
该技术适用于各种高效取暖场景,可用于工业取暖及家庭取暖当中。并其具有高效节能等优点,同比其他取暖设备节能30%。
该新型智能化高效节能取暖技术不同于以往任何一种取暖技术。其创新之处在于:
(1) 能源利用方式的与众不同,能起到高效节能的结果;
(2) 系统结构的重大变革,结构紧凑,清洁环保;
(3) 系统控制实现智能化,从控制方面使系统进一步提高节能效果;
(4) 实现无人值守和科学管理
因此,该取暖技术具有理念的前瞻性、系统技术的创造性、节能环保的高效性。
1. 系统结构
该取暖系统的整体结构参见下图所示。

新型智能化高效节能取暖原理结构示意图
系统包括:电磁加热器、小型燃气炉、智能控制器、储热水箱、溢流箱和散热器等。
其中,电磁加热器采用最优参数设计和变频高效节电运行方式;小型燃气炉接受天然气或人工煤气均可;电磁加热器与燃气炉的水管采用串联方式进行连接;智能控制器能够更具流储热水箱温度、溢流箱水位。压力等参数信息,实施对电磁加热器、小型燃气炉、压力泵(补充给水)的最优控制,达到最佳的高效节能效果,并能通过远程通信实现无人值守和中控室的智能化管理。
所谓“小型燃气炉”仅是相对大型燃气炉而言,因为用于住宅取暖用的燃气炉相对电厂和(中)型企业所使用的燃气锅炉来说,实在属于小型化的锅炉。以下简称“燃气炉”。
2. 系统工作原理与运行策略
系统工作原理
传热工质(水)首先进入电磁加热器,经电磁变频加热后进入燃气炉;燃气炉热水送入
储热水箱,由储热水箱的出口经止回阀接入各家各户的散热器以供室内取暖。
虽然,该系统属于多输入/多输出控制系统,但经过系统解耦处理运算后,能够实现热工系统的接耦控制。
系统运行控制策略
溢流箱的作用与液位高程控制
溢流箱用于储蓄来自储热水箱的溢流。溢流箱液位高程h是控制压力泵运行方式的依据。具体方式如下
当h<h0且|h- h0|≥δ时,智能控制器启动压力水泵补充给水其中,h0为溢流箱设定稳定工况水位高程,δ为水位控制余量值。
压力泵与旁路电磁阀构成联动组合。在稳定工况条件下,压力泵处于待机状态,旁路电磁阀处于常开状态,使供暖热水以自然循环的方式传热取暖。一旦控制器启动压力泵,旁路电磁阀实时被关闭,在实现补充给水的同时,实现供暖热水的强迫循环。可见压力泵不是处于连续运行状态;同时,对压力泵采用变频启动方式,因此使得压力泵的运行用电达到最优的节电效果。
当h>h0且| h>h0|≥δ时,溢流箱能够通过减压阀自动向外泄流,直至水位减至h0为止,实现无源控制,起到细节节能的效果。
温度控制

系统温度控制原理框图
电磁加热器的通电电流和燃气炉的燃气流量为系统控制量,储热水箱温度t和溢流箱液面蒸汽压力为P为检测反馈量,热水循环系统温度为被控制量。该系统温度控制原理框图参照上图所示。图中,p0、t0分别为压力与温度的设计稳定工况参数;ε为判定阈值,及压力控制余量参数;β被称之为系统热焓的判定系数。
系统节能要点
需要进一步强调的是,本“新型智能化高效节能取暖技术”的节能技术要点在于:
1 充分利用“谷段”电能的价格优势,大幅度降低用户的经济负担。并且,在利用“谷段”电能运行电磁加热器的同时,运用变频技术,以最高的电/热转换效率μ实现最大限度的加热与储热效果。
Q
μ=————X100%
E
式中,Q为热能;E为电能
电磁加热器是基于涡流热效应的机理来实现电感线圈对水流工质的加热升温,其电路负载呈现感性,完全不同于“通电电阻热效应”的机理,因此子啊计算电能对热能的转换过程已经不能直接采用焦耳定律,这就意味着本系统变频电磁加热理论的突破
焦耳定律:焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律,即:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
2系统中的热水常规状态下,采用自然循环方式实现用户取暖。仅当溢流箱液位高程h低于设定值时才启动压力泵,而且是采用变频调速启动的方式,因此实现了压力泵的最优节能效果。
3系统的局部调节器精灵采用“无源性”器件,如:溢流箱的安全阀、储热水箱的溢流调压阀和溢流箱的泄流调压阀等,因此能够在运行环节上的“小节能”累积增加总的节能“大效果”
4延长设备使用寿命、降低设备运行成本、节约社会资源与原材料的消耗,也是体现节能降耗的重要方面。本系统中电磁加热器还采用“模块集成”的方式进行供热设备串联组合,在与燃气炉串联的同时,还可以根据取暖热值增长的要求,采用两台(或多台)电磁加热器的串联来提高取暖容量。因此能够起到投资节约、运行节约的效果。
更值得强调的是,昼夜轮换运行燃气炉与电磁加热,能够使得两种动力机组得到轮番“停机休息”,能够显著降低动力机组的“运行疲劳”,还提供了维修、保养的方便,因此能够大幅度增长动力设备的使用寿命。

