一種儲能換熱裝置的製作方法

2023-05-16 06:44:01 1

本發明涉及熱量存儲技術領域，具體的說，涉及一種儲能換熱裝置。

背景技術：

電儲能技術是今後大力發展可再生能源、實現分布式發電和微電網安全穩定運行的關鍵技術設備，也是落實國家調整能源結構，節能減排和走可持續發展道路的重要的技術舉措。

電熱儲能技術或稱電能儲熱技術是儲能技術領域的一個重要分支，其基本原理是將電能轉換成熱能，並將能量以熱能形式存儲起來，需要時再將熱能釋放出來。目前主要以熱源的方式應用於供暖、少量應用與工業熱源等領域，是目前國家大力倡導的「電蓄熱」、 「風電清潔供暖」和電網「移峰填谷」等項目最重要的技術支撐。目前電熱儲能技術比較成熟，其產品已開始得到應用，並逐漸開始向大型化、智能化方向發展，與其他儲能方式相比，其單位體積儲能的體積密度高、單位能量（按每千瓦時折算）儲能成本低廉，存在的問題是只能以熱源的方式加以應用，因受應用方式的制約，導致其應用面和使用範圍較窄。

如果能將電熱儲能設備所存儲的熱能再轉化成電能加以應用，無疑會極大的擴展電熱儲能技術的應用範圍，為電儲能技術的應用提供了一種新的方法，也為實現電能的低成本存儲提供一條有效的途徑。對電網「移峰填谷」、加快分布式發電及微電網的建設和可再生能源的發展起到積極的促進作用。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種儲能換熱裝置，其目的是解決以往的電熱儲能裝置只能作為熱源提供熱能，因受應用方式的制約，導致其應用面和使用範圍較窄的問題，為電儲能技術的應用及低成本存儲電能提供了一種新的方法。

本發明解決技術問題採用如下技術方案：

一種儲能換熱裝置，包括罐體、位於罐體內的儲能介質、多個加熱器、多個套管換熱器、輸入總管和輸出總管；所述的多個加熱器豎直的均勻的放置於罐體內；每個所述的套管換熱器包括外管和內管；所述外管的底部設有封頭，所述外管與內管之間形成進水通道，所述內管內形成回水通道；所述進水通道的面積大於所述回水通道的面積，所述內管外壁上套設隔熱管，所述外管、內管和隔熱管同軸設置，所述隔熱管外壁上設有導流凸起，所述導流凸起環繞所述隔熱管螺旋延伸；所述多個套管換熱器的外管之間是相互並聯連通，分別連通於輸入總管；所述多個套管換熱器的內管之間是相互並聯連通，分別連通於輸出總管；所述多個加熱器與所述多個套管換熱器相互交錯放置；所述輸入總管的入口和輸出總管的出口分別設置在罐體上；所述儲能介質均勻分布於加熱器和套管換熱器周圍，這樣電能通過加熱器直接轉化為熱能傳給儲能介質，然後儲能介質儲存的熱能通過與套管換熱器內的換熱介質進行熱交換，經換熱介質將熱量輸送出去。

以上所述的多個加熱器為豎直棒狀，所有加熱器並聯之後與外部電路相連，加熱器上端設置在罐體頂部，加熱器下端延伸至罐體內的底部。

以上所述多個套管換熱器的上端設置在罐體頂部，下端延伸至罐體內的底部。

以上所述儲熱介質是傳熱性和穩定性較好的熔鹽，如硝酸鈉、硝酸鉀、亞硝酸鈉或者亞硝酸鉀。

以上所述儲熱介質是傳熱性和穩定性較好的固體儲熱物，如矽酸鹽、碳酸鹽、水泥塊或者磚塊。

以上所述儲熱介質是固體儲熱物和熔鹽的混合物，該混合物穩定性較好，不發生化學反應；固體儲熱物如花崗巖、顆粒沙石與熔鹽均勻混合。

本發明的導熱板的優點是：1. 本裝置的內部設有多個並聯的加熱管，所有加熱管均布的豎直放置在罐體內部，使儲熱介質更加均勻的受熱，換熱效率更高。 2 . 本裝置的內部設有多個並聯的換熱管，所有換熱管均布的豎直放置在罐體內部，能夠均勻的吸收儲熱介質的熱量，換熱效率更高。3 .本裝置採用熱性能優良的固體儲熱物與熔鹽的混合，降低儲熱介質成本，節約了能源。

