一種蓄能式供熱系統的製作方法
2023-05-14 05:15:11
一種蓄能式供熱系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種蓄能式供熱系統，其使用谷電加熱裝置，包括加熱裝置，其還包括一蓄能裝置和換熱介質貯槽，利用谷電加熱時間的能源為加熱源，對蓄能裝置中的蓄能物質熔鹽進行加熱，熔鹽吸熱後為蓄能源，利用蓄能源為供熱、供暖及加熱溫泉的熱源，而當蓄能源亦不足時，則利用谷電加熱時間對蓄能物質進行供熱，這樣就形成谷電儲能或者是蓄能源之間，構成的一交互式自適應自平衡調整的供熱方法及系統，使太陽能和谷電能源得到綜合的利用，提高了其利用的效率，結構簡單。
【專利說明】一種蓄能式供熱系統
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型涉及一種蓄能式供熱裝置，特別是一種利用谷電儲能為熱源的一種蓄能式供熱系統。
[0003]【背景技術】:
[0004]太陽能作為最清潔能源，越來越受到廣泛的應用。隨著石油資源能源的不斷減少，如何對太陽能進行綜合利用，是擺在各國政府上的一個重要課題。由於太陽能具有一定的時間性和不可控性，因此，如何將太陽能轉化成熱量，進行供暖、供熱等，人們付出了不斷的努力，其技術方案各不相同，如何能提聞其綜合利用的效率等等，以解決對太陽能轉換效率低的狀況，進一步的提高對太陽能的綜合利用。
[0005]利用太陽能或谷電儲能作為熱源進行供熱，供暖及加熱溫泉水等，能有效提高對太陽能和谷電的綜合利用率。按照目前的溫泉國標，地表自然流出的水，超過25°C就能稱為溫泉，而事實上30°C以下的水很難滿足顧客的需要。出水溫度在40°C以下的溫泉，都需要人工加熱。目前能達到天然出水溫度40°C以上的不足20%，加上溫泉水輸送過程中的溫度也會損失，所以很多溫泉必須採取二次加熱的方式。現在比較常見的是用『熱交換器』的辦法保溫加溫，就是用大管子裡的水給小管子裡的溫泉水進行熱交換來加溫保溫，也就是用鍋爐或電能給大管子中的水加熱。
[0006]另一方面，城市供熱、供暖也都要通過鍋爐加熱來提供熱源，熱資源的浪費很大。利用純電能作為能源進行供熱、供暖時，用普通的電能，對於供熱企業來說其用電成本太高，而如何提高電能的綜合利用效率，同時又降低了供熱企業的生產成本。利用谷電作為供熱企業的能源是較好的選擇，即是說在深夜隨著用電能量的減少，電能由於不使用而被浪費，因此，如何利用好谷電對供熱企業來說可以大幅降低生產成本，提高谷電的用電效率，節約資源。
[0007]由於太陽能具有發熱的時效性，即在白天天氣晴好，陽光充分時，太陽能較大且充足，但由於不能儲存，因此造成利用的不足。而在晚上或者是陰天時則沒有太陽能，或者太陽能不足。因此，如何充分的利用太陽能，人們想出很多方法，如利用熔鹽可以對太陽能進行儲能。中國專利申請號為2008103055797《利用溶鹽的太陽能儲熱方法》，其採用製作期望值尺寸的儲熱容器並利用熔鹽作為蓄熱體儲存熱能在容器內，在正常日照條件下，將太陽能與熔鹽接觸，使熔鹽溶解從而吸收太陽能，這時是一個吸熱過程，而在沒有太陽能時，熔鹽即放熱。對所需物料進行加熱。但是，在太陽能嚴重不足時，其不足以維持裝置的運轉，且其傳熱效率低，傳熱面小，能源利用率低。
[0008]實用新型內容:
[0009]本實用新型提供一種蓄能式供熱系統，其使用谷電加熱裝置，利用谷電加熱時間的能源為加熱源，對蓄能裝置中的蓄能物質熔鹽進行加熱，熔鹽吸熱後為蓄能源，利用蓄能源為供熱、供暖及加熱溫泉的熱源，而當蓄能源亦不足時，則利用谷電加熱時間對蓄能物質進行供熱，這樣就形成谷電儲能或者是蓄能源之間，構成的一交互式自適應自平衡調整的供熱方法及系統，使太陽能和谷電能源得到綜合的利用，提高了其利用的效率，結構簡單。
