本發(fā)明涉及能源利用技術(shù)領(lǐng)域,具體的說,涉及一種儲能換熱裝置。
背景技術(shù):
電儲能技術(shù)是今后大力發(fā)展可再生能源、實現(xiàn)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備,也是落實國家調(diào)整能源結(jié)構(gòu),節(jié)能減排和走可持續(xù)發(fā)展道路的重要的技術(shù)舉措。
電熱儲能技術(shù)或稱電能儲熱技術(shù)是儲能技術(shù)領(lǐng)域的一個重要分支,其基本原理是將電能轉(zhuǎn)換成熱能,并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(yīng)用于供暖、少量應(yīng)用與工業(yè)熱源等領(lǐng)域,是目前國家大力倡導(dǎo)的“電蓄熱”、 “風(fēng)電清潔供暖”和電網(wǎng)“移峰填谷”等項目最重要的技術(shù)支撐。目前電熱儲能技術(shù)比較成熟,其產(chǎn)品已開始得到應(yīng)用,并逐漸開始向大型化、智能化方向發(fā)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(yīng)用,因受應(yīng)用方式的制約,導(dǎo)致其應(yīng)用面和使用范圍較窄。
如果能將電熱儲能設(shè)備所存儲的熱能再轉(zhuǎn)化成電能加以應(yīng)用,無疑會極大的擴展電熱儲能技術(shù)的應(yīng)用范圍,為電儲能技術(shù)的應(yīng)用提供了一種新的方法,也為實現(xiàn)電能的低成本存儲提供一條有效的途徑。對電網(wǎng)“移峰填谷”、加快分布式發(fā)電及微電網(wǎng)的建設(shè)和可再生能源的發(fā)展起到積極的促進作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,本發(fā)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(yīng)用方式的制約,導(dