一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置製造方法
2023-09-23 02:38:40 2
一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，解決了現有蓄熱設備蓄熱效率低、佔地空間大，不能有效利用能源的問題。該基於金屬錫或汞的儲熱裝置包括蓄熱櫃，設置在蓄熱櫃內的金屬錫或汞，設置在蓄熱櫃內且通電後可對金屬錫或汞進行加熱的加熱管，內置於蓄熱櫃內用於吸收金屬錫或汞熱量的換熱盤管，與換熱盤管的連接的換熱器，以及與換熱器連接的供熱系統；換熱盤管與換熱器之間通過管路構成循環迴路，換熱器與供熱系統通過管路構成循環迴路。本實用新型採用金屬錫或汞作為蓄熱介質，蓄熱效率高，佔地空間小，有效地利用了能源，節能、節錢。
【專利說明】—種基於金屬錫或汞的儲熱裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種儲熱裝置，具體的說，是涉及一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置。
【背景技術】
[0002]能源緊張問題一直是一個國際化問題，解決能源問題思路主要在兩方面:其一、如何有效的開發或生產能源；其二、如何合理的有效的利用能源。
[0003]根據統計，現有的能源消耗，建築能源消耗佔總體能源的20%以上，是繼工業與交通之後的第三大能源消耗體系。而在所有的建築群體中，公共建築又是其中能耗大戶。目前我國有5億平方米的公共建築，其耗電量為7(T300Kwh/ m2 /天，是住宅的1(Γ20倍，是建築能耗的高密度領域，消耗民用建築總用電量的30%以上(摘自《上海市大型公共建築能耗統計分析》徐強莊智等著)。因此，如何讓有限的能源實現最大價值的體現就成為當務之急的首要問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於克服上述缺陷，提供一種結構簡單、成本低廉、實現方便，主要利用金屬錫(汞)作為儲熱介質的儲熱裝置。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型採用了技術方案如下:
[0006]一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，包括蓄熱櫃，設置在蓄熱櫃內的吸熱及放熱體，設置在蓄熱櫃內且通電後可對吸熱及放熱體進行加熱的加熱管，內置於蓄熱櫃內用於吸收吸熱及放熱體熱量的換熱盤管，與換熱盤管的連接的換熱器，以及與換熱器連接的供熱系統；換熱盤管與換熱器之間通過管路構成循環迴路，換熱器與供熱系統通過管路構成循環迴路。優選的，吸熱及放熱體由金屬錫、汞、硅藻土、高嶺土等材料製成。
[0007]具體的說，所述換熱器具有兩個進口和兩個出口，分別為導熱油進口、導熱油出口、進水口和出水口，換熱盤管的出口通過第一管道與導熱油進口連接，換熱盤管的進口通過第二管道與導熱油出口連接，供熱系統通過第三管道與進水口連接，通過第四管道與出水口連接。
[0008]進一步的，加熱管垂直安裝於蓄熱櫃內，所述加熱管包括不鏽鋼套管和內置於不鏽鋼套管內的的發熱電阻。
[0009]再進一步的，所述換熱盤管水平安裝於蓄熱櫃內並與加熱管間隔布置。
[0010]優選的，所述吸熱及放熱體的體積等於或小於蓄熱櫃容積的三分之二。
[0011]在一種實施方案中，在所述蓄熱柜上部還設置有與其內部連通的排氣管。
[0012]在一種實施方案中，在所述第一管道上還設置有注油孔。
[0013]在一種實施方案中，在所述第二管道上還設有排汙口。
[0014]本實用新型的設計原理:根據錫(汞)熔點低、易蓄熱、等值熱量蓄熱時所佔體積小等特點，結合峰谷平電價，以谷電價時期採用電力加熱蓄熱，在峰值用電時期，供熱系統用電儘量少用和不用，將所需熱量置換出來用於供暖，從而達到節能、節錢的目的。
[0015]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於:
