專利名稱：智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可利用工業(yè)余熱及廢熱為特殊熱能用戶提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)且便于運(yùn)行管理的車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，屬于移動(dòng)供熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，也是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。長(zhǎng)期以來，我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和粗放型的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式使能源發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益尖銳。改革能源消費(fèi)方式，節(jié)約能源和減少污染物排放，已關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。供熱行業(yè)作為對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著全局性、先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，與人們的生活息息相關(guān)。為節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，集中供熱已逐漸成為我國(guó)城鎮(zhèn)的主要供熱方式。但現(xiàn)有的熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房供熱等大集中供熱模式，也帶來了建設(shè)投資巨大、節(jié)能減排水平不高、管網(wǎng)過長(zhǎng)損耗嚴(yán)重、供熱調(diào)節(jié)不靈活、供熱成本較高和收繳費(fèi)用困難等諸多弊端； 同時(shí)，也無法滿足非采暖地區(qū)、非采暖期以及集中供熱管網(wǎng)未覆蓋地區(qū)諸多新建小區(qū)、企事業(yè)單位、體育場(chǎng)館、賓館、健身娛樂場(chǎng)所等特殊熱能用戶的供暖及供熱水需求。目前我國(guó)城市中鋼鐵、電力、化工等高耗能工業(yè)行業(yè)有大量工業(yè)余熱、廢熱以蒸汽和高溫?zé)煔獾刃问奖慌欧哦装桌速M(fèi)，而上述熱能用戶依靠自備燃油、燃?xì)忮仩t來產(chǎn)生熱能，造成熱量浪費(fèi)和優(yōu)質(zhì)能源消耗雙重能耗損失，這種熱能供給與需求失配矛盾已成為我國(guó)供熱行業(yè)發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻問題。蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)。目前主要的蓄熱方法有顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和化學(xué)反應(yīng)蓄熱。顯熱蓄熱主要是利用蓄熱材料的熱容量，通過溫度的升高或降低進(jìn)行能量的蓄存和釋放?；瘜W(xué)反應(yīng)蓄熱是利用可逆化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合熱儲(chǔ)存熱能。用于潛熱蓄熱的相變蓄熱材料(Phase Change Materials，簡(jiǎn)稱PCM)是利用相變物質(zhì)在凝固一熔化、凝結(jié)一氣化、凝結(jié)一升華以及其他形式的相變過程中，都會(huì)吸收或放出相變潛熱的原理進(jìn)行能量的蓄存和釋放。相變蓄熱技術(shù)因其儲(chǔ)能密度大，蓄熱和發(fā)熱過程近似等溫過程，易于運(yùn)行控制而得以廣泛應(yīng)用。無機(jī)相變蓄熱材料一結(jié)晶水合鹽作為中、低溫固一液相變蓄能材料，在受熱達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，其所含結(jié)晶水脫出，脫出的結(jié)晶鹽溶解而吸熱；降溫時(shí)發(fā)生逆過程，吸收結(jié)晶水而放熱；具有價(jià)格便宜，體積蓄熱密度大，熔解熱大，熔點(diǎn)固定，熱導(dǎo)率比有機(jī)相變材料大，一般呈中性等優(yōu)點(diǎn)。相變溫度在45 95°C范圍內(nèi)的結(jié)晶水合鹽蓄熱材料被廣泛應(yīng)用于太陽能儲(chǔ)存、工業(yè)廢熱回收以及供暖和空調(diào)系統(tǒng)等領(lǐng)域。利用相變蓄熱設(shè)備可將熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位的余熱、廢熱回收儲(chǔ)存起來， 通過牽引車的運(yùn)輸為非采暖地區(qū)、非采暖期以及集中供熱管網(wǎng)未覆蓋地區(qū)熱能用戶提供供暖和熱水供應(yīng)服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)熱量排放單位和熱量使用單位的熱量循環(huán)利用，同時(shí)達(dá)到一次節(jié)能、兩次減排的目的；這對(duì)于解決我國(guó)供熱行業(yè)所面臨的熱能供給與需求失配的矛盾具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
