一种电热储能实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电气和热力工程技术领域，特别是涉及一种电热储能实验装置。
【背景技术】
[0002]当前，雾霾天气已成为城市污染的普遍现象，冬季尤为严重，其中燃煤供暖是最重要的污染源。北方地区风力资源丰富，是我国开展风力发电的最主要区域，受电网调度的影响，北方地区冬季为保障供暖需要，热电厂处于满负荷运行，弃用风电现象严重，造成大量风资源浪费，制约影响了风电产业的进一步发展。另一方面，北方城市冬季供热能力不足，供热以燃煤为主，清洁供热比例低，燃烧大量煤炭。既严重污染了大气环境，又增加了城市交通运输压力，影响城市景观形象。
[0003]在北方城市大规模地推广利用风电的清洁热源解决城市供热及工业生产热源，完全符合国家产业支持方向，可以最大限度地利用风力资源，实现风电全部就近消纳，优化平衡电网。实现风电清洁供热，减少燃煤污染物排放，对于改善我国的大气环境，实现节能减排目标，促进风电产业健康发展都具有十分重要的意义。
[0004]电锅炉在国外发达国家已普遍应用。其比较其它热源形式的供热设备具有以下优点:对环境没有污染、无三废排放、清洁无噪音，并且操作简单、维修方便、自动化程度高、常压运行、安全可靠、便于控制等。电锅炉供热在国外发展很快，国内对于电锅炉的需求也越来越大，然而目前现有的电锅炉控制能力弱，不具备反馈控制，造成能源浪费。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本实用新型提出一种电热储能实验装置，其不仅可以实现反馈控制，节能减排，而且具备小型化可展示的优点。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种电热储能实验装置，包括电蓄热锅炉、变频器、风机、气-水热交换器、水栗、水箱、可编程逻辑控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器及供暖大楼模型；
[0007]所述电蓄热锅炉包括固体蓄热体及若干个电压连续可调加热控制电路，所述可编程逻辑控制器、变频器及电压连续可调加热控制电路均设置在固体蓄热体上；在固体蓄热体内设置有中空通道，所述第一温度传感器和电压连续可调加热控制电路内部的电热丝均固定设置在固体蓄热体的中空通道的通道壁上；
[0008]所述固体蓄热体的中空通道的一端通过风管连接至风机的出风端口，另一端通过风管连接至气-水热交换器的通气管道的进气口，气-水热交换器的通气管道的出气口通过风管连接至风机的进风端口 ；所述气-水热交换器的进水端口通过水管连接至水栗的出水端口，气-水热交换器的出水端口通过水管连接至供暖大楼模型，供暖大楼模型连接至水箱，水箱连接水栗的抽水端口 ；所述第二温度传感器设置于气-水热交换器的进水端口，第三温度传感器设置于水栗的出水端口，第四温度传感器设置于供暖大楼模型内；所述第一、第二、第三和第四温度传感器的输出端分别与可编程逻辑控制器的输入端相连接，可编程逻辑控制器的第一输出端分别与各电压连续可调加热控制电路的输入端相连接，可编程逻辑控制器的第二输出端连接至变频器的输入端，变频器的输出端连接至风机的输入端。
[0009]所述电压连续可调加热控制电路设置为三个，分别为第一电压连续可调加热控制电路、第二电压连续可调加热控制电路和第三电压连续可调加热控制电路；所述第一电压连续可调加热控制电路、第二电压连续可调加热控制电路和第三电压连续可调加热控制电路结构相同，均包括单相桥式不可控整流电路、斩波电路、缓冲电路及交流电源；
[0010]所述单相桥式不可控整流电路的输入端与交流电源相连接，其输出端的第一连接端同时连接缓冲电路的第一连接端和斩波电路的第一连接端，单相桥式不可控整流电路的第二连接端连接斩波电路的第二连接端，缓冲电路的第二连接端连接斩波电路的第三连接端。
[0011]所述单相桥式不可控整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的阳极连接第二二极管的阴极，并连接交流电源的一端，第一二极管的阴极连接第三二极管的阴极，并作为单相桥式不可控整流电路的第一连接端，第二二极管的阳极连接第四二极管的阳极，并作为单相桥式不可控整流电路的第二连接端，第三二极管的阳极连接第四二极管的阴极，并连接交流电源的另一端。
[0012]所述斩波电路包括第一电容、第二电容、第五二极管、一个电热丝、一个电感和一个功率晶体管；所述第一电容的一端连接功率晶体管的集电极，并作为斩波电路的第一连接端；第一电容的另一端同时连接第五二极管的阳极、第二电容的一端和电热丝的一端，并作为斩波电路的第二连接端；功率晶体管的发射极同时连接电感的一端和第五二极管的阴极，并作为斩波电路的第三连接端，功率晶体管的基极作为电压连续可调加热控制电路的输入端；电感的另一端同时连接第二电容的另一端和电热丝的另一端。
[0013]所述缓冲电路包括第六二极管、第一电阻和第三电容；所述第一电阻的一端连接第六二极管的阳极，并作为缓冲电路的第一连接端；第一电阻的另一端同时连接第六二极管的阴极和第三电容的一端，第三电容的另一端作为缓冲电路的第二连接端。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]1、小型化，可展示；
[0016]2、使用可编程逻辑控制器作为装置的控制核心，操作过程简单、直观，用户只需经简单培训即可操作；
[0017]3、使用闭环控制，可以实现反馈控制，用户只需通过可编程逻辑控制器对变频器进行控制，便可以输出恒定温度；
[0018]4、供暖闭环控制，可以有效调节供暖温度并且减少不必要的能源浪费，节能减排。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的电热储能实验装置控制系统的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型的一个实施例的电压连续可调加热控制电路的电路原理图；
[0021]图3是图2中单相桥式不可控整流电路和交流电源连接后的电路原理图；
[0022]图4是图2中斩波电路的电路原理图；
[0023]图5是图2中缓冲电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0025]如图1所示，一种电热储能实验装置，包括电蓄热锅炉、变频器、风机、气-水热交换器、水栗、水箱、可编程逻辑控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器及供暖大楼模型；
[0026]所述电蓄热锅炉包括固体蓄热体及若干个电压连续可调加热控制电路，所述可编程逻辑控制器、变频器及电压连续可调加热控制电路均设置在固体蓄热体上；在固体蓄热体内设置有中空通道；所述第一温度传感器和电压连续可调加热控制电路内部的电热丝均固定设置在固体蓄热体的中空通道的通道壁上，其中，第一温度传感器固定设置于固体蓄热体中空通道的通道壁上，第一电压连续可调加热控制电路内部的电热丝固定设置于固体蓄热体中空通道一端的通道壁上，第二电压连续可调加热控制电路内部的电热丝固定设置于固体蓄热体中空通道另一端的通道壁上，第三电压连续可调加热控制电路内部的电热丝固定设置于第一电压连续可调加热控制电路内部的电热丝与第二电压连续可调加热控制电路内部的电热丝之间的通道壁上；
[0027]所述固体蓄热体的中空通道的一端通过风管连接至风机的出风端口，另一端通过风管连接至气-水热交换器的通气管道的进气口，气-水热交换器的通气管道的出气口通过风管连接至风机的进风端口 ；所述气-水热交换器的进水端口通过水管连接至水栗的出水端口，气-水热交换器的出水端口通过水管连接至供暖大楼模型，供暖大楼模型连接至水箱，水箱连接水栗的抽水端口 ；所述第二温度传感器设置于气-水热