一种单罐熔盐储热供暖系统
技术领域
本发明涉及电供暖技术领域，尤其涉及一种单罐熔盐储热供暖系统。
背景技术
当前，我国环保趋势向严，国家开始禁止小型燃煤锅炉的使用，各地启用煤改电工程，使用电来代替煤来供暖。在此背景下，社会上出现了多种电供暖技术，包括电直热技术、固体储热技术、相变储热技术、水储热技术、熔盐储热技术等，其中熔盐储热供暖系统是一种集中式的供暖系统，然而双罐熔盐储热系统有熔盐冻堵的风险，熔盐不流动的单罐熔盐储热系统则避免了熔盐流动，降低了换热流体泄露到熔盐中的风险，提高了装置的安全性；摒弃熔盐管道和价格昂贵的熔盐泵，进一步降低了装置成本，并彻底解决熔盐管道堵塞的问题
在现有技术中，随着熔盐储罐对外不断放热，储罐中熔盐的温度渐低，系统对外输出的功率也会随之变的不稳定；现有的技术中，熔盐储罐供暖系统使用空气作为传热介质，由于空气的密度低，空气侧的传热系数较小，使得系统的总换热系数低，熔盐储罐中需要很大的换热面，而这提升了整个系统的成本；熔盐储罐供暖系统主要使用熔盐的显热，然而熔盐有接近一半的能量储存在潜热之中，然而，在相变过程中，系统的传热方式改变，传热效率急剧降低，需要有一个方法来提升换热效率。
发明内容
根据现有技术中存在的问题，现提供一种单罐熔盐储热供暖系统，旨在降低熔盐储罐供暖的成本，增强熔盐在相变过程中的换热系数，并同时保证出口水温度的稳定，使熔盐储罐供暖系统的输出功率稳定。
上述技术方案具体包括：
一种单罐熔盐储热供暖系统，其特征在于，包括进水端，用于储存熔盐的熔盐储罐，出水端：
所述进水端连接于所述熔盐储罐与所述出水端，所述进水端向所述熔盐储罐输入一第一水流，并向所述出水端输入一第二水流；
所述熔盐储罐用于以所述熔盐与所述第一水流换热的方式为所述第一水流提供热量，并输出一第三水流至所述出水端；
所述出水端用于将所述第二水流与所述第三水流混合，并最终输出一第四水流。
优选的，所述进水端设置有：
第一热电偶，设置于所述进水端的水流输入处，用于检测所述进水端的水流的温度；
水泵，设置于所述第一热电偶的下游，用于为所述进水端的水流提供动力；
三通阀，设置于所述水泵的下游，用于将所述进水端的水流分为所述第一水流与所述第二水流。
优选的，所述三通阀为一分流阀。
优选的，所述熔盐储罐内设置有：
电加热元件，用于加热所述熔盐储罐中的熔盐，为所述熔盐提供热量；
换热盘管，用于为所述第一水流与所述熔盐进行换热使用；
泡沫金属，所述泡沫金属焊接在所述换热盘管上，用于加强相变过程中所述熔盐的导热系数，使得所述熔盐相变过程中的潜热能够为所述第一水流提供热量，以提升所述熔盐储罐的储热密度。
优选的，所述熔盐储罐还设置有：
一控制单元，与所述电加热元件相连接，用于根据一第一时间节点控制所述电加热元件对所述熔盐储罐进行加热，根据一第二时间节点控制所述电加热元件对所述熔盐储罐停止加热。
优选的，所述第一时间节点为峰电转换为谷电的时刻；所述第二时间节点为谷电转换为峰电的时候。
优选的，所述出水端设置有：
混水器，用于将所述第二水流与所述第三水流进行混合；
第二热电偶，设置于所述混水器的下游，用于检测所述第四水流的温度。
优选的，所述出水端还设置有：
一检测单元，与所述第二热电偶与所述三通阀相连接，用于根据所述第二热电偶的温度数值，输出一控制信号至所述三通阀以控制所述三通阀改变所述第一水流与所述第二水流的流量比例，进而达到控制所述第四水流的温度的效果。
本发明的技术方案的有益效果在于：此技术方案只使用一个熔盐储罐，提升了系统的安全性和稳定性；直接使用水作为换热介质，大大提升了系统的总体换热系统；在熔盐储罐中加入泡沫金属，增强了熔盐在相变过程中的换热系数，且能保证出水口流量和温度的稳定；使用谷电对熔盐进行加热，大大节约了系统的运行成本。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成本发明范围的限制。
图1为本发明实施例的单罐熔盐储热供暖系统的模块组成图；
图2为发明实施例的进水端的结构组成图；
图3为本发明实施例的熔盐储罐的结构组成图；
图4为本发明实施例的出水端的结构组成图；