目前已出現(xiàn)一些利用蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)供熱的設(shè)備和裝置，如中國(guó)專利文獻(xiàn) CN 201621764 U公開的《工業(yè)余廢熱移動(dòng)供熱裝置》、CN 201476261 U公開的《智能移動(dòng)供熱設(shè)備》、CN 101963469 A公開的《相變材料蓄熱供熱裝置》、CN 2755550 Y公開的《可移動(dòng)式高密度相變蓄熱裝置》、CN 101968240 A公開的《一種利用相變蓄熱球的移動(dòng)供熱裝置與方法》等。但現(xiàn)有的這些設(shè)備或裝置存在一些明顯的不足和缺陷，具體包括(1)利用工業(yè)余廢熱制取熱水用于供熱，僅憑借顯熱蓄熱，設(shè)備或裝置的蓄熱密度明顯偏?。?2)在相變蓄熱材料中設(shè)置換熱管，通過換熱管中冷熱水的流動(dòng)來完成充熱、放熱以及換熱過程，會(huì)帶來結(jié)晶水合鹽蓄熱材料長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性不強(qiáng)、移動(dòng)使用過程易導(dǎo)致?lián)Q熱管損壞卻難以發(fā)現(xiàn)以及設(shè)備維護(hù)困難等問題；(3)設(shè)備或裝置內(nèi)部相變蓄熱材料的封裝結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 設(shè)備或裝置制作成本較高；設(shè)備或裝置內(nèi)部?jī)?nèi)封裝的相變蓄熱材料體積比有限，設(shè)備或裝置的蓄熱密度難以明顯提高；(4)設(shè)備或裝置出水溫度的自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)不完善，由于相變蓄熱材料放熱比較集中，難以實(shí)現(xiàn)供熱過程熱水供應(yīng)溫度的連續(xù)穩(wěn)定；(5)沒有設(shè)置相應(yīng)的管理監(jiān)控系統(tǒng)，沒有實(shí)現(xiàn)移動(dòng)供熱設(shè)備或裝置運(yùn)行過程中的采熱、供熱、節(jié)能減排以及車輛信息等相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和存儲(chǔ)，沒有實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)在熱能用戶、運(yùn)營(yíng)企業(yè)及政府主管部門間的自動(dòng)傳輸與查詢，沒有實(shí)現(xiàn)根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)移動(dòng)供熱設(shè)備或裝置進(jìn)行調(diào)度管理和遠(yuǎn)程控制。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上現(xiàn)有蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行移動(dòng)供熱的設(shè)備或裝置存在的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、維護(hù)方便、蓄熱密度大、供熱穩(wěn)定的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)可利用工業(yè)余熱及廢熱為特殊熱能用戶提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)且便于運(yùn)行管理。本發(fā)明的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
該智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車上；相變蓄熱換熱裝置包括箱體，在箱體的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組、冷水進(jìn)水管、相變蓄熱組件和熱水出水管，加熱管組由蒸汽入口管、蒸汽連通管、U形換熱管、凝結(jié)水收集管以及凝結(jié)水排出管組成，蒸汽入口管與蒸汽連通管連接， 凝結(jié)水排出管與凝結(jié)水收集管連接，蒸汽連通管與凝結(jié)水收集管之間至少連接有一套U形換熱管，相變蓄熱組件由在管板上水平排列的相變蓄熱管構(gòu)成，相變蓄熱管內(nèi)封裝有相變蓄熱材料，封裝的全部相變蓄熱材料體積占相變蓄熱組件所占空間的45%-50% ；箱體的底部設(shè)有底部出水口，該底部出水口與箱體內(nèi)上部的熱水出水管均通過管路連接到同一個(gè)供水總管，在各自與供水總管的連接管路上均安裝有電動(dòng)閥，供水總管中設(shè)置有溫度傳感器， 電動(dòng)閥和溫度傳感器均與一個(gè)比例積分溫度控制器連接；相變蓄熱換熱裝置上還設(shè)有車載監(jiān)控單元。所述箱體的側(cè)壁底部設(shè)有檢查孔。所述相鄰相變蓄熱管的間隙為10mm-15mm。所述在蒸汽入口管中設(shè)置有流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，在蒸汽入口管處于箱體外部的部分上設(shè)置有蒸汽閥門。