[0010]本實用新型一種蓄能式供熱系統，包括加熱裝置，其還包括一蓄能裝置和換熱介質貯槽，所述蓄能裝置包括分別設於相應的蓄能罐內的蓄能物質和熱交換器，相應的所述換熱介質貯槽連接於所述加熱裝置和蓄能裝置的所述熱交換器的相應的輸入和輸出端，所述加熱裝置的輸出端與蓄能裝置的相應的熱交換器的輸入端相連接，所述蓄能裝置、亦或蓄能裝置和相應的加熱裝置還分別連接於相應的供熱對象。
[0011]本實用新型所述的蓄能式供熱系統，其所述蓄能裝置包括有兩熱交換器，對應於兩熱交換器設有相應的兩換熱介質貯槽，其中一換熱介質貯槽連接於相應的加熱裝置與相應一所述熱交換器之間，另一換熱介質貯槽連接於另一所述熱交換器與相應的供熱對象之間。
[0012]本實用新型所述的蓄能式供熱系統，所述蓄能裝置設有一個熱交換器，換熱介質貯槽的輸出端通過相應的加熱裝置或旁路介質管道連接於該熱交換器的輸入端，所述熱交換器的輸出端分別連接於換熱介質貯槽和供熱對象的輸入端，所述熱交換器的輸入端還連接於供熱對象的輸入端，供熱對象的輸出端並聯接於熱介質貯槽的輸入端上。
[0013]本實用新型所述加熱裝置包括谷電加熱器，所述谷電加熱器連接於一蓄能裝置。
[0014]本實用新型所述的蓄能式供熱系統，其在換熱介質貯槽和所述相應的加熱裝置之間設有智能控制器。
[0015]本實用新型所述由換熱介質貯槽的換熱介質通過相應的加熱裝置為蓄能裝置內蓄能物質加熱蓄能。
[0016]本實用新型是使用谷電加熱器利用谷電加熱時間所產生的谷電儲能對換熱介質進行加熱，並以加熱後的換熱介質作為供熱源，對位於儲能裝置中的蓄能物質熔鹽輸送能量，然後對供熱對象進行供熱，形成以谷電儲能或者是熔鹽能量之間，構成的一交互式自適應自平衡調整的供熱方法。本發明所述供熱對象包括換熱裝置，所述換熱裝置為油水換熱器。
[0017]本實用新型所述所述的加熱裝置還可以是將太陽能加熱器和谷電加熱器同時並聯連接於換熱介質貯槽與儲能器之間的介質管道上。
[0018]本實用新型所述利用蓄能式供熱系統，其所述所述換熱介質為液體換熱介質，所述液體換熱介質為導熱油或者叫導熱油，當換熱介質通過太陽能加熱裝置和或者是谷電加熱裝置加熱後，作為加熱源，通過蓄能裝置中熱交換器，對蓄能罐體內的蓄能物質熔鹽混合物進行加熱，熔鹽吸收以導熱油帶來的能量後，以熱能量的形式蓄存起來。而換熱介質經放熱後回流至換熱介質貯槽中。當太陽熱能和/或谷電儲能不供熱時，蓄能物質熔鹽則將其所吸收的儲存能量釋放出來，同樣通過熱交換器進行換熱，這時的熔鹽則變為一個放熱過程。在熔鹽放熱時，則又對導熱油進行加熱，然後對供熱對象換熱裝置油水換熱器供熱，由加熱後的換熱介質即導熱油作為供熱源對水進行加熱，這樣就實現了對系統的供熱，供暖，及加熱溫泉水等。
[0019]本實用新型所述充分利用谷電和太陽能的能源特點對其進行相互補充、綜合利用，在日照時，自動控制閥11控制由太陽能加熱器I以太陽能對換熱介質加熱，由蓄能裝置內的蓄能物質熔鹽吸收儲存該換熱介質的熱能、並根據需要為供熱對象供熱；當夜晚或光照不足時，自動控制閥11啟動谷電加熱器利用谷電時間的電能對換熱介質加熱，同樣的由蓄能裝置內的蓄能物質熔鹽混合物吸收儲存該谷電加熱的換熱介質的熱能、並根據需要為供熱對象供熱。由於熔鹽混合物具有較強的蓄能功能；因此，本發明的供熱系統可對太陽能、谷電儲能、熔鹽蓄存的熱能實施擇一、互補、任意組合式自平衡調整控制供熱，使太陽能，谷電儲能得到充分利用。
