谷電加熱固體蓄熱換熱系統的製作方法

2023-06-09 19:25:46 1

本發明涉及蓄能換熱技術領域，具體地說是一種用於削峰平谷的谷電加熱固體蓄熱換熱系統。

背景技術：

用電存在高峰期和低谷期，電廠發電效率隨著負荷的升高而升高，我們都知道一般電是不能儲存的，這樣在用電較少的低谷時段就不得不進行調峰限電，致使電廠不能高效率的發電。為了高效的使峰谷用電平衡，國家提出了差異化的峰谷電價政策，鼓勵低谷用電。煤改電，削峰平谷清潔取暖是國家的新政。谷電加熱固體蓄熱供熱系統是經濟性較好的一種電蓄熱形式，目前谷電加熱固體蓄熱供熱系統是採用固體蓄熱磚蓄熱，通過谷電將穿插在蓄熱磚空洞中的電熱管把熱量傳給由蓄熱磚蓄熱。當需要熱量時，開啟循環風機，使空氣通過蓄熱磚貫穿的孔洞，將蓄熱磚所蓄熱量釋放使空氣溫度得到提高。與此同時熱空氣通過換熱裝置把熱量傳給換熱裝置中的循環水，供用熱對象使用。

傳統的固體蓄熱裝置主要存在以下缺點：

第一，蓄熱磚長期使用宜粉化變形，堵塞孔洞，降低空氣的流動性，甚至無法工作，影響設備安全及使用壽命。

第二，依靠空氣換熱熱損失大，換熱效果差。

第三，依靠空氣換熱，難以實現精確的溫度控制。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供了一種穀電加熱固體蓄熱換熱系統，該系統利用高效廉價的砂石作為蓄熱介質，通過電熱管直接加熱蓄熱介質，將電能轉換成熱能儲存起來，用熱時再通過取熱管直接提取所蓄熱量，不僅降低了成本，提高了換熱效率，降低了熱損失，而且不存在蓄熱介質粉化的問題，延長了使用壽命。

本發明解決其技術問題所採取的技術方案是：

谷電加熱固體蓄熱換熱系統，包括換熱模塊和蓄熱模塊，所述的蓄熱模塊包括保溫箱體、取熱管、電熱管、蓄熱介質，進水管和出水管；

所述的取熱管、電熱管和蓄熱介質均設置於所述的保溫箱體內，且所述的取熱管和電熱管被掩埋在所述蓄熱介質的內部；

所述取熱管的進口與所述的進水管相連，所述取熱管的出口與所述的出水管相連；

所述的進水管通過管路與所述換熱模塊的一次側進水管路相連，所述的出水管通過管路與所述換熱模塊的一次側出水管路相連，所述的一次側進水管路上設置有循環泵。

進一步地，所述的蓄熱介質採用砂石。

進一步地，所述的取熱管為若干根，且若干根所述的取熱管平行布置，所述的電熱管與所述的取熱管垂直布置。

進一步地，所述的取熱管為若干根，且若干根所述的取熱管平行布置，所述的電熱管與所述的取熱管平行且間隔布置。

進一步地，所述的取熱管呈u型，且所述的電熱管設置於所述取熱管的u型開口的內部。

進一步地，所述的取熱管包括取熱內管和取熱套管，所述取熱套管的上端與所述的取熱內管密封連接，所述取熱套管的下端封閉，所述取熱內管的上端與所述的進水管相連，所述取熱內管的下端與所述取熱套管的內部空間相連通，所述取熱套管通過子出水管與所述的出水管相連。

進一步地，所述蓄熱模塊的數量為多個，且每個所述蓄熱模塊的進水管均通過管路與所述換熱模塊的一次側進水管路相連，每個所述蓄熱模塊的出水管均通過管路與所述換熱模塊的一次側出水管路相連，每個所述蓄熱模塊的進水管與所述的一次側進水管路之間的管路上均設置有電動閥。

本發明的有益效果是：

1、採用廉價的原始砂石作為蓄熱介質，不僅大大的降低了蓄熱模塊的成本，而且由於砂石本身就呈粉末狀或是顆粒狀，不存在粉化的問題，使用壽命長。

2、在蓄熱模塊內蓄熱介質與電熱管和取熱管直接接觸，減少了空氣熱阻，降低了熱損失，提高了換熱效率和換熱效果。

3、由空氣取熱變為水取熱，一方面提高換熱效果，另一方面相對於空氣換熱而言，由於水的流量控制和溫度控制更加方便，因此更容易控制換熱模塊中二次側(即用戶側)的溫度，溫度控制更加精確。

4、通過設置多組蓄熱模塊，且各組虛熱模塊之間的電熱管和取熱管均是並聯關係，因此在實際使用中可以根據需要分段取熱，這樣再進行蓄熱時便可以只對已經去熱的蓄熱模塊進行蓄熱，一方面實現了蓄熱體熱量的高效利用，另一方面有利於對換熱模塊二次側的精確控溫。