所述U形換熱管由內(nèi)U形換熱管和外U形換熱管組成，內(nèi)U形換熱管處于外U形換熱管的里側(cè)，內(nèi)U形換熱管的兩端分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通，外U形換熱管的兩端也分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通。所述冷水進(jìn)水管和熱水出水管的結(jié)構(gòu)一樣，一端伸入箱體內(nèi)，另一端在箱體外部， 伸入箱體內(nèi)部分的管壁上設(shè)有配水孔。所述供水總管中還設(shè)置有流量傳感器和壓力傳感器。所述車載監(jiān)控單元包括單片機(jī)、車輛GPS衛(wèi)星定位模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊和車輛安全與調(diào)度模塊；所述蒸汽入口管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器以及所述供水總管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均與單片機(jī)連接；車輛GPS衛(wèi)星定位模塊與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊均與單片機(jī)連接；車輛GPS衛(wèi)星定位模塊包括GPS接收機(jī)和GPS 天線，GPS接收機(jī)與GPS天線連接；GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊包括GPRS芯片和GPRS接收裝置， GPRS接收裝置與GPRS芯片連接；車輛安全與調(diào)度模塊由安裝在箱體側(cè)壁上的用于測(cè)量箱體溫度及壓力的溫度傳感器和壓力傳感器以及車輛防盜報(bào)警裝置組成。上述整個(gè)系統(tǒng)到熱源處采熱時(shí)，通過冷水進(jìn)水管向箱體內(nèi)灌注冷水，箱體的內(nèi)部充滿冷水，箱體內(nèi)的各部件浸沒于冷水中。蒸汽進(jìn)入加熱管組進(jìn)行換熱，使箱體內(nèi)冷水的溫度升高。在水溫不斷升高的過程中，熱量使相變蓄熱管內(nèi)的相變蓄熱材料發(fā)生相變，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，蓄熱材料存儲(chǔ)潛熱。隨后，通過牽引車將相變蓄熱換熱裝置運(yùn)輸?shù)接脩籼?，為遠(yuǎn)程熱能用戶提供熱水供應(yīng)及供暖服務(wù)。運(yùn)輸?shù)接脩籼幒螅M(jìn)行放熱和供熱。冷水由相變蓄熱換熱裝置下部的冷水進(jìn)水管進(jìn)入箱體內(nèi)，水流自下而上流過相變蓄熱組件區(qū)域。當(dāng)相變蓄熱材料達(dá)到相變溫度時(shí)，相變蓄熱材料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，將熱量釋放出來，在此過程中， 將進(jìn)入箱體內(nèi)的冷水加熱變?yōu)闊崴?，熱水由熱水出水管和出水口排出，?jīng)供水總管匯合后， 進(jìn)入熱能用戶熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)。本發(fā)明利用熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位以蒸汽形式排放的余熱或廢熱，為熱能用戶提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)；具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，空間利用率高，儲(chǔ)能密度高，換熱效率高，智能化控制，運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠，便于維護(hù)及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)；在我國(guó)大力實(shí)施節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略之際，本發(fā)明的推廣應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)和良好的發(fā)展前景。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是本發(fā)明中加熱管組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明中冷水進(jìn)水管和熱水出水管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、加熱管組，2、冷水進(jìn)水管，3、箱體，4、箱體水溫表，5、熱水出口，6、熱水出水管，7、蒸汽進(jìn)口，8、相變蓄熱管，9、固定支架，10、壓力表，11、冷凝水出口，12、管板，13、底部出水口，14、檢查孔，15、冷水進(jìn)口，16、蒸汽連通管，17、外U形換熱管，18、凝結(jié)水收集管， 19、凝結(jié)水排出管，20、蒸汽入口管，21、配水孔，22、相變蓄熱材料溫度表，23、蒸汽閥門，24、 內(nèi)U形換熱管。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)造特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述。本發(fā)明的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車上，相變蓄熱換熱裝置上還設(shè)有車載監(jiān)控單元。相變蓄熱換熱裝置的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，整體為長(zhǎng)方形箱式結(jié)構(gòu)，包括箱體3， 在箱體3的外側(cè)設(shè)置保溫層(圖中未畫出)。在箱體3的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組