[0016](I)本實用新型不僅結構簡單,成本低廉,而且實現方便,節能、節錢。
[0017](2)本實用新型採用金屬錫(汞)、硅藻土、高嶺土等材料作為蓄熱介質，熔點低、易蓄熱，相較水蓄熱而言，錫的比熱容是水的近27倍，佔地空間大大節約，降低了初始投入，同時，結合峰谷平電價，以谷電價時期採用電力加熱蓄熱，在峰值用電時期，供熱系統用電儘量少用和不用，將所需熱量置換出來用於供暖，從而達到節能、節錢的目的。
[0018](3)本實用新型與現有的水蓄熱相比，蓄熱效率高，佔地空間小，不僅具備新穎性和創造性，而且具備非常高的實用性，為其大範圍的推廣應用，奠定了堅實的基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0020]附圖中對應的附圖標記名稱如下:1-蓄熱櫃，2-加熱管，3-換熱盤管，4-排汙口，5-換熱器，6-供熱系統，7-第一管道，8-第二管道，9-第三管道，10-第四管道，11-排氣管，12-注油孔，13-檢修口。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。本實用新型的實施方式包括但不限於下列實施例。
實施例
[0022]如圖1所示，本實施例提供了一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其主要包括蓄熱櫃1、加熱管2、換熱盤管3、換熱器5和供熱系統6等部分，其中，加熱管和換熱盤管均設置在蓄熱櫃內，同時，在蓄熱櫃內內置金屬錫或汞，以金屬錫或汞為蓄熱介質，達到儲熱的目的，優選的，金屬錫或汞的體積等於或小於蓄熱櫃I容積的三分之二。其中，金屬錫的金屬性如下表所示:
[0023]
熔點丨熔化熱丨汽化熱丨熱導率丨比熱容丨密度一
231.9°C7.03kJ.mol~ 296.1kJ ? mol-1 66.8W.m-1.K-1 27.112J.mol^.K-17.365g.cm-3 灰錫 5.769g.cm-3
熔點時液體密度￥^■點電阻導電度■強度
6.99g.cm'3 2602°C13.2°C(0°C) 115ηΩ.ηι 15% IACS14MPA
楊氏模量Hll 體積模量M比■莫氏硬度度
50GPa18GPa ^ 58GPa0.361.5~0MPa
[0024]表一
[0025]由表I可知，金屬錫熔點低，比熱容接近水的27倍，與現有的水蓄熱相比，其等值蓄熱的佔地空間小。
[0026]為了使得本領域技術人員對本實用新型中的結構部件有更清晰了解和認識，下面對其進行詳細說明:
[0027]蓄熱櫃，為蓄熱介質的存儲裝置，蓄熱介質在其內蓄熱後，再通過管道將熱量輸送出去。蓄熱櫃的形狀可以是多樣的，如:正方體、長方體、圓柱體、圓錐體或不規則的立體形狀，附圖中的蓄熱櫃形狀不應當限制本實用新型的保護範圍。本實施例中，蓄熱櫃的櫃體採用304不鏽鋼氬弧焊連接，閉水試驗，探傷測試合格方可使用。為了便於檢修，蓄熱柜上部還開設有檢修口 13。
[0028]加熱管包括不鏽鋼套管和內置於不鏽鋼套管內的的發熱電阻。具體的說，加熱管採用304不鏽鋼套管，鋼套內置發熱電阻並以絕電材料密封。加熱管通過法蘭垂直安裝於蓄熱櫃內的上部，以便於檢修。加熱管上部1/3處不做加熱裝置，其餘為加熱部分。
[0029]換熱盤管採用316L不鏽鋼材質，與加熱管間隔布置，與櫃體連接採用法蘭連接，並水平安裝。換熱器為高效板式換熱器，優選的，採用316L不鏽鋼換熱器。供熱系統為現有技術，故在此不做贅述。
[0030]換熱盤管3與換熱器5之間通過管路構成循環迴路，換熱器5與供熱系統6通過管路構成循環迴路。三者具體的連接方式如下:
[0031]換熱器5具有兩個進口和兩個出口，分別為導熱油進口、導熱油出口、進水口和出水口，換熱盤管的出口通過第一管道7與導熱油進口連接，換熱盤管的進口通過第二管道8與導熱油出口連接，供熱系統6通過第三管道9與進水口連接，通過第四管道10與出水口連接。在各管道上，還可根據需要設置壓力表、截止閥溫度計等輔助設備。同時，在第一管道上還設置有注油孔12，在第二管道上還設有排汙口 4。