图5为本发明实施例的单罐熔盐储热供暖系统的具体实施图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明提供一种单罐熔盐储热供暖系统，其特征在于，并包括进水端1，用于储存熔盐Q的熔盐储罐2，出水端3：
进水端1连接于熔盐储罐2与出水端3，进水端1向熔盐储罐2输入水流A1，并向出水端1输入水流A2；
熔盐储罐2用于以熔盐储罐2中的熔盐21与水流A1换热的方式为水流A1提供热量，并输出水流A3至出水端3；
出水端3用于将3水流A2与水流A3混合，并最终输出水流A4。
具体的，水流A3为热水或者是蒸汽。
具体的，本技术方案不使用中间传热介质，直接使用水作为传热介质。
在一种较优的实施例中，进水端1设置有：
热电偶11，设置于进水端1的水流输入处，用于检测进水端1的水流的温度；
水泵12，设置于热电偶11的下游，用于为进水端1的水流提供动力；
三通阀13，设置于水泵12的下游，用于将进水端1的水流分为水流A1与水流A2。
具体的，三通阀13为一分流阀。
在一种较优的实施例中，熔盐储罐2设置有：
电加热元件21，用于加热熔盐储罐2中的熔盐Q，为熔盐Q提供热量；
换热盘管22，用于水流A1与熔盐Q的换热；
泡沫金属23，泡沫金属23焊接在换热盘管22上，用于加强相变过程中熔盐Q的导热系数，使得熔盐Q相变过程中的潜热能够为水流A1提供热量，从而提升了熔盐储罐2的储热密度。
具体的，泡沫金属23的孔隙率为90％，PPI(每英寸有的孔数)＝20。
在一种较优的实施例中，熔盐储罐2还设置有：
控制单元24，与电加热元件21相连接，用于根据时间节点S1控制电加热元件21对熔盐储罐2进行加热，根据时间节点S2控制电加热元件21对熔盐储罐2停止加热；
在一种较优的实施例中，时间节点S1为峰电转换为谷电的时刻；时间节点S2为谷电转换为峰电的时候。
具体的，本技术方案使用谷电加热熔盐Q，将热量储存起来，在峰电的时候将热量带出，从而相对于电直热式的系统大大降低运行成本.
具体的，熔盐Q在液态阶段的换热以对流换热为主导，在逐渐凝固时，熔盐Q的换热以热传导为主导。
在一种较优的实施例中，出水端3设置有：
混水器31，用于将水流A2与水流A3进行混合；
热电偶32，设置于混水器31的下游，用于检测水流A4的温度。
在一种较优的实施例中，出水端3还设置有：
检测单元33，与热电偶32与三通阀13相连接，用于根据热电偶32的温度数值，输出控制信号331至三通阀13以控制三通阀13改变水流A1与水流A2的流量比例，进而达到控制水流A4的温度的效果。
具体的，熔盐Q在液态阶段时，熔盐Q侧的换热系数通常在100-300W/m2℃，当熔盐Q进入相变过程，熔盐Q逐渐凝固，不再能够很好的流动，熔盐Q侧的换热开始以热传导为主，热传导的效果直接与熔盐Q的导热系数相关，熔盐Q的导热系统为0.5W/m2℃左右，由此，熔盐侧的换热系数通常在5-20W/m2℃之间。
进一步地，当在熔盐Q的空间中添加了泡沫金属23熔盐Q侧的等效导热系数可以达到5W/m2℃左右，由此熔盐Q侧的换热系数可以达到50-200W/m2℃，使得系统可以使用相变过程的能量，添加了泡沫金属23的系统储存的能量是原系统的1.8倍。
进一步地，在晚上的谷电时间段，熔盐储罐2中的电加热元件21加热熔盐储罐2中的熔盐Q，熔盐Q的温度大大设定值时，电机热21关闭，当用户需要热水时，打开水泵12，三通阀13将水流分为两路，水流A1进入熔盐储罐2，水流A2进入混水器31。
进一步地，水流A1与熔盐储罐2中的熔盐Q进行热交换，输出一水流A3。
进一步地，水流A3与水流A2混合，降低温度后输出一水流A4。
进一步地，根据热电偶32的显示温度，检测单元33输出控制信号331至三通阀13改变水流A1与水流A2的流量比例。
具体的，在熔盐Q温度高的阶段，水流A1的水流较小，水流A2的水流较大。
本发明的技术方案的有益效果在于：此技术方案只使用一个熔盐储罐，提升了系统的安全性和稳定性；直接使用水作为换热介质，大大提升了系统的总体换热系统；在熔盐储罐中加入泡沫金属，增强了熔盐在相变过程中的换热系数，且能保证出水口流量和温度的稳定；使用谷电对熔盐进行加热，大大节约了系统的运行成本。
所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
