一種固體蓄熱變流儲能裝置的製作方法

2023-05-16 21:37:31 1

本實用新型涉及一種固體蓄熱變流儲能裝置，屬於電力儲能技術領域。

背景技術：

電力儲能技術目前是一個世界性的難題。電力儲能技術按照儲存介質進行分類，可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學類儲能、化學類儲能以及熱儲能。其中熱儲能技術是最具經濟性、大面積推廣性的電力儲能技術之一。

熱儲能技術指的是在一個熱儲能系統中，熱能被儲存在隔熱容器的一種媒質中，等到需要時可以被轉化回電能，也可直接利用儲存的熱能。

目前市場上熱儲能裝置以固體蓄熱為主。然而現有固體蓄熱裝置存在一定問題，由於風道設計不夠合理，儲存的熱量不能充分帶出，有大量的熱能無法被利用，不能滿足中高溫生產需求。

技術實現要素：

本實用新型通過雙向變流，按一定頻率改變風道流向，充分帶出蓄熱體所含有的熱量，以解決上述背景技術中存在的熱能利用不充分的問題，滿足生產需求。

本實用新型為儲能設備，利用谷電加熱蓄熱固體儲存大量熱量。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型提供了一種固體蓄熱變流儲能裝置，包括儲熱單元，控制單元和熱交換單元，其中儲熱單元包括儲熱室，儲熱室中設置儲熱體，儲熱體內設置電熱元件；控制單元包括氣流發生裝置與控制閥；熱交換單元包括熱交換腔，熱交換腔內設置熱交換器；氣流發生裝置、儲熱體和熱交換器依次通過管路連接並形成循環迴路，控制閥設置於氣流發生裝置與儲熱體之間的管路上。

進一步地，所述的固體蓄熱變流儲能裝置，儲熱體上與管路連接的部位設置有導風罩。

本實用新型進一步提供了一種固體蓄熱變流儲能裝置，包括儲熱單元，控制單元和熱交換單元，其中儲熱單元包括第一儲熱室和第二儲熱室，第一儲熱室內設置有第一儲熱體，第一儲熱體內設置第一電熱元件，第二儲熱室內設置有第二儲熱體，第二儲熱體內設置第二電熱元件；控制單元包括氣流發生裝置、第一控制閥與第二控制閥；熱交換單元包括熱交換腔，熱交換腔內設置熱交換器；所述氣流發生裝置、第一儲熱體和熱交換器依次通過第一管路連接並形成循環迴路，所述第一控制閥設置於氣流發生裝置與第一儲熱體之間的第一管路上；所述氣流發生裝置、第二儲熱體和熱交換器依次通過第二管路連接並形成循環迴路，所述第二控制閥設置於氣流發生裝置與第二儲熱體之間的第二管路上。

進一步地，以上所述的固體蓄熱變流儲能裝置，儲熱體為耐高溫高壓壓制的合金磚。

進一步地，以上所述的固體蓄熱變流儲能裝置，電熱元件為雙頭出線的耐高溫電加熱管。

進一步地，以上所述的固體蓄熱變流儲能裝置，氣流發生裝置為風機。

進一步地，以上所述的固體蓄熱變流儲能裝置，第一儲熱體與第二儲熱體上均設置有導風罩。

進一步地，所述的固體蓄熱變流儲能裝置，氣流發生裝置、第一儲熱體、熱交換器和第二儲熱體依次通過第一管路連接並形成循環迴路；氣流發生裝置、第二儲熱體、熱交換器和第一儲熱體依次通過第二管路連接並形成循環迴路。