[0020]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0021]圖1，為本實用新型所述實施例1的裝置結構示意圖；圖2，為本實用新型所述實施例3的裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施實施方式對本實用新型所述作進一步詳細說明。
[0023]本實用新型所述通過太陽能加熱器I和/或谷電加熱器等加熱裝置，利用太陽能加熱器在日照充足的情況下吸收太陽能的熱能量和/或利用谷電加熱器在谷電加熱時間的電能，對相應的換熱介質進行加熱，以加熱後的換熱介質(導熱油)經蓄能裝置的相應一熱交換器對相應的蓄能物質熔鹽4進行加熱，由熔鹽吸收儲存換熱介質的熱量進行蓄能，再將熔鹽積蓄儲存的熱能通過蓄能裝置的相應另一熱交換器輸出提供給供熱對象。其蓄能裝置的蓄能介質熔鹽先吸收相應的高溫，相對於熔鹽的實時溫度，換熱介質(導熱油)的熱能進行蓄能，再提供給供熱對象。
[0024]在利用蓄能裝置的蓄能介質熔鹽供熱過程中，當熔鹽的溫度較低不足以為供熱對象供熱時，通過相應的智能控制器切換至由相應的加熱裝置太陽能加熱器I和/或谷電加熱器通過高溫換熱介質為熔鹽補充能量，此時，熔鹽為吸熱蓄能；當熔鹽高達一定的溫度時，智能控制系統切換控制為由蓄能裝置蓄能介質熔鹽為供熱對象供熱，此時，熔鹽為釋能放熱。進而，由蓄能裝置利用其蓄能介質熔鹽通過相應的兩熱交換器的吸熱和放熱作用，將太陽能和/或谷電的具有一定的時效性、斷續間歇和脈動的非穩定性的能量轉化變換成為互補、連續、均衡和穩定的能源為供熱對象供熱。進而，通過智能控制器對太陽能(加熱器)和/或谷電(加熱器)與蓄能介質(裝置)進行擇一、組合和/或交互式運行切換控制，以形成一互補式自適應平衡調整控制的供熱系統。其換熱介質可以為導熱油等液體換熱介質、或者為鹽水溶液等液體溶液換熱介質。
[0025]實施例1
[0026]如圖1所示為本實用新型所述一實施方式的結構示意圖，本實用新型所述所述供熱系統，其所述蓄能裝置包括有兩熱交換器對應於兩熱交換器設有相應的兩換熱介質貯槽，其中一換熱介質貯槽的輸出端通過相應的加熱裝置連接於蓄能裝置的其中一熱交換器的輸入端，該一熱交換器的輸出端連接於該一換熱介質忙槽的輸入端；其另一換熱介質忙槽的輸出端連接於蓄能裝置的其中另一熱交換器的輸入端，該另一熱交換器的輸出端連接於供熱對象輸入端，另一換熱介質貯槽的輸入端連接於供熱對象的相應輸出埠。
[0027]本實施例具體為設有兩換熱介質貯槽201、202，設於蓄能罐3內的熔鹽4、及其設於蓄能罐體3內的熔鹽4內的相應的兩熱交換器13、13a，對應於兩熱交換器13、13a設有相應的兩換熱介質貯槽201、202，其中一換熱介質貯槽201的輸出端分別通過介質管道701及其相應的自動控制閥11連接於太陽能加熱器I和谷電加熱器12的輸入端，其太陽能加熱器I和谷電加熱器12的輸出端通過相應一油加壓泵801連接於蓄能罐3的該一熱交換器13的輸入端。
[0028]另一換熱介質貯槽202的輸出端連接於蓄能罐3的另一熱交換器13a的輸入端，該另一熱交換器13a的輸出端分別通過相應的控制閥904連接於供熱對象的換熱裝置的輸入端；該換熱介質貯槽202的輸入端連接於供熱對象的換熱裝置的相應輸出端；本實施例的供熱對象的換熱裝置包括相互並聯的三個油水換熱器601、602、603。
[0029]由換熱介質貯槽201、太陽能加熱器I和/或谷電加熱器12與蓄能罐3的一熱交換器13構成本實施例的供熱系統的蓄能裝置的蓄能介質熔鹽的吸熱蓄能迴路，由換熱介質貯槽202、供熱對象的換熱裝置與蓄能罐3的另一熱交換器13a構成本實施例的供熱系統的蓄能裝置蓄能介質熔鹽的放熱釋能迴路。
