本發(fā)明涉及電采暖加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及蓄能式半導(dǎo)體高速電子加熱節(jié)能裝置。

背景技術(shù)：

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?xì)獠膳b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(yán)格控制新建的投入，已有部分已開始大量強(qiáng)迫拆除，燃?xì)獠膳b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(yán)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(yīng)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(dǎo)體加熱。電熱管加熱耗能大、加熱原件壽命短，在實踐中應(yīng)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(yīng)用受到制約，PTC發(fā)熱電纜需要完全改變原有暖通設(shè)計和房屋基建，大型工程應(yīng)用沒有可行性。半導(dǎo)體電采暖是一種通過半導(dǎo)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(shè)計，在原有暖通管網(wǎng)入水、回水上接入就可以，結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)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(nóng)業(yè)提供了上萬臺取暖、熱水制備設(shè)備，是國內(nèi)外半導(dǎo)體取暖技術(shù)的開拓者及實踐者，為國家煤改電奠定了實踐的基礎(chǔ)，目前在東北、華北、內(nèi)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(xiàn)，但是能量損耗比較嚴(yán)重。

技術(shù)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(dǎo)體高速電子加熱節(jié)能裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，蓄能式半導(dǎo)體高速電子加熱節(jié)能裝置，包括內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和外取暖系統(tǒng)，內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和外取暖系統(tǒng)放置于箱體中；所述內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括：雙層保溫水箱、模壓式水流開關(guān)、內(nèi)循環(huán)泵、模壓式水流分水器、電能熱能轉(zhuǎn)換器、模壓式水流集水器，雙層保溫水箱的上層結(jié)構(gòu)與模壓式水流集水器相連，雙層保溫水箱的下層結(jié)構(gòu)與內(nèi)循環(huán)泵相連接，內(nèi)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(zhuǎn)換器連接、電能熱能轉(zhuǎn)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(nèi)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(jìn)一步地，電熱能轉(zhuǎn)化器包括陶瓷半導(dǎo)體加熱片、供電端子以及鋁合金水槽，陶瓷半導(dǎo)體加熱片至于鋁合金水槽中間，連接供電端子。

進(jìn)一步地，發(fā)熱單元采用固態(tài)繼電器驅(qū)動。

進(jìn)一步地，電熱能轉(zhuǎn)化器分為四組，每組電熱能轉(zhuǎn)化器都設(shè)有固態(tài)繼電器。

進(jìn)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(cè)有移動把手，上蓋配有吊鉤，在采暖裝置箱體的側(cè)面安有進(jìn)出水口，兩側(cè)設(shè)有百葉窗散熱孔；采暖裝置前后有門。

本發(fā)明蓄能式半導(dǎo)體高速電子加熱節(jié)能裝置，與現(xiàn)有技術(shù)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(jìn)水管通過一個可控制的內(nèi)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(zhuǎn)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(dǎo)體采暖裝置運行達(dá)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(dǎo)體材料加熱片緊貼在水管的外壁加熱熱量通過金屬材質(zhì)傳導(dǎo)，真正實現(xiàn)了水電分離；加熱器在通電時，陶瓷半導(dǎo)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(nèi)無水或溫控器失靈導(dǎo)致加熱器空載，則加熱器到達(dá)200℃左右陶瓷半導(dǎo)體材料加熱片阻值急劇上升，此時陶瓷半導(dǎo)體材料加熱片成了絕緣體，從而切斷電源，陶瓷半導(dǎo)體材料加熱片自身保護(hù)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(dǎo)體材料加熱片又恢復(fù)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(zāi)等危害。