[0032]本實用新型的應該工程如下:在供暖期間，谷電段(一般23:00至次日7:00)發熱電阻通過電線與電源接通，開啟電加熱；通過加熱管加熱蓄熱櫃內的金屬錫(汞)，錫(汞)遇熱融化，溫度升至300°C時關閉電源；峰電時段(一般7:00至15:00和18:00至21:00)以高溫導熱油為介質通過蓄熱裝置內的換熱盤管將熱量輸送至換熱器(油水換熱器)，在換熱器的二次側連接供熱系統，為末端用戶提供熱源。通過上述，利用谷電價是峰電價的1/3，以1/3的能效成本獲取100%熱量。且相較水蓄熱而言，錫的比熱容是水的近27倍，佔地空間大大節約，降低了初始投入。
[0033]因金屬錫或汞經過反覆加熱融化後，會有一部分汽化，為了確保蓄熱櫃內的壓力始終保持在安全值以下，本實施例在蓄熱柜上部還設置有與其內部連通的排氣管11，通過排氣管排出蓄熱櫃內汽化的金屬錫或汞。
[0034]按照上述實施例，便可很好地實現本實用新型。值得說明的是，基於上述設計原理的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本實用新型所公開的結構基礎上做出的一些無實質性的改動或潤色，所採用的技術方案的實質仍然與本實用新型一樣，故其也應當在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，包括蓄熱櫃(1)，設置在蓄熱櫃(I)內的吸熱及放熱體，設置在蓄熱櫃(I)內且通電後可對吸熱及放熱體進行加熱的加熱管(2)，內置於蓄熱櫃(I)內用於吸收吸熱及放熱體熱量的換熱盤管(3)，與換熱盤管(3)的連接的換熱器(5)，以及與換熱器(5)連接的供熱系統(6);換熱盤管(3)與換熱器(5)之間通過管路構成循環迴路，換熱器(5)與供熱系統(6)通過管路構成循環迴路。
2.根據權利要求1所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，所述換熱器(5)具有兩個進口和兩個出口，分別為導熱油進口、導熱油出口、進水口和出水口，換熱盤管的出口通過第一管道(7)與導熱油進口連接，換熱盤管的進口通過第二管道(8)與導熱油出口連接，供熱系統(6)通過第三管道(9)與進水口連接，通過第四管道(10)與出水口連接。
3.根據權利要求2所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，加熱管垂直安裝於蓄熱櫃內，所述加熱管包括不鏽鋼套管和內置於不鏽鋼套管內的的發熱電阻。
4.根據權利要求3所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，所述換熱盤管水平安裝於蓄熱櫃內並與加熱管間隔布置。
5.根據權利要求1至4任一項所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，所述吸熱及放熱體的體積等於或小於蓄熱櫃(I)容積的三分之二。
6.根據權利要求5所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，在所述蓄熱櫃(I)上部還設置有與其內部連通的排氣管(11)。
7.根據權利要求2所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，在所述第一管道上還設置有注油孔(12)。
8.根據權利要求2所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，在所述第二管道上還設有排汙口(4)。
9.根據權利要求1所述的一種基於金屬錫或汞的儲熱裝置，其特徵在於，所述吸熱及放熱體由金屬錫、萊、娃藻土、高嶺土中任意一種或多種材料製成。
【文檔編號】F24D15/02GK203980429SQ201420443884
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】徐毅 申請人:四川康盛能源開發股份有限公司