本發(fā)明涉及電采暖加熱技術領域，尤其涉及蓄能式半導體高速電子加熱節(jié)能裝置。

背景技術：

目前在東北、華北、西北等地區(qū)，冬季取暖一般采用如下方式：

燃煤采暖裝置、燃氣采暖裝置、地源熱泵、水源熱泵、空氣能熱泵及電加熱。燃煤采暖裝置由于對環(huán)境的巨大污染，已經(jīng)被嚴格控制新建的投入，已有部分已開始大量強迫拆除，燃氣采暖裝置雖然沒有被限制，但受運營高成本及入網(wǎng)的限制，有些區(qū)域沒有條件安裝。地源熱泵、水源熱泵受到回灌水對地下水資源污染的制約，在東北地區(qū)已經(jīng)嚴格控制，不再審批，空氣能熱泵制熱量太小，零下5后℃基本不起作用，不適應東北、西北、華北等地區(qū)。

電采暖是傳統(tǒng)的加熱方法，電采暖一般由如下方式：電熱管（電阻）加熱、高中頻加熱、PTC發(fā)熱電纜加熱及半導體加熱。電熱管加熱耗能大、加熱原件壽命短，在實踐中應用受到限制，高中頻加熱由于高輻射，對人健康危害大，大面積應用受到制約，PTC發(fā)熱電纜需要完全改變原有暖通設計和房屋基建，大型工程應用沒有可行性。半導體電采暖是一種通過半導體發(fā)熱元件的發(fā)熱，迅速將熱量帶給流動的水實現(xiàn)暖通加熱的一種裝置，完全不改變原有暖通設計，在原有暖通管網(wǎng)入水、回水上接入就可以，結構簡單、實現(xiàn)容易、耗電是原有電熱管的一半，運行成本低廉，在18℃-20℃的標準下，運行成本是社會集中供暖的一半，自投入社會以來，為全國各企業(yè)、事業(yè)、樓堂館所、農業(yè)提供了上萬臺取暖、熱水制備設備，是國內外半導體取暖技術的開拓者及實踐者，為國家煤改電奠定了實踐的基礎，目前在東北、華北、內蒙、西北、華南等地區(qū)有數(shù)千家用戶，為國家環(huán)保改善作出巨大貢獻，但是能量損耗比較嚴重。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了蓄能式半導體高速電子加熱節(jié)能裝置。

本發(fā)明的技術方案是，蓄能式半導體高速電子加熱節(jié)能裝置，包括內循環(huán)系統(tǒng)和外取暖系統(tǒng)，內循環(huán)系統(tǒng)和外取暖系統(tǒng)放置于箱體中；所述內循環(huán)系統(tǒng)包括：雙層保溫水箱、模壓式水流開關、內循環(huán)泵、模壓式水流分水器、電能熱能轉換器、模壓式水流集水器，雙層保溫水箱的上層結構與模壓式水流集水器相連，雙層保溫水箱的下層結構與內循環(huán)泵相連接，內循環(huán)泵與模壓式水流分水器相連，模壓式水流分水器通過連接螺栓與電能熱能轉換器連接、電能熱能轉換器通過接螺栓與模壓式水流集水器連接、模壓式水流集水器通過固定水流集水器卡子固定在箱體內支撐上梁上；所述的外取暖系統(tǒng)包括：單向截止閥、外循環(huán)泵、用戶取暖裝置，外循環(huán)泵兩端分別通過單向截止閥與雙層保溫水箱以及用戶取暖裝置相連。

進一步地，電熱能轉化器包括陶瓷半導體加熱片、供電端子以及鋁合金水槽，陶瓷半導體加熱片至于鋁合金水槽中間，連接供電端子。

進一步地，發(fā)熱單元采用固態(tài)繼電器驅動。

進一步地，電熱能轉化器分為四組，每組電熱能轉化器都設有固態(tài)繼電器。

進一步地，箱體采用厚板金屬外殼，高穩(wěn)定底梁，表面靜電噴塑，兩側有移動把手，上蓋配有吊鉤，在采暖裝置箱體的側面安有進出水口，兩側設有百葉窗散熱孔；采暖裝置前后有門。

本發(fā)明蓄能式半導體高速電子加熱節(jié)能裝置，與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點為：

第一、使用雙層保溫水箱與采暖裝置底部進水管通過一個可控制的內循環(huán)水泵相連接。采暖裝置加熱與外循環(huán)泵分別控制。實現(xiàn)電能先轉換成熱能儲存起來，在需要取暖時，把儲存熱能，充入暖氣管路系統(tǒng)。實現(xiàn)了節(jié)能、蓄能式半導體采暖裝置運行達到節(jié)能、蓄能目的。

