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CN113587193A - 智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置及控制方法 - Google Patents

智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置及控制方法 Download PDF

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CN113587193A
CN113587193A CN202110862222.4A CN202110862222A CN113587193A CN 113587193 A CN113587193 A CN 113587193A CN 202110862222 A CN202110862222 A CN 202110862222A CN 113587193 A CN113587193 A CN 113587193A
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CN
China
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heat storage
unit
heat
intelligent
executing
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Application number
CN202110862222.4A
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张群力
刘一墨
邢宇昊
王刚
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Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Original Assignee
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
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Abstract

本发明公开了智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置及控制方法，属于家用电器技术领域。该装置包括箱体，所述箱体为半封闭长方体；以及智能控制装置、风扇和多个蓄热单元集成在所述箱体内，所述智能控制装置与多个所述蓄热单元和风扇电性连接、用以控制与外部设备通电；该装置将相变蓄热技术与分布式光伏发电技术同时应用与电采暖装置中，配合自动控制系统实现系统根据太阳能辐射的情况下智能储存太阳能光伏产生的电能，并根据用户电采暖负荷需求智能切换和使用市政供电；根据用户电采暖热负荷情况智能调控蓄放热，满足室内热舒适性需求，该设备的操作简单，实用性强。

Description

智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置及控制方法
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，具体涉及智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置及控制方法。
背景技术
我国大部分地区冬季均有采暖需求，而分散式供暖则是主要的供暖方式。电暖气具有电暖器结构简单，灵活性强，设备造价及运行费用较低的特点，是很多地区供暖的最佳选择。
与全世界相比，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝大多数地区年平均日辐射量在以上，年日照时数超过2000h，具有太阳能的良好条件，因此太阳能光伏发电技术是电采暖设备电能来源的最佳途径；同时，相变蓄热技术具有蓄热密度大、蓄放热稳定、安全性高等优点，非常利用在适合家用蓄热装置中。相变蓄热技术可以利用电低谷时期的电量为蓄热装置进行蓄热，在用电高峰时期利用储存的热量，从而实现电网的削峰填谷。
随着GB/T 51350-2019《近零能耗建筑技术标准》的发布和实施，以及在第75届联合国大会上提出双碳目标，标志着建筑节能在我国已经迈向超低能耗及零能耗时代，对建筑清洁供热领域提出了新的要求。传统的具有蓄热功能的电暖器多依靠显热蓄热来实现，其温度下降速度快，放热功率不稳定，室内热舒适性较低，且严重涉及能量高品低用的问题，不再符合现代建筑的供热理念。