[0030]自動控制閥11分別電連接於系統的智能控制器，由智能控制器控制自動控制閥11和太陽能加熱器I和谷電加熱器12的運行狀態，根據需要進行自動控制。當太陽能加熱器I不工作時，智能控制器控制谷電加熱器12並通過相應的自動控制閥11自動切換至對介質管道701內的導熱油10進行加熱，利用谷電時間的電能對導熱油10進行加熱。由蓄能罐3內的熔鹽對高溫導熱油10的熱能進行吸收儲存。而如果不需要使用太陽能加熱器I和谷電加熱器12時，通過智能控制器使系統自動切換至利用蓄能罐3中的熔鹽4的蓄能對導熱油10加熱，進而為供熱對象油水換熱器601、602、603供熱，對水或地下礦泉水進行加熱，實現供熱、供暖和溫泉供水。
[0031]本實施例的蓄能罐體上設有相應的夾套501，夾套501設有輔助加熱裝置，根據需要可以通過夾套501和相應的輔助加熱裝置獨立對熔鹽進行加熱、亦或與太陽能加熱器I和/或谷電加熱器12共同對熔鹽進行加熱，實施對供熱對象的供熱。
[0032]在換熱介質貯槽201、202和熱能蓄能罐3上，分別設有放空用的控制閥901、902、903，在位於太陽能加熱器I與蓄能罐3之間的介質管道701上設有油加壓泵801，用於對流經介質管道701的導熱油10加壓。蓄能物質熔鹽4通常是由硝酸鉀和亞硝酸鈉或硝酸鉀、亞硝酸鈉和硝酸鈉混合組成；發明的本實施例的熔鹽4由下述質量比組分硝酸鉀50-60%和亞硝酸鈉40— 50%或硝酸鉀50-60%、亞硝酸鈉35-40%和硝酸鈉5-10%混合組成。
[0033]其工作過程與原理是:用換熱介質貯槽201中的導熱油10，經介質管道701流入到太陽能加熱器I和/或者谷電加熱器12中，由太陽能和/或電網谷時電能對該導熱油10進行加熱，加熱後的高溫導熱油10在油加壓泵801的作用下再經介質管道701送到蓄能罐3的其中一熱交換器13中，由蓄能罐體3內的蓄能物質熔鹽4對高溫導熱油熱能進行吸收蓄能。
[0034]蓄能裝置內的蓄能物質熔鹽4積蓄儲存的能量根據需要由蓄能罐3的另一熱交換器13a通過相應的旁路介質管道702經導熱油10傳遞給對供熱對象油水換熱器601、602、603，進而為用戶提生活用熱水、溫泉浴、供暖等。這樣即便太陽能和谷電加熱器不工作或出現陽光不足、或供電問題時，蓄能裝置還可以利用其蓄能物質的儲能為供熱對象提供正常供熱。
[0035]其谷電加熱器和太陽能加熱器的運行狀態可根據需要由智能控制器控制相互並聯或擇一運行；並由智能控制器通過自動控制閥對相應的導熱油作相應的配合控制。同時，還可以利用自動控制閥控制通過導熱油的流量控制導熱油的溫度等。
[0036]實施例2
[0037]本實施例中，連接於換熱介質貯槽201與蓄能罐體3的熱交換器13輸入端之間的加熱裝置僅為一太陽能加熱器或谷電加熱器。本實施例其餘結構或工藝過程均與實施例1相同。
[0038]實施例3
[0039]如圖2所示，本本實用新型所述所述的蓄能式供熱系統，另一實施方式。所述蓄能裝置包括一個熱交換器，對應於該一熱交換器13設有相應的換熱介質忙槽201。換熱介質貯槽的輸出端通過相應的加熱裝置或旁路介質管道連接於該熱交換器的輸入端，所述熱交換器的輸出端分別連接於換熱介質貯槽和供熱對象的輸入端，所述熱交換器的輸入端還連接於供熱對象的輸入端，供熱對象的輸出端並聯接於換熱介質貯槽的輸入端上。
