一种换热器面积连续可调的单罐蓄热系统
技术领域
本实用新型涉及一种提高低谷电或弃风、弃光电利用效率的节能领域。特别涉及一种利用低谷电或弃风、弃光电加热蓄热介质，并为热用户提供采暖及生活热水的系统，属于蓄热供暖技术领域。
背景技术
北方冬季雾霾天气频发，严重影响了人民群众的身体健康。造成雾霾天气的主要原因之一是传统的采暖方式及生活热水的供给大多是通过燃烧煤和天然气，但这类化石燃料的使用不可避免的带来环境污染，同时也加剧了能源短缺局面的出现。为此国家出台了相关政策，鼓励减少化石燃料的使用，选用更为清洁的供暖方式。
我国电网昼夜负荷变化巨大，用电高峰期时常需要限制部分企业用电，而用电低谷时需要部分参与调峰的发电机组关闭。发电机组的频繁启停使得发电效率低下，而且还会严重缩减机组使用寿命。利用电力直接采暖必然会加大峰谷电差，对电网稳定运行产生影响。另外据国家能源局统计显示，2018年，在新疆、甘肃和内蒙古三省区弃风、弃光电量超过300亿千瓦时且多发生于冬季供暖期以及夜间负荷低谷时段。如果采用蓄热技术将夜间的低谷电及弃风、弃光电量通过热能的形式储存起来，即可为居民提供清洁采暖缓解环境污染，同时还可提高可再生能源利用效率，对电网的安全稳定运行具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种换热器面积可连续调节的单罐蓄热系统，以提高低谷电或弃风、弃光电利用效率并为热用户提供稳定的采暖及生活热水。
一种换热器面积连续可调的单罐蓄热系统，其特征在于，包括蓄热罐、盘管换热器、丝杠升降机、换热器进口软管、换热器出口软管、控制器、电动机、隔板、电加热器、水泵和热用户；所述蓄热罐的上部内预留有放置盘管换热器的空间，盘管换热器的进口与换热器进口软管连接，盘管换热器的出口与换热器出口软管连接。水泵将换热器进口软管、换热器出口软管与热用户连接起来；盘管换热器固定在丝杠升降机上，由带有控制器的电动机驱动丝杠升降机上下移动，所述电加热器布置在蓄热罐底部；所述蓄热罐内布置有阻止冷热蓄热介质混合的圆柱形隔板。
所述丝杠升降机与盘管换热器可靠连接，通过联轴器与电动机连接。控制器调控电动机转动方向及启停，换热器可在蓄热罐内上下升降改变浸没在蓄热介质中的面积。所述圆柱形隔板完全浸没在蓄热介质中。
所述蓄热罐内布置有阻止冷热蓄热介质混合的圆柱形隔板，隔板完全浸没在蓄热介质中，盘管换热器在圆柱形隔板外侧上下升降。
所述电加热器安装在圆柱形隔板内侧。电加热器的形式可以是螺旋盘管状、U形管状、棒状。所述盘管换热器的盘管为螺旋并布设在圆柱形隔板外侧。
所述热用户可以是采暖、生活热水。
所述盘管换热器的升降可以通过丝杠升降机、齿条传动、带传动等传动方式实现。
所述蓄热系统其特征在于，晚上低谷电时段可分为仅蓄热和一边蓄热一边释热两种工作方式。系统工作方式为仅蓄热时：开启电加热器加热蓄热介质，使其温度不断升高。蓄热结束时，蓄存的热量满足次日非低谷电用热需求。系统工作方式为一边蓄热一边释热时：开启电加热器，随蓄热介质温度不断升高，当通过盘管换热器取出的热量超过热负荷需求时，控制器调控电动机启动，电动机驱动丝杠升降机使换热器缓慢向上运动，减小浸没在蓄热介质中的面积，使得取热量满足热负荷需求。
所述蓄热系统其特征在于，非谷电时期，关闭电加热器，利用蓄存热量满足热负荷需求。放热过程中，蓄热介质温度不断下降，当盘管的取热量不满足需求热负荷时，控制器调控电动机启动并改变转动方向，电动机驱动丝杠升降机使换热器缓慢下降，增大浸没在熔盐中的面积，使取热量满足热负荷需求。