发明内容
该发明的目的是通过提出一种智能化的交直流一体的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，将相变蓄热技术与分布式光伏发电技术同时应用与电采暖装置中，配合自动控制系统实现系统智能的在太阳能充足的情况下储存太阳能光伏产出的电能为电采暖设备提供电能；在太阳能光伏系统中蓄电池蓄电量不足的情况下，利用低谷价位市电给电采暖设备提供电能，放热的同时在蓄热单元中储存足够的热能在市电价位恢复时利用。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
首先，本发明提供了一种智能化的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，包括：
箱体，所述箱体为半封闭长方体；以及集成在所述箱体内的风扇、智能控制装置和多个蓄热单元；
所述智能控制装置与多个蓄热单元和风扇电性连接，用于控制与外部设备通电；
所述多个所述蓄热单元并排分布在所述箱体内；以及箱体盖板，所述箱体盖板固定在箱体开放的一侧；
进一步的，该装置还包括：孔板、防漏槽、电缆保护罩和轮子，所述孔板固定在所述蓄热单元下方，所述孔板表面装有卡扣，所述卡扣与蓄热单元底部配合使用，用于灵活拆卸或固定所述蓄热单元；
所述孔板下方设有防漏槽，用于防止所述蓄热单元的蓄热材料泄露；
所述电缆保护罩设于所述蓄热单元上方，且套置在加热电缆外侧，用于保护加热电缆；
所述轮子设于所述箱体四角处，用以移动该装置。
进一步的，每个蓄热单元包括：加热芯体，所述加热芯体外侧包裹有蓄热材料，所述蓄热材料外部环有电热膜，所述电热膜外部环有不锈钢外壳，且所述不锈钢外壳为圆柱体，所述不锈钢外壳上下底面分别固定有盖体；
所述蓄热单元上部盖体中部开有小孔，用于通过加热电缆。
进一步的，所述蓄热材料为相变蓄热材料，具体为：膨胀石墨/氢氧化钙/六水氯化镁的复合相变材料，复合相变材料配比为7.5：1：91.5，相变温度为117.9℃，相变潜热为106.2kJ/kg，导热系数为2.825W/(m·K)；
所述不锈钢外壳为306不锈钢。
进一步的，所述智能控制装置包括智能控制器和市光多源互补系统，所述智能控制器为PLC控制器；
所述智能控制装置四周布置有隔热层。
进一步的，所述市光多源互补系统包括：气温收集单元、人体检测单元、操作单元、市电控制单元、市电供电单元、光伏控制单元、光伏供电单元、蓄热控制单元、蓄热检测单元、室内温湿度检测单元和蓄放热单元；
所述气温收集单元、人体检测单元和操作单元与所述智能控制器电性连接；所述智能控制器分别与市电控制单元和光伏控制单元电性连接，所述市电控制单元分别与市电供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述光伏控制单元分别与光伏供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述蓄热控制单元分别与室内温湿度检测单元、蓄热检测单元、蓄放热单元和风扇单元电性连接。
进一步的，所述风扇位于所述多个蓄热单元上方，用以驱动热空气流动，已达到升温的效果。
进一步的，所述箱体盖板上包括：进风口和出风口，所述进风口位于所述箱体盖板底部，所述出风口位于所述箱体盖板上部。
另外，本发明还提供了智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置的控制方法，该方法由以下步骤实现：
步骤1：通过所述气温收集单元接收第二日的天气信息，读取最小参数，得到需要蓄热的蓄热单元数；执行步骤2；
步骤2：判断当前蓄热单元中蓄热材料储存热量是否充足；若是，执行步骤9；若否，执行步骤3；
步骤3：判断光伏供电单元所提供电量是否能满足蓄热要求；若是，执行步骤4；若否，执行步骤5；
步骤4：开启光伏供电单元进行供电；执行步骤9；
步骤5：判断是否处于低谷电价时段；若是，执行步骤6；若否，执行步骤7；
步骤6：采用光伏供电单元和市电共同为蓄热单元提供电能；执行步骤9；
步骤7：判断在蓄热单元中蓄热量是否能维持室内温度至用电低谷时段；若是，执行步骤8；若否，执行步骤10；
步骤8：利用储存热量散热至用电低谷时段后，利用市电为蓄热单元提供电能；执行步骤9；
步骤9：蓄热单元持续放热；执行步骤12；
步骤10：开启人体检测单元；执行步骤11；
步骤11：采用光伏供电单元和市电共同为靠近人员活动区域的数个蓄热单元提供电能，返回执行步骤5；
步骤12：判断室内温度是否满足要求；若是，执行步骤14；若否，执行步骤13；