5、由於採用多組蓄熱模塊共同組成蓄熱體，因此可以根據安裝空間和供熱量的大小，進行靈活的變換，適應性強。

附圖說明

圖1為本系統的結構示意圖；

圖2為蓄熱模塊的內部結構示意圖；

圖3為圖2的右視圖；

圖4為實施例二的結構示意圖。

圖中：1-蓄熱模塊，11-保溫箱體，12-取熱管，121-取熱內管，122-取熱套管，123-子出水管，13-電熱管，14-蓄熱介質，15-進水管，16-出水管，2-換熱模塊，21-一次側進水管路，22-一次側出水管路，23-二次側進水管路，24-二次側出水管路，3-循環泵，4-電動閥。

具體實施方式

為了能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，並結合其附圖，對本發明進行詳細闡述。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。應當注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪製。本發明省略了對公知組件和處理技術及工藝的描述以避免不必要地限制本發明。

實施例一

如圖1所示，谷電加熱固體蓄熱換熱系統包括換熱模塊2、若干個蓄熱模塊1和循環泵3。

如圖2所示，所述的蓄熱模塊1包括保溫箱體11、若干根取熱管12、若干根電熱管13、蓄熱介質14，進水管15和出水管16。所述的取熱管12、電熱管13和蓄熱介質14均設置於所述的保溫箱體11內，且所述的取熱管12和電熱管13被掩埋在所述蓄熱介質14的內部。所述取熱管12的進、出口均位於所述保溫箱體11的外側，且若干根所述取熱管12的進口均與所述的進水管15相連，若干根所述取熱管12的出口均與所述的出水管16相連。所述的進水管15通過管路與所述換熱模塊2的一次側進水管路21相連，所述的出水管16通過管路與所述換熱模塊2的一次側出水管路22相連，所述的循環泵3設置於所述換熱模塊2的一次側進水管路21上。

當所述的換熱模塊2用供暖時，所述換熱模塊2的二次側進水管路23接採暖回水，所述換熱模塊2的二次側出水管路24接採暖供水。

在這裡所述的換熱模塊2採用現有技術中的換熱器即可，在此不再贅述。

作為一種具體實施方式，本實施例中所述的蓄熱介質14採用砂石。採用砂石的原因有兩個，第一砂石原料易得，成本低；第二砂石本身就呈粉末狀或是顆粒狀，不存在粉化的問題，使用壽命長。

作為一種具體實施方式，本實施例中所述取熱管12的數量為四根，且四根所述的取熱管12平行布置；所述電熱管13的數量為三根，且所述的電熱管13與所述的取熱管12垂直布置。

進一步地，為了提高蓄熱模塊1內的換熱效果，如圖2和圖3所示，所述的取熱管12呈u型，且所述的電熱管13設置於所述取熱管12的u型開口的內部。

進一步地，為了實現分段取熱，如圖1所示，每個所述蓄熱模塊1的進水管15與所述的一次側進水管路21之間的管路上均設置有電動閥4。

這樣設計的主要目的有兩個，第一提高熱量的利用率，第二提高溫控的精確度。

下面就如何提高溫控精度做進一步解釋。當換熱模塊2二次側的溫度降低時，說明該蓄熱模塊1內的熱量已經降低到下限值，可以通過電動閥4控制切換到另一個或幾個熱量充足的蓄熱模塊1，從而保證進入到換熱模塊2內的一次側的溫度，進而提高換熱模塊2二次側的溫度，實現對溫度的控制。與此同時，電熱管13對熱量降低到下限值的蓄熱模塊1進行蓄熱，以備下一循環。可以試想，若至採用一個較大的蓄熱模塊1，當換熱模塊2二次側的溫度降低時，只能通過電熱管13蓄熱的方式進行調節，而這種調節方式無疑不夠靈敏，控溫不夠精準。

實施例二

如圖4所示，所述的取熱管12包括取熱內管121，所述取熱內管121的外部套設有取熱套管122。所述取熱套管122的上端與所述的取熱內管121密封連接，所述取熱套管122的下端封閉，所述取熱內管121的上端與所述的進水管15相連，所述取熱內管121的下端開口，並與所述取熱套管122的內部空間相連通。所述取熱套管122位於所述保溫箱體11外部的部分上設置有與所述取熱套管122的內部空間相連通的子出水管123，所述的子出水管123與所述的出水管16相連。所述的電熱管13設置於所述取熱套管122的一側，並與所述的取熱套管122垂直布置。

其餘結構同實施例一。

實施例三

所述的電熱管13與所述的取熱管12平行布置，且所述的電熱管13與所述的取熱管12間隔布置，其餘結構同實施例一。

以上所述只是本發明的優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被視為本發明的保護範圍。