本使用新型得意效果在于：
相比双罐蓄热系统其只需一个蓄热罐，建设投资费用低，系统结构更简单。
可利用低谷电及弃风、弃光电加热蓄热介质完成蓄热，为热用户提供采暖及生活热水。
常规的单罐系统随热量的释放，存在初期蓄热介质温度高取热量大，而末期蓄热介质温度低取热量小的问题。本实用新型浸没在蓄热介质中的换热器面积可连续调节，蓄热介质温度高时，浸没换热器面积小，蓄热介质温度较低时，浸没的换热器面积大。本实用新型可以为热用户提供稳定的热输出。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的实施例二结构示意图。
图3为本实用新型的实施例三结构示意图。
其中1-蓄热罐，2-电加热器，3-隔板，4-熔盐液面，5-盘管换热器，6-换热器进口软管，7-换热器出口软管，8-丝杠升降机，9-联轴器，10-电动机，11-控制器，12-水泵，13-热用户。
具体实施方式
下面结合实施例说明本实用新型的技术方案。
如图1所示，本实用新型涉及一种换热器面积连续可调的单罐蓄热系统包括蓄热罐、电加热器、隔板、盘管换热器、换热器进口软管、换热器出口软管、电动机、丝杠升降机、联轴器、控制器、水泵、热用户。
所述蓄热罐内上部预留有一定空间放置盘管换热器，盘管换热器进口与换热器进口软管连接、盘管换热器出口与换热器出口软管连接。
所述换热器与丝杠升降机连接。在释热过程中换热器依据采暖热负荷需求在蓄热罐内上下升降改变浸没在熔盐中的面积。
所述丝杠升降机布置于罐体顶部，通过联轴器与电动机连接实现换热器的升降。
所述蓄热单罐内布置有阻止冷热熔盐混合的圆柱形隔板,圆柱形隔板完全浸没在熔盐中。螺旋盘管换热器在圆柱形隔板外侧上下升降。电加热器采用螺旋盘管状安装在圆柱形隔板内侧。
所述蓄热介质为熔盐。
所述热用户为采暖。
所述蓄热装置，其特征在于，夜间低谷电时期开启加热器利用低谷电加热熔盐，熔盐温度不断升高。当通过盘管换热器取出热量超过供暖热负荷需求，控制器调控电动机启动，电动机将动力传送到丝杠升降机带动换热器缓慢向上运动，减小浸没在熔盐中的面积，当换热器取热量满足热负荷需求时，电动机停止转动；
非谷电时段，关闭电加热器，利用熔盐蓄存热量提供采暖。采暖过程中，熔盐温度不断下降，当盘管换热器取热量低于热负荷需求时，控制器调控电动机启动并改变转动方向，电动机驱动丝杠升降机使得换热器缓慢下降，增大浸没在熔盐中的面积。在此过程中，盘管换热器取热量满足热负荷需求时，电动机停止转动。
实施例二
其中，14-风机、15-空气—水换热器
与实施例一相似，只是取热介质由水变为空气，在释热过程中，空气进入盘管参与取热，变为高温空气。高温空气与进入空气-水换热器将水加热，由热水提供采暖。其他过程与实施例一相同，如图2 所示。
实施例三
其中，16-浮块
实施例三中盘管换热器进出口管路直接采用刚性连接，丝杠升降机与浮块连接。具体实施过程如下，夜间低谷电时期，开启电加热器，熔盐温度不断升高。当换热器取热量超过热负荷需求时，控制器调控电机转动，丝杠升降机带动浮块向上运动。浮块浸没在熔盐中的体积减小，熔盐液位下降，浸没的换热器面积减小。随浸没的换热器面积减小，换热器取热量减小，当满足热负荷时电动机停止转动。
非低谷电时段，关闭电加热器，随着热量的取出，熔盐温度不断下降。当取热量小于热负荷需求时，控制器调控电机启动并改变电动机转动方向，丝杠升降机带动浮块向下运动。浮块浸没在熔盐中的体积增大，熔盐液位上升，浸没在熔盐中的盘管换热器面积增大。随浸没的换热器面积增大，换热器取热量增大，当满足热负荷时电动机停止转动。