步骤13：通过增大风扇风速开启强对流系统，进行升温；执行步骤14；
步骤14：判断蓄热单元中蓄热量是否满足蓄热要求；若是，结束；若否，返回执行步骤5。
进一步的，所述步骤2中当前蓄热单元中蓄热材料储存热量是否充足的具体方法为：通过所述智能控制器判断当前蓄热单元中蓄热材料中储存热量是否大于等于所需热量；
所述步骤3中判断光伏供电单元所提供电量是否能满足蓄热要求的具体方法为：通过光伏控制单元判断其能够提供电量所产生的热量是否大于等于步骤2中所需热量；
所述步骤7中判断当前蓄热单元中蓄热量是否能维持室内温度至用电低谷时段的具体方法为：通过蓄热控制单元判断在开启光伏供电单元的条件下，蓄热单元所储存热量是否大于等于从当下时段至用电低谷时间所需热量；
所述步骤11中采用光伏供电单元和市电共同为靠近人员活动区域的数个蓄热单元提供电能的具体方法为：通过检测室内人员所处的位置，然后优先为靠近人员所处位置的那些蓄放热单元提供能够短期内满足室内温度的电能，这样持续到市电达到用电低谷时段转为利用低价位市电进行供电；
所述步骤12中判断室内温度是否满足要求的具体方法为：通过室内温湿度检测单元判断室内温度是否大于等于设定温度；
所述步骤14中判断蓄热单元中蓄热量是否满足蓄热要求的具体方法为：通过所述蓄放热单元判断蓄热单元中蓄热量是否大于等于步骤2中所需热量。
本发明的有益效果
1、本发明提供的相变式电暖装置及其光伏发电与低谷价位市电进行互补的运行模式，充分结合分布式光伏发电系统、相变储能技术及我国气候特点。在太阳能充足的情况下储存太阳能光伏产出的电能并给对电采暖设备提供电能；在太阳能光伏系统中蓄电池蓄电量不足的情况下，利用低谷价位市电给电采暖设备提供电能。这种交直流一体的光电互补型蓄能式电暖气相比于现有电暖气，在合理地利用清洁能用的同时，有效地实现了电网的削峰填谷，且交直流一体的特性保证了其运行的可靠性。
2、本发明提供的相变式电暖装置，采用电加热丝和电加热膜对相变材料进行加热，加热温度控制在130℃左右，将相变材料封装在数个小单元内，有效避免了复合相变材料中膨胀石墨造成的局部过热问题。且该设备带有自动检测相变材料泄露系统，避免了在相变材料泄露的情况下设备继续运行的情况，与传统电暖气相比极大地提高了使用的安全性。
3、本发明提供的相变式电暖装置，采用模块式蓄放热结构，拥有独立调温独立控制的优点，与传统电暖气相比，可以根据人员活动习惯进行区域化供热调节，更加合理地利用能源，提高了设备的节能性。
4、本发明提供的相变式电暖装置，带有自然对流模式和强制对流模式两种加热模式，根据室内温度灵活改变加热方案，与传统电暖气相比有效地在保证节能性的前提下加快了室内升温速度。
5、本发明提供的相变式电暖装置，在调节用电策略、调节区域化供热温度、转换加热方案及监测运行安全等方面全部采用智能化控制系统，与传统人工控制系统相比全面地提高了设备的便利性、安全性、节能性与舒适性。
6、本发明提供的相变式电暖装置，其中的相变蓄热单元采用306不锈钢作为封装材料壳体，极大程度降低了相变材料对金属的腐蚀作用，在设备表面进行喷塑处理，与传统的蓄热式电暖气相比，有效地降低了金属的腐蚀速度，提升了设备的寿命。
7、本发明提供的相变式电暖装置，相变蓄热单元采用内外同时加热的加热方式，与传统的单侧加热模式相比，相变蓄热材料受热更加均匀，且更好地控制蓄热单元的温度分布，使其能够运行更加安全稳定。
8、本发明提供的相变式电暖装置，蓄热单元中使用的相变材料为膨胀石墨/氢氧化钙/六水氯化镁复合相变材料，其中添加膨胀石墨可以有效地提高六水氯化镁的导热系数，添加氢氧化钙可以有效地降低六水氯化镁的过冷度，与传统的蓄热电暖气相比，显著地提高了设备的蓄放热速率。
附图说明
图1为本发明提供的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置的结构示意图；
图2为本发明提供的蓄热单元的结构示意图；
图3为本发明提供的光伏发电与市电进行互补的运行模式的系统示意图；
图4为本发明提供的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置群组的系统示意图；
图5为本发明提供的市光多源互补系统连接原理框图；
图6为本发明提供的该电采暖装置的控制方法流程图。
图中，
1、箱体；2、蓄热单元；3、箱体盖板；4、智能控制装置；5、孔板；6、防漏槽；7、电缆保护罩；8、风扇；9、轮子；10、电暖气；11、太阳能光伏板；12、太阳能发电系统控制器；13、蓄电池；14、市电；15、电暖气组；
201、加热芯体；202、蓄热材料；203、电热膜；204、不锈钢外壳；205、盖体；