附圖說明

圖1為本發明儲能換熱裝置結構圖。

圖2為本發明套管換熱器結構示意圖。

圖中：（1）罐體；（2）儲能介質；（3）加熱器；（4）套管換熱器；（51）套管換熱器的外管；（51）套管換熱器的內管；（6）隔熱管；（7）導流凸起；（8）套管換熱器的封頭。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對本發明進一步詳細說明。

如圖1和圖2所示的本發明儲能換熱裝置，包括罐體（1）、位於罐體內的儲能介質（2）、多個加熱器（3）、多個套管換熱器（4）、輸入總管和輸出總管；多個加熱器（3）為豎直棒狀，其均勻的放置於罐體內，所有加熱器並聯之後與外部電路相連，加熱器上端設置在罐體頂部，加熱器下端延伸至罐體內的底部；多個套管換熱器（4）的上端設置在罐體頂部，下端延伸至罐體內的底部；每個所述的套管換熱器（4）包括外管（51）和內管（52）；所述外管（51）的底部設有封頭（8），所述外管（51）與內管（52）之間形成進水通道，所述內管內形成回水通道；所述進水通道的面積大於所述回水通道的面積，所述內管（52）外壁上套設隔熱管（6），所述外管（51）、內管（52）和隔熱管（6）同軸設置，所述隔熱管（6）外壁上設有導流凸起（7），所述導流凸起（7）環繞所述隔熱管（6）螺旋延伸；所述多個套管換熱器的外管（51）之間是相互並聯連通，分別連通於輸入總管；所述多個套管換熱器的內管（52）之間是相互並聯連通，分別連通於輸出總管；所述多個加熱器（3）與所述多個套管換熱器（4）相互交錯放置；所述輸入總管的入口和輸出總管的出口分別設置在罐體上；所述儲能介質（2）均勻分布於加熱器（3）和套管換熱器（4）周圍，這樣電能通過加熱器直接轉化為熱能傳給儲能介質，然後儲能介質儲存的熱能通過與套管換熱器內的換熱介質進行熱交換，經換熱介質將熱量輸送出去。

本裝置的使用包括儲能階段與換熱階段，儲能階段，熱能由設置於罐體內部的加熱器傳遞至罐體中的儲能介質（固體儲熱物與熔鹽的混合物），由於加熱器是均勻分布於儲能介質中的，使儲能介質被加熱的更均勻；換熱階段低溫換熱介質通過換熱輸入總管進入罐體內的各個套管換熱器的外管，與儲能介質進行熱量交換，低溫換熱介質吸收熱量後由套管換熱器的內管排出，固體儲熱物與熔鹽的混合物的熱量被交換走，加熱器和套管換熱器在罐體內部的均勻交錯位置設置分布，有助於熱量在罐體內部的均勻分布。

使用時，將該裝置罐體通過位於四周的支架安裝於指定位置，通過罐體上方的加料輔助裝置將固體儲熱物與熔鹽的混合物放入罐體內，在電低谷時，將加熱器通電，對罐體內的儲能介質進行加熱，完成儲能的整個過程，在需要用電時，將套管換熱器內通入換熱介質， 如水，換熱介質吸收儲能介質的熱量並通過管道傳遞出去，完成儲能換熱的整個過程。整個裝置對外輸出時可同時提供的熱能和電能，也可以分別或分時段提供熱能和電能，應用靈活。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並 不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保 護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。