I、冷水進(jìn)水管2、相變蓄熱組件和熱水出水管6，加熱管組1上的蒸汽進(jìn)口7和冷凝水出口
II、冷水進(jìn)水管2上的冷水進(jìn)口15以及熱水出水管6上的熱水出口 5均伸出箱體3，處于箱體3外側(cè)。箱體3底部的側(cè)壁上還設(shè)有兩個(gè)檢查孔14和底部出水口 13 (參見圖2)。底部出水口 13與熱水出口 5均通過管路連接到同一個(gè)供水總管(圖中未畫出)，在各自與供水總管的連接管路上均安裝有電動(dòng)閥，以控制熱水出口 5和底部出水口 13的出水量。相變蓄熱組件通過箱體3內(nèi)側(cè)壁上的固定支架9支撐固定。箱體3的后壁上安裝有用于檢測(cè)箱體內(nèi)水溫的箱體水溫表4和用于檢測(cè)相變蓄熱材料溫度的相變蓄熱材料溫度表22，相變蓄熱材料溫度表22安裝在箱體3后壁上并連接到相變蓄熱管8內(nèi)部。在箱體3側(cè)壁上還設(shè)有液位計(jì)(圖中未畫出)。加熱管組1的結(jié)構(gòu)如圖3所示，由蒸汽入口管20、蒸汽連通管16、U形換熱管、凝結(jié)水收集管18以及凝結(jié)水排出管19組成。蒸汽入口管20的一端為蒸汽進(jìn)口 7，另一端與蒸汽連通管16連接，蒸汽入口管20上安裝有壓力表10。凝結(jié)水排出管19的一端與凝結(jié)水收集管18連接，凝結(jié)水排出管19的另一端為冷凝水出口 11。蒸汽連通管16與凝結(jié)水收集管18之間連接有平行排列的多套U形換熱管，每套U形換熱管由內(nèi)U形換熱管M和外U 形換熱管17組成，內(nèi)U形換熱管M的尺寸和規(guī)格小于外U形換熱管17，內(nèi)U形換熱管M 處于外U形換熱管17的里側(cè)，內(nèi)U形換熱管M的兩端分別與蒸汽連通管16和凝結(jié)水收集管18連通，外U形換熱管17的兩端也分別與蒸汽連通管16和凝結(jié)水收集管18連通。這樣的結(jié)合方式可以在一定的空間內(nèi)增加換熱面積。U形換熱管的套數(shù)可根據(jù)箱體3的大小和具體情況確定。在蒸汽入口管20中設(shè)置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，在蒸汽入口管20處于箱體3外部的部分上設(shè)置有蒸汽閥門23，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器對(duì)采熱的流體流量、溫度和壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)。相變蓄熱組件由在管板12上水平排列的相變蓄熱管8構(gòu)成，相鄰相變蓄熱管的間隙為10mm-15mm。相變蓄熱管8規(guī)格為DN50，材質(zhì)為廣泛應(yīng)用于食品用設(shè)備的奧氏體不銹耐熱鋼0Crl8M9。相變蓄熱管8內(nèi)封裝有相變蓄熱材料，可根據(jù)用戶對(duì)供熱溫度的要求，封裝45 95°C范圍內(nèi)的結(jié)晶水合鹽蓄熱材料，封裝的相變蓄熱材料體積可占相變蓄熱組件所占空間的45%-50%。相變蓄熱組件整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，空間利用率高。冷水進(jìn)水管2和熱水出水管6的結(jié)構(gòu)一樣，如圖4所示，一端伸入箱體3內(nèi)，另一端為冷水進(jìn)口 15或熱水出口 5，伸入箱體3內(nèi)部分的管壁上設(shè)有配水孔21。相變蓄熱換熱裝置運(yùn)行時(shí)，通過冷水進(jìn)水管2向箱體3內(nèi)灌注冷水，箱體3的內(nèi)部充滿冷水，箱體3內(nèi)的加熱管組1及相變蓄熱組件等各部件浸沒于冷水中。采熱熱源為熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位以蒸汽形式排放的余熱或廢熱。100-130°C蒸汽由加熱管組1的蒸汽進(jìn)口 7進(jìn)入加熱管組1，經(jīng)蒸汽連通管16分配進(jìn)入U(xiǎn)形換熱管17。由于U形換熱管17 外的冷水的溫度較低，蒸汽在U形換熱管17中發(fā)生相變凝結(jié)為水，同時(shí)將熱量傳遞給箱體3 內(nèi)的冷水，使冷水的溫度升高。U形換熱管17中的凝結(jié)水由凝結(jié)水收集管18匯集并通過凝結(jié)水排出管19排出。加熱后的導(dǎo)熱介質(zhì)水的溫度最高可達(dá)95°C左右。在水溫不斷升高的過程中，熱量經(jīng)各根相變蓄熱管8的管壁擴(kuò)散傳遞到相變蓄熱管8內(nèi)的相變蓄熱材料中，相變蓄熱材料的溫度逐漸升高。在未達(dá)到相變溫度之前，蓄熱材料存儲(chǔ)顯熱；當(dāng)達(dá)到相變溫度時(shí)，蓄熱材料開始發(fā)生相變，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，同時(shí)吸熱，蓄熱材料存儲(chǔ)潛熱；溫度超過相變溫度后，蓄熱材料繼續(xù)存儲(chǔ)顯熱；當(dāng)全部蓄熱材料完成相變后，蓄熱過程即可結(jié)束。