本發(fā)明屬于環(huán)保電熱儲能技術的領域，涉及一種高效固態(tài)電熱儲能裝置。

背景技術：

近些年，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的提高和國家的大力推動，電熱儲能技術也稱電蓄熱技術的應用得到了快速的發(fā)展。但目前在實踐中存在兩個方面的問題：一是電熱元件加熱工作時，由于熱動力推動熱氣流上升，不同高度的固態(tài)儲熱模塊周圍的空氣形成了不同的溫度分層，使裝置內上層儲熱模塊和下層儲熱模塊的溫度形成了很大的溫差，儲熱模塊疊放的越高則溫差越大，每臺裝置加熱時都有最高控制溫度，如出現儲熱模塊溫度上高下低的情況，會造成裝置總體上的儲熱能力大幅度下降，特別是高度尺寸較大的大型裝置，會嚴重影響其儲熱效率；二是固態(tài)電儲熱裝置多是以裝置內的空氣做為換熱介質，在風機的驅動下，空氣在儲熱模塊和換熱器間經風道形成循環(huán)，將模塊中的熱能釋放出來。裝置在放熱過程中，由于不同層高的空氣在流動換熱時的路徑不同、風阻不同，造成距離風機出口較遠的模塊換熱較慢、溫度較高；而距離風口較近的模塊換熱較快、溫度較低，嚴重影響了裝置的換熱效率。

技術實現要素：

發(fā)明目的：

本發(fā)明針對現有技術存在的問題，提供了一種儲熱溫度均勻，儲熱、換熱效率高，方便控制的高效固態(tài)電熱儲能裝置。

技術方案：

高效固態(tài)電熱儲能裝置，其特征在于：包括儲能模塊、電熱元件、外殼、換熱循環(huán)風機、換熱器、隔板、上隔層、下隔層和支撐部件；多個儲能模塊在外殼內由下至上疊放構成儲能體，儲能體一側與外殼形成一個高溫腔，另一側與外殼形成一個低溫腔，隔板放置于低溫腔上端，隔板下平面與最上層儲能模塊上平面齊平，儲能模塊內具有儲能體換熱通道，電熱元件由下至上按功率由大到小布置在儲能體換熱通道內，儲能體上下連接有上隔層和下隔層，上隔層的上部或下隔層的下部與外殼之間形成同流程換熱通道，同流程換熱通道內設置有支撐部件，外殼的外壁設置有換熱器，外殼與換熱器相同側的下部和上部分別開有進風口和出風口，換熱器與外殼內部通過出風口連通，換熱器下端出風處安裝有換熱循環(huán)風機，換熱循環(huán)風機的出風方向正對著進風口；

所述同流程換熱通道與遠離出風口一側的高溫腔或低溫腔連通。

所述外殼內壁附有保溫層。

所述保溫層內壁附有反射層。

所述電熱元件為一層或多層相同功率電熱元件為一組，以組為單位由下至上按功率由大到小、方向為水平橫向或水平縱向布置在儲能體換熱通道內。

所述電熱元件不直接與外殼接觸，一端設置在外殼的外部，外部的端部設置有單獨控制開關。

所述電熱元件是不同電功率的電熱管，或同材質同截面積的電熱合金制成的不同螺距的螺旋電熱元件，或同材質同截面積的電熱合金制成的電熱元件的分層組合。

所述單獨控制開關外側設置有外倉，外倉將單獨控制開關遮擋在其中，外倉與外殼為一體的結構或分體的結構安裝在外殼的外壁。

所述保溫層、上隔層、下隔層皆為保溫材料制作。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明：

圖1、進風同程換熱風道方案原理示意圖；

圖2、出風同程換熱風道方案原理示意圖。

所述標注為：1.儲能模塊、2.電熱元件、3.反射層、4.同流程換熱通道、5.保溫層、6.外殼、7.換熱循環(huán)風機、8.換熱器、9.儲能體換熱通道、10.外倉、11.隔板、12.低溫腔、13.高溫腔、14.支撐部件、15.出風口、16.進風口、17上隔層、18.下隔層、19.單獨控制開關。