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

第四、設(shè)備電能熱能轉(zhuǎn)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(dǎo)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(cè)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(cè)面安有進(jìn)出水口，有利于接入供暖系統(tǒng)。兩側(cè)百葉窗散熱孔。采暖裝置前后有門，有利于檢修維護(hù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(jìn)口，3、總電源輸入開關(guān)，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(zhuǎn)換器，9、加熱驅(qū)動固態(tài)繼電器，10、固定水流集水器卡子，11、箱體內(nèi)安裝支撐上梁，12、電能熱能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)，8、電能熱能轉(zhuǎn)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(fēng)扇，24、內(nèi)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(nèi)安裝支撐下梁，32、箱體內(nèi)安裝支撐中梁，33、電能熱能轉(zhuǎn)換器接線端子固定，34、熱水出水開關(guān)，35、裝置補水開關(guān)，36、裝置補水管道，37、連接電能熱能轉(zhuǎn)換器元件集線束，38、PLC觸摸屏，39、急停按鈕，40、電源啟動轉(zhuǎn)換開關(guān)，41、箱體門把手，42、箱體上部門把手，43、電能熱能轉(zhuǎn)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(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)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(jìn)口2、總電源輸入開關(guān)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(zhuǎn)換器8、加熱驅(qū)動固態(tài)繼電器9、固定水流集水器卡子10、箱體內(nèi)安裝支撐上梁11、電能熱能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)17、電能熱能轉(zhuǎn)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(fēng)扇23、內(nèi)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(nèi)安裝支撐下梁31、箱體內(nèi)安裝支撐中梁32、電能熱能轉(zhuǎn)換器接線端子固定梁33、熱水出水開關(guān)34、裝置補水開關(guān)35、裝置補水管道36、電能熱能轉(zhuǎn)換器集線束37、電能熱能轉(zhuǎn)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(jié)合圖1、圖2、圖3所示，打開總輸入電源開關(guān)3，在觸摸控制屏38上設(shè)置預(yù)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(zhuǎn)換器12供電，同時啟動內(nèi)循環(huán)泵24、使保溫水箱里的水通過內(nèi)循環(huán)泵24、模壓式水流開關(guān)17、依次進(jìn)入固定模壓式水流分水器卡子19、固定在箱體內(nèi)安裝支撐下梁31上的模壓式水流分水器13、電能熱能轉(zhuǎn)換器12、模壓式水流集水器15、壓力、溫度傳感器14，最后進(jìn)入保溫水箱20。

儲能式電采暖裝置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括：保溫水箱20、模壓式水流開關(guān)17、內(nèi)循環(huán)泵24、模壓式水流分水器13、電能熱能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器與模壓式水流分水器連接螺栓18與電能熱能轉(zhuǎn)換器12連接，電能熱能轉(zhuǎn)換器12通過電能熱能轉(zhuǎn)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(nèi)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(diào)整PLC控制器6，打開下門把手41可調(diào)整電能熱能轉(zhuǎn)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(cè)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(cè)面安有進(jìn)出水口，有利于接入供暖系統(tǒng)。兩側(cè)百葉窗散熱孔。采暖裝置前后有門，有利于檢修維護(hù)。選擇人體高度適宜視覺角度，放置顯示控制與操作界面，達(dá)到最好人機(jī)效果與人機(jī)界面。內(nèi)觀：使用框架結(jié)構(gòu)，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(jī)保護(hù)系統(tǒng)，分組控制驅(qū)動系統(tǒng)，水加熱能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，分水器分流系統(tǒng)，水流開關(guān)檢測系統(tǒng)，風(fēng)冷系統(tǒng)，主電路安全保護(hù)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(shè)備電能熱能轉(zhuǎn)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(dǎo)體采暖裝置的節(jié)能高效運行。

電熱能轉(zhuǎn)化器包括陶瓷半導(dǎo)體加熱片、供電端子以及鋁合金水槽，陶瓷半導(dǎo)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(nèi)循環(huán)水泵24開啟。水經(jīng)水流開關(guān)17由模壓式分水器13、進(jìn)入到電能熱能轉(zhuǎn)換器12內(nèi)、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(jìn)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(dāng)溫度達(dá)到客戶的設(shè)置上限溫度時，電能熱能轉(zhuǎn)換器12由PLC控制器6自動斷電、停止加熱。當(dāng)溫度達(dá)到客戶的設(shè)置下限溫度時，電能熱能轉(zhuǎn)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(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認(rèn)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(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。