301、进风口；302、出风口。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1-图6，本发明提供了一种智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置及其控制方法，具体内容如下：
首先，本发明提供了一种智能化的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，包括：
箱体1，所述箱体1为半封闭长方体；以及集成在所述箱体1内的风扇8、智能控制装置4和多个蓄热单元2；所述智能控制装置4与多个蓄热单元2和风扇8电性连接，用于控制与外部设备通电；所述多个所述蓄热单元2并排分布在所述箱体1内；进一步的，每个蓄热单元2包括：加热芯体201，所述加热芯体201外侧包裹有蓄热材料202，所述蓄热材料202外部环有电热膜203，所述电热膜203外部环有不锈钢外壳204，且所述不锈钢外壳204为圆柱体，所述不锈钢外壳204上下底面分别固定有盖体205；所述蓄热单元2上部盖体205中部开有小孔，用于通过加热电缆。更进一步的，所述蓄热材料202为相变蓄热材料，具体为：膨胀石墨/氢氧化钙/六水氯化镁的复合相变材料，复合相变材料配比为7.5：1：91.5，相变温度为117.9℃，相变潜热为106.2kJ/kg，导热系数为2.825W/(m·K)；所述不锈钢外壳204为306不锈钢。
进一步的，所述风扇8固定在箱体1内并位于蓄热单元2上方，用以驱动热空气流动，已达到升温的效果。以及
箱体盖板3，所述箱体盖板3固定在箱体1开放的一侧，具体的，其四角通过螺钉与箱体1固定；
进一步的，所述箱体盖板3上包括：进风口301和出风口302，所述进风口301位于所述箱体盖板3底部，所述出风口302位于所述箱体盖板3上部；具体的，由进风口301吸入的空气在被蓄热单元2加热后，利用加热后空气自身密度差形成的烟囱效应在多个圆柱形蓄热单元2之间的缝隙中流动，完成加热的空气由出风口302排出为房间供暖。
进一步的，所述智能控制装置4包括智能控制器和一种市光多源互补系统，所述智能控制器为PLC控制器；
所述智能控制装置4四周布置有隔热层。
进一步的，该装置还包括：孔板5、防漏槽6、电缆保护罩7和轮子9，所述孔板5固定在所述蓄热单元2下方，所述孔板5表面装有卡扣，所述与卡扣与蓄热单元2底部盖体205配合使用，用以灵活拆卸或固定所述蓄热单元2；
所述孔板5下方设有防漏槽6，用以防止所述蓄热材料202泄露；
所述电缆保护罩7设于所述蓄热单元2上方，且套置在加热电缆外侧，用于保护加热电缆；
所述轮子9设于所述箱体1四角处，用以移动该装置。
进一步的，所述一种市光多源互补系统，该系统包括：气温收集单元、人体检测单元、操作单元、市电控制单元、市电供电单元、光伏控制单元、光伏供电单元、蓄热控制单元、蓄热检测单元、室内温湿度检测单元和蓄放热单元；
其中，所述气温收集单元、人体检测单元和操作单元与所述智能控制器电性连接，所述气温收集单元可以为古野公司型号为FAX-30的黑盒子FAXCIMILE天气接收器，所述人体检测单元可以为炜盛科技型号为WA101的人体热释红外线感应控制器，所述操作单元可以为西门子公司型号为KTP1000触摸屏精简面板触摸屏；所述智能控制器可以为西门子公司型号为PLC LOGO！8的智能逻辑控制器；
所述智能控制器分别与市电控制单元和光伏控制单元电性连接，所述市电控制单元分别与市电供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述光伏控制单元分别与光伏供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述蓄热控制单元分别与室内温湿度检测单元、蓄热检测单元、蓄放热单元和风扇8单元电性连接；所述室内温湿度检测单元可以为西门子公司型号为QFA3171D的温湿度传感器；所述蓄热检测单元可以为恩莱公司型号为KRMK铠装K型热电阻温度传感器；
其中，所述操作单元用以人工对该装置进行操作调控；所述蓄热检测单元设置在防漏槽6内，用以检测相变材料是否泄露，若是，立即自动切断电暖气的电源，并发出警报。
在使用过程中，该装置分为单个房间使用系统和整层或整楼使用系统；图3表示单个房间使用系统连接图，包括依次电性连接的太阳能光伏板11、太阳能发电系统控制器12和蓄电池13，还包括与所述太阳能发电系统控制器12电性连接的电暖气10、以及电性连接在二者中间的市电14；