更進一步地，以上所述的固體蓄熱變流儲能裝置，在氣流發生裝置出口處設置有三通閥，三通閥的三個通道分別連接氣流發生裝置出口、第一控制閥和第二控制閥。

更進一步地，以上所述的固體蓄熱變流儲能裝置，第一控制閥和第二控制閥均為梭閥，對應為第一梭閥和第二梭閥；在氣流發生裝置的出口處設置有四通閥，四通閥的第一通道連接氣流發生裝置出口，第二通道通過第一管路依次連接第一梭閥、第一儲熱體、熱交換器、第二儲熱體和四通閥的第三通道；四通閥的第四通道通過第二管路依次連接第二梭閥、第二儲熱體、熱交換器、第一儲熱體和四通閥的第三通道；其中與四通閥的第三通道相連接的第二管路上還設置有第三梭閥；第一梭閥和第二梭閥分別再與氣流發生裝置的入口連接進而形成可通過控制四通閥、第一梭閥、第二梭閥和第三梭閥實現的氣流發生裝置出口、第一梭閥、第一儲熱體、熱交換器、第二儲熱體、四通閥、第二梭閥、氣流發生裝置的入口，以及氣流發生裝置出口、第二梭閥、第二儲熱體、熱交換器、第一儲熱體、第三梭閥、四通閥、第一梭閥和氣流發生裝置的入口的兩個循環迴路。

本實用新型提供的固體蓄熱變流儲能裝置能夠很好地利用谷電替代白天的峰電平電，節約成本，緩解供電壓力；同時通過換熱方式的設定能夠更大程度的利用儲存的熱能，減少了熱能損失，提高了利用率。

本實用新型提供的固體蓄熱變流儲能裝置儲熱溫度高，儲熱量大，並設有雙向通道，通過一個四通閥和3個梭閥來改變風道流向，利用夜間廉價的谷電，通過電加熱發熱管加熱裝置內部的蓄熱材料從而達到存儲目的。在需要熱源的時候，打開風機，通過裝置內置的換熱器循環加熱流體介質（空氣、水、導熱油等），將熱量輸送到熱需求的末端。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1所述的固體蓄熱變流儲能裝置示意圖；

圖2為本實用新型實施例2所述的固體蓄熱變流儲能裝置示意圖；

圖3為本實用新型實施例3所述的固體蓄熱變流儲能裝置示意圖；

圖4為本實用新型實施例4所述的固體蓄熱變流儲能裝置示意圖；

圖5為本實用新型實施例5所述的固體蓄熱變流儲能裝置示意圖；

以上圖1-圖5中，11為儲熱室，12為儲熱體，電熱元件13，14為第一導風罩，21為氣流發生裝置，22為控制閥，23為第一控制閥，24為第二控制閥，31為熱交換腔，32為熱交換器32，4為管路，51為第二儲熱室，52為第二儲熱體，53為第二電熱元件，54為第二導風罩，6為第一管路，7為第二管路，8為三通閥，9為四通閥，10為第三梭閥。

具體實施方式：

以下結合附圖對本實用新型提供的固體蓄熱變流儲能裝置進行進一步說明。

實施例1

如圖1所示，為本實施例提供的固體蓄熱變流儲能裝置，其包括儲熱單元，控制單元和熱交換單元，其中儲熱單元包括儲熱室11，儲熱室11中設置儲熱體12，儲熱體12內設置電熱元件13；控制單元包括氣流發生裝置21與控制閥22；熱交換單元包括熱交換腔31，熱交換腔31內設置熱交換器32；氣流發生裝置21、儲熱體12和熱交換器32依次通過管路4連接並形成循環迴路，控制閥22設置於氣流發生裝置21與儲熱體12之間的管路上。本實施例提供的固體蓄熱變流儲能裝置能夠通過電熱元件13將電能轉化為熱能，儲存在儲熱體12中，當需要利用儲存的熱能時，使用氣流發生裝置21進行裝置內的氣流循環，使得儲熱體12中儲存的熱能被帶出並在熱交換腔31中通過熱交換器32進行熱交換輸出。本實施例中可以在儲熱體12上與管路4連接的部位設置導風罩，進一步提高氣流攜帶熱能的利用率。

本實用新型提供的固體蓄熱變流儲能裝置在夜間廉價谷電的時間段內可以將電能轉化成熱能儲存起來，在使用時通過控制氣流發生裝置使得熱能在熱交換腔內被交換輸出。其有效替代了現有的儲能裝置白天用電儲能的不足，可有效緩解用電壓力，減少儲能成本。