隨后，通過牽引車將相變蓄熱換熱裝置運(yùn)輸?shù)接脩籼帲瑸檫h(yuǎn)程熱能用戶提供熱水供應(yīng)及供暖服務(wù)。為保證用戶熱水供應(yīng)溫度為35°C -80°C的一般要求，相變蓄熱換熱設(shè)備裝配了由溫度傳感器、比例積分溫度控制器和電動(dòng)閥組成的供熱溫度調(diào)制系統(tǒng)，溫度傳感器安裝在供水總管中，用于檢測(cè)最終出水溫度，底部出水口 13和熱水出口 5與供水總管的連接管路上均設(shè)有電動(dòng)閥。溫度傳感器把檢測(cè)到的最終出水溫度信號(hào)傳送至比例積分溫度控制器， 由比例積分溫度控制器將供水總管溫度傳感器的檢測(cè)值與設(shè)定值不斷比較，同時(shí)不斷地輸出信號(hào)，控制底部出水口 13和熱水出口 5與供水總管的連接管路上的電動(dòng)閥的開度，不斷調(diào)節(jié)底部出水口 13和熱水出口 5的出水量，最終使供水總管上的溫度傳感器測(cè)量的供水溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。除了溫度傳感器外，在供水總管上還設(shè)置有流量傳感器、壓力傳感器和管道泵，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器對(duì)供熱的流體流量、溫度和壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，熱水經(jīng)管道泵輸送進(jìn)入用戶的熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)。車載監(jiān)控單元，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和移動(dòng)通信等功能，對(duì)相變蓄熱換熱裝置的采熱、供熱和配送過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)采熱、供熱以及節(jié)能減排等相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的在線管理監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及記錄存檔、數(shù)據(jù)查詢等功能。車載監(jiān)控單元包括單片機(jī)、車輛GPS (Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星定位模塊、GPRS(General Packet Radio krvice，通用分組無線服務(wù)技術(shù))數(shù)據(jù)傳輸模塊和車輛安全與調(diào)度模塊。蒸汽入口管20中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器以及供水總管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均與單片機(jī)電連接，流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器將所采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)，完成在線流體流量、溫度和壓力的監(jiān)測(cè)，通過單片機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，單片機(jī)在對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的基礎(chǔ)上，計(jì)算出采熱量、供熱量和節(jié)能減排量數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，這些數(shù)據(jù)通過單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示。單片機(jī)與 GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，在協(xié)議封裝后通過移動(dòng)無線通信方式上傳到管理系統(tǒng)。車輛GPS衛(wèi)星定位模塊與單片機(jī)連接，包括GPS接收機(jī)和GPS天線，GPS接收機(jī)與 GPS天線連接，GPS接收機(jī)通過GPS天線接收衛(wèi)星定位信號(hào)，確定整個(gè)蓄熱供熱系統(tǒng)的位置 (經(jīng)度、緯度、高度)、運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、航向)，將接收到的上述信息傳送到單片機(jī)， 經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)化后通過單片機(jī)顯示部分顯示車輛信息(位置與速度等)，并存儲(chǔ)，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊協(xié)議封裝后上傳到管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觀察車輛運(yùn)行軌跡功能。