第二、該加熱器采用過流式加熱，陶瓷半導體材料加熱片緊貼在水管的外壁加熱熱量通過金屬材質傳導，真正實現(xiàn)了水電分離；加熱器在通電時，陶瓷半導體材料加熱片只發(fā)熱、不發(fā)光，即使放置在干紙中也不會使紙燃燒起來，不會產(chǎn)生觸電、明火等危險；若管道內無水或溫控器失靈導致加熱器空載，則加熱器到達200℃左右陶瓷半導體材料加熱片阻值急劇上升，此時陶瓷半導體材料加熱片成了絕緣體，從而切斷電源，陶瓷半導體材料加熱片自身保護起來，這時加熱器基本沒有電流，也就沒有了功率，即便長時間無水干燒，也不會燒壞。等溫度降低或管道通水時，陶瓷半導體材料加熱片又恢復加熱，因此在無水或空載時通電可干燒、不爆管、不漏電、不引發(fā)火災等危害。

第三、發(fā)熱單元用固態(tài)繼電器驅動，由于固態(tài)繼電器輸入輸出隔離且內部功率元件是可控硅，因此具有使用壽命長、無噪聲、響應速度快、安全可靠等優(yōu)點。

第四、設備電能熱能轉換器分為四組（四個固態(tài)繼電器）控制，每組功率為采暖裝置總功率的1/4。實現(xiàn)了節(jié)能、蓄能式半導體采暖裝置的節(jié)能高效運行。

第五、箱體采用厚板金屬外殼，高穩(wěn)定底梁，表面靜電噴塑。兩側有移動把手，上蓋配有吊鉤。采暖裝置移動方便。在采暖裝置的側面安有進出水口，有利于接入供暖系統(tǒng)。兩側百葉窗散熱孔。采暖裝置前后有門，有利于檢修維護。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的箱體正面外形圖；

圖3為本發(fā)明的整體控制圖。

圖中：1、箱體，2、電纜進口，3、總電源輸入開關，4、直流電源，5、低壓變換IGBT，6、PLC邏輯控制器，7、急停觸發(fā)器，8、電源轉換器，9、加熱驅動固態(tài)繼電器，10、固定水流集水器卡子，11、箱體內安裝支撐上梁，12、電能熱能轉換器，13、模壓式水流分水器，14、壓力、溫度傳感器，15、模壓式水流集水器，16、電能熱能轉換器與模壓式水流集水器連接螺栓，17、模壓式分水器水流開關，8、電能熱能轉換器與模壓式水流分水器連接螺栓，19、固定模壓式水流分水器卡子，20、雙層保溫水箱，21、單向截止閥，22、截止閥，23、風扇，24、內循環(huán)水泵，25、外循環(huán)水泵單向截止閥，26、外循環(huán)水泵，27、外循環(huán)水泵單向截止閥，28、外取暖系統(tǒng)，29、外循環(huán)水泵，30、箱體移動安裝孔，31、箱體內安裝支撐下梁，32、箱體內安裝支撐中梁，33、電能熱能轉換器接線端子固定，34、熱水出水開關，35、裝置補水開關，36、裝置補水管道，37、連接電能熱能轉換器元件集線束，38、PLC觸摸屏，39、急停按鈕，40、電源啟動轉換開關，41、箱體門把手，42、箱體上部門把手，43、電能熱能轉換器接線端子。

具體實施方式

為了更好的理解本實用下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明進行進一步的描述。

如圖1所示，一種蓄能式電采暖裝置包括：箱體1、電纜進口2、總電源輸入開關3、直流電源4、低壓變換IGBT-5、PLC邏輯控制器6、急停觸發(fā)器7、電源轉換器8、加熱驅動固態(tài)繼電器9、固定水流集水器卡子10、箱體內安裝支撐上梁11、電能熱能轉換器12、模壓式水流分水器13、壓力、溫度傳感器14、模壓式水流集水器15、電能熱能轉換器與模壓式水流集水器連接螺栓16、模壓式分水器水流開關17、電能熱能轉換器與模壓式水流分水器連接螺栓18、固定模壓式水流分水器卡子19、雙層保溫水箱20、單向截止閥21、截止閥22、風扇23、內循環(huán)水泵24、外循環(huán)水泵單向截止閥25、外循環(huán)水泵26、外循環(huán)水泵單向截止閥27、外取暖系統(tǒng)28、外循環(huán)水泵29、箱體移動安裝孔30、箱體內安裝支撐下梁31、箱體內安裝支撐中梁32、電能熱能轉換器接線端子固定梁33、熱水出水開關34、裝置補水開關35、裝置補水管道36、電能熱能轉換器集線束37、電能熱能轉換器接線端子43。

