。

優(yōu)選地，供熱部20內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為油液，供熱組件22包括進油管路和出油管路。

在圖1示出的實施例中，儲熱供熱裝置的相變儲能裝置由第一換熱器21提供熱量，即熱源與第一換熱器21的入口端連接，熱源加熱熱介質(zhì)，首先進入相變儲能材料100，之后排出相變儲能材料100并用于加熱之后的用熱組件。

當(dāng)熱源啟動時，相變儲能材料100即被加熱，存儲一部分熱量，剩下的熱量則用于供給用戶；當(dāng)熱源停止時，由相變儲能材料100中儲存的熱量供給用戶，從而實現(xiàn)了儲熱并供熱的目的。

在圖2示出的實施例中，儲熱供熱裝置還包括發(fā)熱部，發(fā)熱部包括與相變儲能材料100連接的第二換熱器30。

相變儲能材料100既有單獨的發(fā)熱部，當(dāng)用戶不用熱時，發(fā)熱部產(chǎn)生的熱量完全用于加熱相變儲能裝置，因此這種實施例的相變儲能裝置的儲能更加迅速。

此外，圖2示出的實施例中第一換熱器21與第二換熱器30并不直接連接，本發(fā)明還包括一些優(yōu)選實施例，其中就包括第一換熱器21與第二換熱器30直接連接的實施例，在這些實施例中，又包括第一換熱器21與第二換熱器30在相變儲能材料100的內(nèi)部連接的實施例和第一換熱器21與第二換熱器30在相變儲能材料100的外部連接的實施例。

優(yōu)選地，發(fā)熱部包括熱泵和/或電熱元件。其中熱泵可以是空氣源熱泵，也可以是地源熱泵。

此外，發(fā)熱部還可以是電鍋爐和太陽能加熱器等其他可用于發(fā)熱的設(shè)備。

優(yōu)選地，儲熱部10還包括保溫板11，保溫板11設(shè)置在相變儲能材料100的外側(cè)。如圖1和2所示，儲熱部10包括外殼12，外殼12的內(nèi)側(cè)設(shè)置有保溫板11，起到為相變儲能材料100隔熱保溫的作用。在優(yōu)選地實施例中，儲熱部10還包括內(nèi)殼，保溫板11設(shè)置在內(nèi)殼和外殼12之間。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，儲熱部10包括密封的箱體，箱體的內(nèi)壁上或內(nèi)壁夾層中設(shè)置有保溫板11，保溫板11的導(dǎo)熱系數(shù)小于0.2W/m·k，因此能夠更加有效的保存相變儲能材料100的熱量。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種供暖系統(tǒng)，包括供熱單元和用熱組件，供暖系統(tǒng)還包括上述的儲熱供熱裝置，儲熱供熱裝置的儲熱部10作為供熱單元，儲熱供熱裝置的供熱部20的供熱組件22與用熱組件連接。

由于采用了本發(fā)明的儲熱供熱裝置，因此供暖系統(tǒng)可以在用電低谷時間段內(nèi)儲存一部分熱量，待用電高峰時間段內(nèi)釋放儲存的熱量，從而減少供熱單元的負荷，降低供熱單元在用電高峰時期的用電量，這樣不僅能夠起到平衡電網(wǎng)用電量、提高電網(wǎng)的負荷率的作用，而且能夠通過合理的配置，實現(xiàn)為用戶節(jié)省電費的效果。

供暖系統(tǒng)的供熱單元可以是電采暖器、熱泵和電鍋爐，還可以包括太陽能等清潔能源。供暖系統(tǒng)的用熱組件可以包括暖氣室內(nèi)換熱器、熱水器、地暖換熱器和溫室換熱器等。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種供熱方法，包括：通過發(fā)熱部制熱，并根據(jù)需要向用熱組件供熱；當(dāng)發(fā)熱部的制熱的熱量大于向用熱組件的供熱的熱量時，發(fā)熱部加熱相變儲能材料100；當(dāng)發(fā)熱部的制熱的熱量小于向用熱組件的供熱的熱量時，利用相變儲能材料100中的熱量向用熱組件供熱。

該供熱方法可以利用本發(fā)明提供的儲熱供熱裝置來實現(xiàn)。

優(yōu)選地，發(fā)熱部的向相變儲能材料100輸出的溫度高于相變儲能材料100的相變點溫度2攝氏度至30攝氏度。例如相變儲能材料100的相變溫度為65設(shè)置度，則發(fā)熱部的輸出溫度可以為70攝氏度，也可以為90攝氏度，過低的輸出溫度會導(dǎo)致相變儲能材料100的蓄熱速度較慢，而過高的輸出溫度則容易造成熱量浪費。

優(yōu)選地，檢測相變儲能材料100的溫度，當(dāng)相變儲能材料100的溫度低至預(yù)設(shè)值時，降低發(fā)熱部向相變儲能材料100輸出的溫度。

當(dāng)相變儲能材料100的溫度較低時例如0攝氏度及以下，若發(fā)熱部向相變儲能材料100輸出的溫度過高，會造成相變儲能材料100內(nèi)部出現(xiàn)高溫區(qū)域，這樣會相變儲能材料100不利，甚至可能會影響相變儲能材料100的密封性，因此當(dāng)相變儲能材料100的溫度較低時，控制發(fā)熱部的輸出溫度降低，逐漸給相變儲能材料100加熱，以保護相變儲能材料100。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。