[0040]即本實施例僅設有一個換熱介質貯槽201，其蓄能罐3內的熔鹽4內僅設有一個熱交換器13，換熱介質貯槽201輸出端經介質管道701和相應的自動控制閥11連接於太陽能加熱器I和谷電加熱器12的輸入端，太陽能加熱器I和谷電加熱器12的輸出端通過導介質管道701和相應的油加壓泵801連接於蓄能罐3的熱交換器13的輸入端；同時換熱介質貯槽201的輸出端還通過一旁路介質管道703、相應的控制閥906和油加壓泵801連接於熱交換器13的輸入端。熱交換器13的輸出端分別通過介質管道、相應的控制閥904連接於換熱介質貯槽201的入口和供熱對象的油水換熱器601的輸入端；同時，熱交換器13的輸入端與油加壓泵的出口通過旁路旁路介質管道702和相應的控制閥904連接於供熱對象的油水換熱器601的輸入端。供熱對象的油水換熱器601的輸出端通過一控制閥連接於換熱介質貯槽201的輸入端。油水換熱器601入水端的進水管上設水加壓泵802，經油水換熱器601換熱後的出水管連接供熱、供暖及溫泉水的用戶。
[0041]本實用新型所述的蓄能物質熔鹽4其組成可以是以質量百分比計為硝酸鉀53%、亞硝酸鈉40%和硝酸鈉7% ;或者是硝酸鉀和亞硝酸鈉各佔50% ;也可是硝酸鉀60%和亞硝酸鈉 40% ο
[0042]對於本實施例，當太陽能加熱器I和谷電加熱器12不工作時，自動控制閥11由智能控制器控制關閉，由換熱介質貯槽201的導熱油10由相應的控制閥906控制經旁路介質管道703流入蓄能罐3的熱交換器13經熱交換後由熔鹽4對導熱油10進行吸收蓄熱，之後該導熱油10經相應的旁路介質管道702和控制閥進入到油水換熱器601中與油水換熱器601中的水進行熱交換加熱水，釋熱後的導熱油10自油水換熱器601經相應的控制閥回流至換熱介質貯槽201的輸入端；形成導熱油的一個吸熱、放熱循環。
[0043]當太陽能加熱器I和/或谷電加熱器12利用谷電所產生能量比較充足時，由控制閥906控制旁路介質管道703關閉，不需要對蓄能罐體3內的熔鹽4進行加熱時，並由自動控制閥11控制換熱介質貯槽201的導熱油經旁路管道702和相應的控制閥控制直接對供熱對象油水換熱器601進行供熱，而不需要通過蓄能罐體3的蓄能介質進行蓄能，此時連接於熱交換器13與油水換熱器601輸入端之間的控制閥關閉。本實施例的其餘結構和基本工藝流程等可與上述任一實施例類同。
【權利要求】
1.一種蓄能式供熱系統，包括加熱裝置，其特徵是還包括一蓄能裝置和換熱介質貯槽，所述蓄能裝置包括分別設於相應的蓄能罐內的蓄能物質和熱交換器，相應的所述換熱介質貯槽連接於所述加熱裝置和蓄能裝置的所述熱交換器的相應的輸入和輸出端，所述加熱裝置的輸出端與蓄能裝置的相應的熱交換器的輸入端相連接，所述蓄能裝置、亦或蓄能裝置和相應的加熱裝置還分別連接於相應的供熱對象。
2.依據權利要求1所述的蓄能式供熱系統，其特徵是所述蓄能裝置包括有兩熱交換器，對應於兩熱交換器設有相應的兩換熱介質貯槽，其中一換熱介質貯槽連接於相應的加熱裝置與相應一所述熱交換器之間，另一換熱介質貯槽連接於另一所述熱交換器與相應的供熱對象之間。
3.依據權利要求1所述蓄能式供熱系統,其特徵是由換熱介質貯槽的換熱介質通過相應的加熱裝置為蓄能裝置內蓄能物質加熱蓄能。
4.依據權利要求1所述的蓄能式供熱系統，其特徵是所述蓄能裝置設有一個熱交換器，換熱介質貯槽的輸出端通過相應的加熱裝置或旁路介質管道連接於該熱交換器的輸入端，所述熱交換器的輸出端分別連接於換熱介質貯槽和供熱對象的輸入端，所述熱交換器的輸入端還連接於供熱對象的輸入端，供熱對象的輸出端並聯接於熱介質貯槽的輸入端上。
5.依據權利要求1、2、3、或4所述蓄能式供熱系統，其特徵是所述加熱裝置包括谷電加熱器，所述谷電加熱器連接於一蓄能裝置。
6.依據權利要求1所述的蓄能式供熱系統，其特徵是在換熱介質貯槽和所述相應的加熱裝置之間設有智能控制器。
【文檔編號】F24D11/00GK203928085SQ201420376760
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】趙家春, 趙晨 申請人:趙家春, 趙晨