图4表示整层或整楼使用系统连接图，包括依次电性连接的太阳能光伏板11、太阳能发电系统控制器12和蓄电池13，还包括与所述太阳能发电系统控制器12电性连接的电暖气组16、以及电性连接在二者中间的市电14；
其中，所述蓄电池可以为TAICO公司型号为24V36AH的磷酸铁锂电池；所述太阳能光伏板可以为阿特斯公司型号为BiHiKu5的高功率双面双核PERC电池组件；所述太阳能光伏板至少为一个，多个时可通过串联或并联以及串并联相结合的方式排列连接。
另外，本发明还提供一种智能化的市光多源互补的相变蓄热电采暖装置的控制执行方法，该方法由以下步骤实现：
步骤1：通过所述气温收集单元接收第二日的天气信息，读取最小参数，得到需要蓄热的蓄热单元数；执行步骤2；
步骤2：判断当前蓄热单元中蓄热材料储存热量是否充足；具体的，通过所述智能控制器判断当前蓄热单元中蓄热材料中储存热量是否大于等于所需热量；若是，执行步骤9；若否，执行步骤3；
步骤3：判断光伏供电单元所提供电量是否能满足蓄热要求；具体的，通过光伏控制单元判断其能够提供电量所产生的热量是否大于等于步骤2中所需热量；若是，执行步骤4；若否，执行步骤5；
步骤4：开启光伏供电单元进行供电；执行步骤9；
步骤5：判断是否处于低谷电价时段；若是，执行步骤6；若否，执行步骤7；
步骤6：采用光伏供电单元和市电共同为蓄热单元提供电能；执行步骤9；
步骤7：判断在蓄热单元中蓄热量是否能维持室内温度至用电低谷时段；具体的，通过蓄热控制单元判断在开启光伏供电单元的条件下，蓄热单元所储存热量是否大于等于从当下时段至用电低谷时间所需热量；若是，执行步骤8；若否，执行步骤10；
步骤8：利用储存热量散热至用电低谷时段后，利用市电为蓄热单元提供电能；执行步骤9；
步骤9：蓄热单元持续放热；执行步骤12；
步骤10：开启人体检测单元；执行步骤11；
步骤11：采用光伏供电单元和市电共同为靠近人员活动区域的数个蓄热单元提供电能，具体的，通过检测室内人员所处的位置，然后优先为靠近人员所处位置的那些蓄放热单元提供能够短期内满足室内温度的电能，这样持续到市电达到用电低谷时段转为利用低价位市电进行供电；返回执行步骤5；
步骤12：判断室内温度是否满足要求；具体的，通过室内温湿度检测单元判断室内温度是否大于等于设定温度；若是，执行步骤14；若否，执行步骤13；
步骤13：通过增大风扇8转速启动强对流系统，进行升温；执行步骤14；
步骤14：判断蓄热单元中蓄热量是否满足蓄热要求；具体的，通过所述蓄放热单元判断蓄热单元中蓄热量是否大于等于步骤二中所需热量；若是，结束；若否，返回执行步骤5。

Claims (10)

1.智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，包括：
箱体(1)，所述箱体(1)为半封闭长方体；以及集成在所述箱体(1)内的风扇(8)、智能控制装置(4)和多个蓄热单元(2)；
所述智能控制装置(4)与多个蓄热单元(2)和风扇(8)电性连接，用于控制与外部设备通电；
所述多个所述蓄热单元(2)并排分布在所述箱体(1)内；以及箱体盖板(3)，所述箱体盖板(3)固定在箱体(1)开放的一侧。
2.根据权利要求1所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，该装置还包括：孔板(5)、防漏槽(6)、电缆保护罩(7)和轮子(9)，所述孔板(5)固定在所述蓄热单元(2)下方，所述孔板(5)表面装有卡扣，所述卡扣与蓄热单元(2)底部配合使用，用于灵活拆卸或固定所述蓄热单元(2)；
所述孔板(5)下方设有防漏槽(6)，用于防止所述蓄热单元(2)的蓄热材料(202)泄露；
所述电缆保护罩(7)设于所述蓄热单元(2)上方，且套置在加热电缆外侧，用于保护加热电缆；
所述轮子(9)设于所述箱体(1)四角处，用以移动该装置。
3.根据权利要求2中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，每个蓄热单元(2)包括：加热芯体(201)，所述加热芯体(201)外侧包裹有蓄热材料(202)，所述蓄热材料(202)外部环有电热膜(203)，所述电热膜(203)外部环有不锈钢外壳(204)，且所述不锈钢外壳(204)为圆柱体，所述不锈钢外壳(204)上下底面分别固定有盖体(205)；
所述蓄热单元(2)上部盖体(205)中部开有小孔，用于通过加热电缆。
4.根据权利要求3所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述蓄热材料(202)为相变蓄热材料，具体为：膨胀石墨/氢氧化钙/六水氯化镁的复合相变材料，复合相变材料配比为7.5：1：91.5，相变温度为117.9℃，相变潜热为106.2kJ/kg，导热系数为2.825W/(m·K)；