具體實施方式

實施例1：

如圖1所示，多個儲能模塊1在外殼6內由下至上疊放構成儲能體，外殼6內壁附有保溫層5，保溫層5內壁附有反射層3，反射層3能夠反射熱能，儲能體左側與外殼6形成一個高溫腔13，右側與外殼6形成一個低溫腔12，低溫腔12上端設置有隔板11，該隔板11下平面與最上層儲能模塊1上平面齊平。儲能模塊1內具有儲能體換熱通道9，電熱元件2由下至上按功率由大到小布置在儲能體換熱通道9內，電熱元件2一端在外殼6外側，設置有單獨控制開關19，單獨控制開關19外側設置有外倉10，外倉10安裝于外殼6上。電熱元件2與外殼6無接觸。儲能體上下連接有保溫材料制作的上隔層17和下隔層18，下隔層18的下部與外殼6之間形成同流程換熱通道4，同流程換熱通道4內設置有支撐部件14，外殼6左側的外側設置有換熱器8，外殼6相同的該側下部和上部分別開有進風口16和出風口15，換熱器8與外殼6內部的高溫腔13通過出風口15連通，換熱器8下端出風處安裝有換熱循環(huán)風機7，換熱循環(huán)風機7的出風方向正對著進風口16。

所述電熱元件2為一層或多層相同功率電熱元件2為一組，以組為單位由下至上按功率由大到小、方向為水平橫向或水平縱向布置在儲能體換熱通道9內。

所述電熱元件2是不同電功率的電熱管，或同材質同截面積的電熱合金制成的不同螺距的螺旋電熱元件，或同材質同截面積的電熱合金制成的電熱元件的分層組合。

所述外倉10也可以是與外殼6為一體的結構。

該固態(tài)電熱儲能裝置的運行方式：

空氣由換熱循環(huán)風機7從進風口16吹入同流程換熱通道4，再經由低溫腔12，進入儲能模塊1的儲能體換熱通道9內，電熱元件2將空氣加熱，加熱后的空氣經由高溫腔13從出風口15進入換熱器8將熱能輸出，換熱器8內的空氣再由換熱循環(huán)風機7從進風口16吹入同流程換熱通道4，完成一個循環(huán)。

該固態(tài)電熱儲能裝置能夠制作3米以上高度的高儲能裝置，最上層和最下層儲能模塊1溫度的溫差能夠控制在10%內。

實施例2：

如圖2所示，多個儲能模塊1在外殼6內由下至上疊放構成儲能體，外殼6內壁附有保溫層5，保溫層5內壁附有反射層3，反射層3能夠反射熱能，儲能體右側與外殼6形成一個高溫腔13，左側與外殼6形成一個低溫腔12，低溫腔12上端設置有隔板11，該隔板11下平面與最上層儲能模塊1上平面齊平。儲能模塊1內具有儲能體換熱通道9，電熱元件2由下至上按功率由大到小布置在儲能體換熱通道9內，電熱元件2一端在外殼6外側，設置有單獨控制開關19，單獨控制開關19外側設置有外倉10，外倉10安裝于外殼6上。電熱元件2與外殼6無接觸。儲能體上下連接有保溫材料制作的上隔層17和下隔層18，上隔層17的上部與外殼6之間形成同流程換熱通道4，同流程換熱通道4內設置有支撐部件14，外殼6左側的外側設置有換熱器8，外殼6相同的該側下部和上部分別開有進風口16和出風口15，換熱器8與外殼6內部的同流程換熱通道4通過出風口15連通，換熱器8下端出風處安裝有換熱循環(huán)風機7，換熱循環(huán)風機7的出風方向正對著進風口16。

所述電熱元件2為一層或多層相同功率電熱元件2為一組，以組為單位由下至上按功率由大到小、方向為水平橫向或水平縱向布置在儲能體換熱通道9內。

所述電熱元件2是不同電功率的電熱管，或同材質同截面積的電熱合金制成的不同螺距的螺旋電熱元件，或同材質同截面積的電熱合金制成的電熱元件的分層組合。

所述外倉10也可以是與外殼6為一體的結構。

該固態(tài)電熱儲能裝置的運行方式：

空氣由換熱循環(huán)風機7從進風口16吹入低溫腔12，再進入儲能模塊1的儲能體換熱通道9內，電熱元件2將空氣加熱，加熱后的空氣進入高溫腔13，經由同流程換熱通道4從出風口15進入換熱器8將熱能輸出，換熱器8內的空氣再由換熱循環(huán)風機7從進風口16吹入低溫腔12，完成一個循環(huán)。

該固態(tài)電熱儲能裝置能夠制作3米以上高度的高儲能裝置，最上層和最下層儲能模塊1溫度的溫差能夠控制在10%內。