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊是車載監(jiān)控單元的網(wǎng)絡(luò)通信部分，該模塊與單片機(jī)連接，包括 GPRS芯片和GPRS接收裝置，GPRS接收裝置與GPRS芯片連接，通過AT指令與車載數(shù)據(jù)采集與處理模塊實(shí)現(xiàn)信息交換，同時(shí)，發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)到管理系統(tǒng)并接收管理系統(tǒng)發(fā)送的命令，實(shí)現(xiàn)采熱、供熱和配送過程的動(dòng)態(tài)管理監(jiān)控，以及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(采熱、供熱以及節(jié)能減排等) 的在線管理監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集及記錄存檔和數(shù)據(jù)查詢功能。車輛安全與調(diào)度模塊由安裝在箱體3側(cè)壁上的用于測(cè)量箱體3內(nèi)水溫及壓力的溫度傳感器和壓力傳感器以及車輛防盜報(bào)警裝置組成，完成對(duì)車輛安全狀況的監(jiān)測(cè)、報(bào)警、運(yùn)行控制和車輛調(diào)度管理功能，溫度傳感器和壓力傳感器檢測(cè)的箱體3溫度及壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行分析處理并存儲(chǔ)，同時(shí)通過單片機(jī)現(xiàn)場(chǎng)顯示，單片機(jī)連接到GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，在協(xié)議封裝后由GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊通過移動(dòng)通信方式上傳到管理系統(tǒng)，并接收管理系統(tǒng)發(fā)送來的車輛調(diào)度管理命令。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)接脩籼幒螅M(jìn)行放熱和供熱。相變蓄熱換熱裝置下部的冷水進(jìn)水管2接用戶處的供水水源；在供水水源壓力作用下，冷水進(jìn)入箱體3內(nèi)，經(jīng)冷水進(jìn)水管2上的配水孔21均勻配水，水流自下而上流過相變蓄熱組件區(qū)域。在進(jìn)水初期，所進(jìn)冷水與箱體3內(nèi)原有的熱水混合使水溫降低，當(dāng)相變蓄熱材料達(dá)到相變溫度時(shí)，相變蓄熱材料開始發(fā)生相變，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，同時(shí)將熱量釋放出來，在此過程中，將進(jìn)入箱體3內(nèi)的冷水進(jìn)行加熱變?yōu)闊崴?，熱水由熱水出水?上的熱水出口 5排出。熱水出口 5排出熱水的同時(shí)， 箱體3上的底部出水口 13也出水，在放熱過程中，熱水出口 5出水水溫逐漸降低，而底部出水口 13的出水水溫逐漸升高。熱水出口 5的出水和底部出水口 13的出水經(jīng)供水總管(圖中未畫出)匯合后，經(jīng)管道泵輸送進(jìn)入熱能用戶熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)。當(dāng)供水總管的出水溫度低于熱能用戶溫度需求時(shí)，結(jié)束放熱和供熱過程。本發(fā)明的工作過程包括采熱與蓄熱過程以及放熱與供熱過程，具體按以下所述操作
一.采熱與蓄熱過程
1.將整個(gè)系統(tǒng)停放于熱源處，將熱源蒸汽管道與蒸汽入口管2連接；
2.開啟熱源蒸汽閥門23預(yù)熱5-10分鐘后，完全開啟熱源蒸汽閥門23，觀察熱源蒸汽管道上的壓力表至所需壓力，開始采熱與蓄熱過程；
3.100-130°C蒸汽進(jìn)入加熱管組1的U形換熱管17，將箱體3內(nèi)的冷水加熱；
4.在采熱與蓄熱過程中，觀察箱體3上的箱體水溫表4和相變蓄熱材料溫度表22，待相變蓄熱材料溫度表22顯示溫度至相變溫度后，關(guān)閉充熱熱源蒸汽閥門23，結(jié)束采熱與蓄熱過程；
6.關(guān)閉充熱熱源蒸汽閥門23，拆卸熱源蒸汽連接管道。二.放熱與供熱過程
1.將整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)接脩籼?，將供水總管與用戶熱水系統(tǒng)或供暖系統(tǒng)入口連接，將用戶供水水源管道與冷水進(jìn)水管2連接；
2.設(shè)定用戶供水水溫和流量，打開供水水源閥門，啟動(dòng)供水管道泵，開始放熱和供熱過
程；
3.在供水水源壓力作用下，冷水經(jīng)冷水進(jìn)水管2進(jìn)入箱體3內(nèi)，水流自下而上流過相變蓄熱組件區(qū)域，加熱后經(jīng)熱水出口 5排出，其余水流經(jīng)底部出水口 13排出，兩部分水流經(jīng)供水總管匯合后，經(jīng)管道泵輸送進(jìn)入熱能用戶熱水供應(yīng)或供暖系統(tǒng)；
4.在放熱過程中，上部熱水出口5出水和底部出水口 13出水由供熱水溫調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控各自流量，使最終出水管水溫保持在設(shè)定的溫控范圍內(nèi)，滿足熱能用戶熱水供應(yīng)溫度 350C _80°C的一般要求。5.當(dāng)供水總管出水溫度低于用戶溫度需求時(shí)，關(guān)閉供水管道泵及供水水源閥門， 結(jié)束采熱和蓄熱過程。6.結(jié)束采熱和蓄熱過程后，斷開電源，拆卸連接管道；