所述不锈钢外壳(204)为306不锈钢。
5.根据权利要求4中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述智能控制装置(4)包括智能控制器和市光多源互补系统，所述智能控制器为PLC控制器；
所述智能控制装置(4)四周布置有隔热层。
6.根据权利要求5所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述市光多源互补系统包括：气温收集单元、人体检测单元、操作单元、市电控制单元、市电供电单元、光伏控制单元、光伏供电单元、蓄热控制单元、蓄热检测单元、室内温湿度检测单元和蓄放热单元；
所述气温收集单元、人体检测单元和操作单元与所述智能控制器电性连接；所述智能控制器分别与市电控制单元和光伏控制单元电性连接，所述市电控制单元分别与市电供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述光伏控制单元分别与光伏供电单元和蓄热控制单元电性连接，所述蓄热控制单元分别与室内温湿度检测单元、蓄热检测单元、蓄放热单元和风扇(8)单元电性连接。
7.根据权利要求6中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述风扇(8)位于所述多个蓄热单元(2)上方，用以驱动热空气流动，已达到升温的效果。
8.根据权利要求7中所述的智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置，其特征在于，所述箱体盖板(3)上包括：进风口(301)和出风口(302)，所述进风口(301)位于所述箱体盖板(3)底部，所述出风口(302)位于所述箱体盖板(3)上部。
9.智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置的控制方法，其特征在于，该方法用于控制权利要求1-8任意一项所述装置；该方法由以下步骤实现：
步骤1：通过所述气温收集单元接收第二日的天气信息，读取最小参数，得到需要蓄热的蓄热单元数；执行步骤2；
步骤2：判断当前蓄热单元中蓄热材料储存热量是否充足；若是，执行步骤9；若否，执行步骤3；
步骤3：判断光伏供电单元所提供电量是否能满足蓄热要求；若是，执行步骤4；若否，执行步骤5；
步骤4：开启光伏供电单元进行供电；执行步骤9；
步骤5：判断是否处于低谷电价时段；若是，执行步骤6；若否，执行步骤7；
步骤6：采用光伏供电单元和市电共同为蓄热单元提供电能；执行步骤9；
步骤7：判断在蓄热单元中蓄热量是否能维持室内温度至用电低谷时段；若是，执行步骤8；若否，执行步骤10；
步骤8：利用储存热量散热至用电低谷时段后，利用市电为蓄热单元提供电能；执行步骤9；
步骤9：蓄热单元持续放热；执行步骤12；
步骤10：开启人体检测单元；执行步骤11；
步骤11：采用光伏供电单元和市电共同为靠近人员活动区域的数个蓄热单元提供电能，返回执行步骤5；
步骤12：判断室内温度是否满足要求；若是，执行步骤14；若否，执行步骤13；
步骤13：通过增大风扇(8)风速开启强对流系统，进行升温；执行步骤14；
步骤14：判断蓄热单元中蓄热量是否满足蓄热要求；若是，结束；若否，返回执行步骤5。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2中当前蓄热单元中蓄热材料储存热量是否充足的具体方法为：通过所述智能控制器判断当前蓄热单元中蓄热材料中储存热量是否大于等于所需热量；
所述步骤3中判断光伏供电单元所提供电量是否能满足蓄热要求的具体方法为：通过光伏控制单元判断其能够提供电量所产生的热量是否大于等于步骤2中所需热量；
所述步骤7中判断当前蓄热单元中蓄热量是否能维持室内温度至用电低谷时段的具体方法为：通过蓄热控制单元判断在开启光伏供电单元的条件下，蓄热单元所储存热量是否大于等于从当下时段至用电低谷时间所需热量；
所述步骤11中采用光伏供电单元和市电共同为靠近人员活动区域的数个蓄热单元提供电能的具体方法为：通过检测室内人员所处的位置，然后优先为靠近人员所处位置的那些蓄放热单元提供能够短期内满足室内温度的电能，这样持续到市电达到用电低谷时段转为利用低价位市电进行供电；
所述步骤12中判断室内温度是否满足要求的具体方法为：通过室内温湿度检测单元判断室内温度是否大于等于设定温度；