圖2是一種蓄能式電采暖裝置箱體正面外形圖： PLC觸摸屏38、急停按鈕39、啟動按鈕40、箱體下部門把手41、箱體上部門把手42。

結合圖1、圖2、圖3所示，打開總輸入電源開關3，在觸摸控制屏38上設置預定溫度參數(shù)。按下啟動按鈕40、通過低壓變換5、PLC控制器6、啟動固態(tài)繼電器9對電能熱能轉換器12供電，同時啟動內循環(huán)泵24、使保溫水箱里的水通過內循環(huán)泵24、模壓式水流開關17、依次進入固定模壓式水流分水器卡子19、固定在箱體內安裝支撐下梁31上的模壓式水流分水器13、電能熱能轉換器12、模壓式水流集水器15、壓力、溫度傳感器14，最后進入保溫水箱20。

儲能式電采暖裝置內循環(huán)系統(tǒng)包括：保溫水箱20、模壓式水流開關17、內循環(huán)泵24、模壓式水流分水器13、電能熱能轉換器12、模壓式水流集水器15；模壓式水流分水器13通過電能熱能轉換器與模壓式水流分水器連接螺栓18與電能熱能轉換器12連接，電能熱能轉換器12通過電能熱能轉換器與模壓式水流集水器連接螺栓16與模壓式水流集水器15連接，模壓式水流集水器15通過固定水流集水器卡子10，固定在箱體內安裝支撐上梁11上。

儲能式電采暖裝置外取暖系統(tǒng)由閥門25、外循環(huán)泵26、閥門27、用戶取暖裝置28組成；保溫水箱20的熱水通過閥門25、外循環(huán)泵26、閥門27、用戶取暖裝置28、回到保溫水箱20。

打開箱體上部門把手42可調整PLC控制器6，打開下門把手41可調整電能熱能轉換器12，水與控制裝置各占獨立空間實現(xiàn)安全操作。

蓄能式電采暖裝置箱體采用厚板金屬外殼，高穩(wěn)定底梁，表面靜電噴塑。兩側有移動把手，上蓋配有吊鉤，采暖裝置移動方便。在采暖裝置的側面安有進出水口，有利于接入供暖系統(tǒng)。兩側百葉窗散熱孔。采暖裝置前后有門，有利于檢修維護。選擇人體高度適宜視覺角度，放置顯示控制與操作界面，達到最好人機效果與人機界面。內觀：使用框架結構，提高空間的可操作性。水與控制電器各占有獨立空間，用PLC控制器6實現(xiàn)加熱控制系統(tǒng)，電機保護系統(tǒng)，分組控制驅動系統(tǒng)，水加熱能量轉換系統(tǒng)，分水器分流系統(tǒng)，水流開關檢測系統(tǒng)，風冷系統(tǒng)，主電路安全保護系統(tǒng)的控制。實現(xiàn)了一種蓄能式電采暖裝置的安全運行設備電能熱能轉換器12分為四組（四個固態(tài)繼電器）控制，每組功率為采暖裝置總功率的1/4。實現(xiàn)了節(jié)能、蓄能式半導體采暖裝置的節(jié)能高效運行。

電熱能轉化器包括陶瓷半導體加熱片、供電端子以及鋁合金水槽，陶瓷半導體加熱片至于鋁合金水槽中間，連接供電端子。

固態(tài)繼電器9給陶瓷加熱片以及鋁合金水槽包裝的供電端子供電。內循環(huán)水泵24開啟。水經(jīng)水流開關17由模壓式分水器13、進入到電能熱能轉換器12內、供電端子52通電。熱水通過模壓式集水器15出水管線經(jīng)過流量傳感器進入雙層保溫水箱20。由外循環(huán)水泵26從保溫水箱20給客戶端輸送采暖熱水。當溫度達到客戶的設置上限溫度時，電能熱能轉換器12由PLC控制器6自動斷電、停止加熱。當溫度達到客戶的設置下限溫度時，電能熱能轉換器12由PLC控制器6控制固態(tài)繼電器9自動供電加熱。

以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。