實施例2

本實施例為在實施例1基礎上的一種改進，如圖2所示，包括儲熱單元，控制單元和熱交換單元，其中儲熱單元包括第一儲熱室11和第二儲熱室51，第一儲熱室11內設置有第一儲熱體12，第一儲熱體12內設置第一電熱元件13，第二儲熱室51內設置有第二儲熱體52，第二儲熱體52內設置第二電熱元件53；控制單元包括氣流發生裝置21、第一控制閥23與第二控制閥24；熱交換單元包括熱交換腔31，熱交換腔31內設置熱交換器32；所述氣流發生裝置21、第一儲熱體12和熱交換器32依次通過第一管路6連接並形成循環迴路，所述第一控制閥23設置於氣流發生裝置21與第一儲熱體12之間的第一管路上；所述氣流發生裝置21、第二儲熱體52和熱交換器32依次通過第二管路7連接並形成循環迴路，所述第二控制閥24設置於氣流發生裝置21與第二儲熱體52之間的第二管路上。本實施例中在第一儲熱體12上與第一管路6連接的部位設置有第一導風罩14；第二儲熱體52上與第二管路7連接的部位設置有第二導風罩54，能夠更有利於氣流的傳播，提高了熱能轉化效率。

本實施例中提供的固體蓄熱變流儲能裝置同時具有兩個儲熱室，能夠更加有大容量的進行儲能，同時在儲能後利用過程中，通過氣流發生裝置21發出的氣流可以同時進行兩個儲熱室熱能的循環，提高了熱能的利用效率。

實施例3

本實施例為在實施例2基礎上的進一步改進，如圖3所示，其中氣流發生裝置21、第一儲熱體12、熱交換器32和第二儲熱體52依次通過第一管路6連接並形成循環迴路；氣流發生裝置21、第二儲熱體52、熱交換器32和第一儲熱體12依次通過第二管路7連接並形成循環迴路。這樣設置可以實現雙向調節的儲能放能目的，在使用過程中，第一管路6和第二管路7形成的兩個迴路都能夠分別將第一儲熱體12與第二儲熱體52中的熱能同時交換出來並帶入熱交換腔31中，這樣極大程度提高了熱能轉換效率，減少了熱能損失，提高了利用率。

實施例4

本實施例為在實施例2基礎上的又一種改進，如圖4所示，其中在氣流發生裝置21出口處設置有三通閥8，三通閥8的三個通道分別連接氣流發生裝置21出口、第一控制閥23和第二控制閥24。這樣在實際使用過程中能夠根據需要很方便的通過控制三通閥8與第一控制閥23和第二控制閥24實現熱能的意向交換，如只使用其中某一個儲熱體的熱量，實現了靈活運用。

實施例5

本實施例為在實施例2基礎上的再一次改進，如圖5所示，第一控制閥23和第二控制閥24均為梭閥，對應為第一梭閥和第二梭閥；在氣流發生裝置21的出口處設置有四通閥9，四通閥9的第一通道連接氣流發生裝置21出口，第二通道通過第一管路6依次連接第一梭閥、第一儲熱體12、熱交換器32、第二儲熱體52和四通閥9的第三通道；四通閥9的第四通道通過第二管路7依次連接第二梭閥、第二儲熱體52、熱交換器32、第一儲熱體12和四通閥9的第三通道；其中與四通閥的第三通道相連接的第二管路上還設置有第三梭閥10；第一梭閥和第二梭閥分別再與氣流發生裝置21的入口連接進而形成可通過控制四通閥9、第一梭閥、第二梭閥和第三梭閥10實現的氣流發生裝置21出口、第一梭閥、第一儲熱體12、熱交換器32、第二儲熱體52、四通閥9、第二梭閥、氣流發生裝置21的入口，以及氣流發生裝置21出口、第二梭閥、第二儲熱體52、熱交換器32、第一儲熱體12、第三梭閥10、四通閥9、第一梭閥和氣流發生裝置21的入口的兩個循環迴路。

本實施例中通過梭閥與四通閥的控制實現了裝置儲能放能的高效控制，能夠更大程度的提高熱能利用率，減少熱能損耗，實現了工業化的精確控制。通過第三梭閥的設置防止了流體的串流現象，很好的實現控制。

以上實施例中的儲熱體可以選擇 耐高溫高壓壓制的合金磚，如氧化鎂磚、氧化鐵磚等，電熱元件可以選擇雙頭出線的耐高溫電加熱管，其能夠很好地配合達到儲熱效果。