所述步骤14中判断蓄热单元中蓄热量是否满足蓄热要求的具体方法为：通过所述蓄放热单元判断蓄热单元中蓄热量是否大于等于步骤2中所需热量。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113983526A (zh) * 2021-11-19 2022-01-28 北京嘉洁能科技股份有限公司 基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法
CN117387113A (zh) * 2023-11-15 2024-01-12 北京华通兴远供热节能技术有限公司 一种相变蓄热电采暖系统及控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201547873U (zh) * 2009-11-24 2010-08-11 青岛理工大学 基于相变储热的太阳能和低谷电混合采暖装置
WO2011007009A2 (de) * 2009-07-17 2011-01-20 Gmeiner Emma Solarheizsystem, klimatisierungssystem und speicherheizplatte hierfür
CN205664469U (zh) * 2016-06-02 2016-10-26 南京金合能源材料有限公司 一种蓄热式电暖器
CN206989303U (zh) * 2017-07-11 2018-02-09 北京建筑大学 一种蓄能电采暖装置
CN108131710A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 河北工业大学 适用于高速公路服务区的清洁蓄能耦合太阳能供暖系统
CN208124422U (zh) * 2018-04-25 2018-11-20 华北电力大学 卡槽式电加热蓄热供暖系统
CN208920194U (zh) * 2018-10-08 2019-05-31 苏州中利能源科技有限公司 一种带蓄热功能的户用光伏发电供热系统
CN112902273A (zh) * 2020-11-18 2021-06-04 国网新疆电力有限公司经济技术研究院 一种蓄热式光伏发电采暖系统的调控方法
CN215929721U (zh) * 2021-07-29 2022-03-01 北京建筑大学 智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011007009A2 (de) * 2009-07-17 2011-01-20 Gmeiner Emma Solarheizsystem, klimatisierungssystem und speicherheizplatte hierfür
CN201547873U (zh) * 2009-11-24 2010-08-11 青岛理工大学 基于相变储热的太阳能和低谷电混合采暖装置
CN205664469U (zh) * 2016-06-02 2016-10-26 南京金合能源材料有限公司 一种蓄热式电暖器
CN206989303U (zh) * 2017-07-11 2018-02-09 北京建筑大学 一种蓄能电采暖装置
CN108131710A (zh) * 2017-12-20 2018-06-08 河北工业大学 适用于高速公路服务区的清洁蓄能耦合太阳能供暖系统
CN208124422U (zh) * 2018-04-25 2018-11-20 华北电力大学 卡槽式电加热蓄热供暖系统
CN208920194U (zh) * 2018-10-08 2019-05-31 苏州中利能源科技有限公司 一种带蓄热功能的户用光伏发电供热系统
CN112902273A (zh) * 2020-11-18 2021-06-04 国网新疆电力有限公司经济技术研究院 一种蓄热式光伏发电采暖系统的调控方法
CN215929721U (zh) * 2021-07-29 2022-03-01 北京建筑大学 智能化市光多源互补的相变蓄热电采暖装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113983526A (zh) * 2021-11-19 2022-01-28 北京嘉洁能科技股份有限公司 基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法
CN117387113A (zh) * 2023-11-15 2024-01-12 北京华通兴远供热节能技术有限公司 一种相变蓄热电采暖系统及控制方法

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