7.現(xiàn)場(chǎng)采熱和供熱過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)以無線方式上傳區(qū)域和總部管理系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車上；其特征是相變蓄熱換熱裝置包括箱體，在箱體的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組、冷水進(jìn)水管、相變蓄熱組件和熱水出水管，加熱管組由蒸汽入口管、蒸汽連通管、U形換熱管、凝結(jié)水收集管以及凝結(jié)水排出管組成，蒸汽入口管與蒸汽連通管連接，凝結(jié)水排出管與凝結(jié)水收集管連接，蒸汽連通管與凝結(jié)水收集管之間至少連接有一套U形換熱管，相變蓄熱組件由在管板上水平排列的相變蓄熱管構(gòu)成，相變蓄熱管內(nèi)封裝有相變蓄熱材料，封裝的全部相變蓄熱材料體積占相變蓄熱組件所占空間的 45%_50%;箱體的底部設(shè)有底部出水口，該底部出水口與箱體內(nèi)上部的熱水出水管均通過管路連接到同一個(gè)供水總管，在各自與供水總管的連接管路上均安裝有電動(dòng)閥，供水總管中設(shè)置有溫度傳感器，電動(dòng)閥和溫度傳感器均與一個(gè)比例積分溫度控制器連接；相變蓄熱換熱裝置上還設(shè)有車載監(jiān)控單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述相鄰相變蓄熱管的間隙為10mm-15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述在蒸汽入口管中設(shè)置有流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，在蒸汽入口管處于箱體外部的部分上設(shè)置有蒸汽閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述U形換熱管由內(nèi)U形換熱管和外U形換熱管組成，內(nèi)U形換熱管處于外U形換熱管的里側(cè)，內(nèi)U 形換熱管的兩端分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通，外U形換熱管的兩端也分別與蒸汽連通管和凝結(jié)水收集管連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述冷水進(jìn)水管和熱水出水管的結(jié)構(gòu)一樣，一端伸入箱體內(nèi)，另一端在箱體外部，伸入箱體內(nèi)部分的管壁上設(shè)有配水孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述供水總管中還設(shè)置有流量傳感器和壓力傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，其特征是所述車載監(jiān)控單元包括單片機(jī)、車輛GPS衛(wèi)星定位模塊、GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊和車輛安全與調(diào)度模塊； 所述蒸汽入口管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器以及所述供水總管中的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器均與單片機(jī)電連接；車輛GPS衛(wèi)星定位模塊與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊均與單片機(jī)連接；車輛GPS衛(wèi)星定位模塊包括GPS接收機(jī)和GPS天線，GPS接收機(jī)與 GPS天線連接；GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊包括GPRS芯片和GPRS接收裝置，GPRS接收裝置與GPRS 芯片連接；車輛安全與調(diào)度模塊由安裝在箱體側(cè)壁上的用于測(cè)量箱體內(nèi)水溫及壓力的溫度傳感器和壓力傳感器以及車輛防盜報(bào)警裝置組成。
全文摘要
本發(fā)明公開一種智能化車載移動(dòng)式相變蓄熱供熱系統(tǒng)，包括牽引車和相變蓄熱換熱裝置，相變蓄熱換熱裝置固定安裝在牽引車上；相變蓄熱換熱裝置包括箱體，箱體的后壁上安裝有箱體水溫表和相變蓄熱材料溫度表；在箱體的內(nèi)部自下至上依次設(shè)置有加熱管組、冷水進(jìn)水管、相變蓄熱組件和熱水出水管，箱體的底部出水口與箱體上部的熱水出水管均通過管路連接到同一個(gè)供水總管。本發(fā)明利用熱電廠、鋼鐵廠等高能耗單位以蒸汽形式排放的余熱或廢熱，為熱能用戶提供熱水供應(yīng)和供暖服務(wù)；具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，空間利用率高，儲(chǔ)能密度高，換熱效率高，智能化控制，運(yùn)行穩(wěn)定安全可靠，便于維護(hù)及運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60R16/02GK102322760SQ201110317579
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者孟兆杰, 張兆海, 李貴波, 薛明, 路生吉, 陳文兵 申請(qǐng)人:路生吉