一种带有热交换器的电力加热装置的制作方法

本发明涉及工质加热及热交换，具体为一种带有热交换器的电力加热装置。

背景技术：

1、在现有能源系统中，供暖热水/蒸汽与生活热水供应通常采用独立设备分别提供。例如，传统供暖系统依赖燃气锅炉、电加热器等热源，而生活热水多通过电热水器、燃气热水器等单独供应。此类供暖系统与生活热水分离式设计存在以下技术缺陷：

2、能源利用率低：各系统热源是相互独立的，无法实现能量互补。例如，燃气锅炉热效率通常低于90%；电热水器能效比（cop）仅为1，能源浪费显著。

3、设备冗余与高成本：独立设备占用空间较大，初投资及维护成本高。例如，分体式系统需分别配置锅炉、热水储罐及循环管路，导致材料与安装费用增加。

4、中国专利公开cn202853094u公开了一种u形电加热水管,尤其是一种体积小、加热效率高的即热式电加热水管,包括石英管和电发热元件,其特征在于石英管为u形,石英管外壁覆盖纯电阻电路的电发热元件,电发热元件上设电极。本实用新型的i形电加热水管结构简单,便于安装,水管长度能满足加热要求,且便于安装；另外,电发热元件为纯电阻电路的电热膜,电能转换效率高,除一小部分损失外,绝大部分电能被转化成热能,减少了大量电能消耗。

5、中国专利公开cn209996007u公开了一种即热式水处理设备，包括外壳、以及设置在所述外壳中的制冷机组、电加热水管、冷水箱和热水箱；所述外壳上设置有可开关的热水出水嘴，所述外壳上还设置有可开关的冷水出水嘴；所述制冷机组包括连接在一起的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；所述冷凝器位于所述热水箱中，所述蒸发器位于所述冷水箱中；所述热水出水嘴通过所述电加热水管与所述热水箱的出水口连接，所述冷水出水嘴与所述冷水箱的出水口连接。实现增大即热式水处理设备的热水输出量，并提高加热效率。

6、如何能够提供一种电加热设备，利用西部大开发的水电、风电和光电能源，以给独栋楼宇厂房供应热水/蒸汽为目标,提供一种供暖热水、热蒸汽和生活热水的一体化高效率加热系统，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种带有热交换器的电力加热装置，用于提供一种以上热工质，所述电力加热装置包括：第二热工质保温箱、热交换单元、介质循环泵和加热单元；

2、所述加热单元为一个独立的箱体，所述加热单元内部布置多根加热管，各加热管依次串联和/或并联，所述加热管为非金属材料制成，所述加热管上镀有电加热膜，所述加热管内部和连接的封闭管道内部储存第一储热工质；

3、所述加热管上的电加热膜与市电供电线连接；

4、所述热交换单元内部设置热交换器，所述热交换器内层是流过加热的第一储热工质的管道，围绕第一储热工质管道的为储有第二储热工质的第一换热装置，所述第一储热工质的温度大于等于第二储热工质温度；

5、所述第二热工质保温箱能够对外供给第二储热工质。

6、作为本发明的一种优选方案：所述电力加热装置能够包含多组所述加热单元；

7、所述多组加热单元的输入端口并联后连接封闭管道的回水管；所述多组加热单元的输出端口并联后连接封闭管道的入水管；

8、所述封闭管道上连接介质循环泵，所述介质循环泵推动被加热的第一储热工质以高流动速度在所述封闭管道内运行。

9、作为本发明的一种优选方案：所述热交换器还包括：围绕第一换热装置的储有第三储热工质的第二换热装置，第三热工质保持箱；

10、所述第三热工质保持箱能够对外供给第三储热工质，所述第二储热工质与第三储热工质的温度相同，或第二储热工质的温度大于第三储热工质的温度。

11、作为本发明的一种优选方案：被加热的所述第一储热工质在所述热交换单元内经由所述热交换器加热所述第二储热工质及第三储热工质；

12、所述第二储热工质及第三储热工质的流动速度小于等于第一储热工质的流动速度的1/3。

13、作为本发明的一种优选方案：所述热交换器为高导热金属制成；

14、所述第一储热工质为绝缘油或水；所述第二储热工质为高温蒸汽或热水，所述第三储热工质为热水；

15、所述第一储热工质、第二储热工质及第三储热工质在热交换器中相互隔离。

16、作为本发明的一种优选方案：所述电力加热装置还包括：控制器、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；

17、所述第一温度传感器安装在所述加热单元的加热管表面和/或加热单元的内部；

18、所述第一压力传感器检测封闭管道内的第一储热工质的压力值；

19、所述第二温度传感器安装在第一换热装置内部；

20、所述第三温度传感器安装在第二换热装置的内部；

21、控制器接收第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的信息；并依据控制器输入端接收的输入信号及所述信息控制所述电力加热装置的运行。

22、作为本发明的一种优选方案：所述电力加热装置的外壳上安装与控制器连接的显示装置及输入装置，所述显示装置显示电力加热装置的运行状态，所述输入装置用于输入调整所述电力加热装置的运行状态的操作指令；

23、所述运行状态包括：第二储热工质10及第三储热工质11的温度和形态；

24、所述操作指令包括：调节所述第二储热工质及第三储热工质的温度，改变所述第二储热工质和/或第三储热工质形态。

25、作为本发明的一种优选方案：改变工质形态包括：从液态变为汽态。

26、作为本发明的一种优选方案：所述非金属材料制成的加热管包括：石英加热水管、高密度水晶加热水管，

27、当第一加热管内的所述第一储热工质采用绝缘油时，非金属材料制成的所述加热管内壁镀电加热膜；

28、当第一加热管内的所述第一储热工质采用水时，非金属材料制成的所述加热管外壁镀电加热膜。

29、本发明还提出一种操作带有热交换器的电力加热装置的操作方法，用于操作如前述中任一项所述的电力加热装置，所述方法包括如下步骤：

30、步骤1，装机，根据使用场所对第二储热工质及第三储热工质各自的最大用量及形态确定热交换器容积；根据热交换器容积和使用温度确定加热单元的数量和第一储热工质；

31、步骤2，根据步骤1确定的装机条件安装所述电力加热装置，连接第二储热工质及第三储热工质的输入/输出管道；导入冷态的第二储热工质和/或第三储热工质；

32、步骤3，操作控制器的输入装置，设定第一储热工质、第二储热工质和/或第三储热工质的工作条件；

33、步骤4，根据工作需求调整控制器的输入指令。

34、本发明的优点在于：提供一种带有热交换气的通用电力加热装置，所具有的技术优势为：通过在带有热交换气的通用电力加热装置的换热装置内将自来水入水分别加热为蒸汽、高温供暖热水和/或中温生活洗浴用热水，其中蒸汽的压力和流量可调，可以用于烘干衣物或食品。采用电加热使得供暖和生活热水的能源利用率大幅度提高，减少设备成本和相关维护费用。本发明的供热规模可以通过调整加热单元的数量和第一储热工质数量调整，能够适应从单栋私人别墅到大型办公楼宇的供热要求。

35、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。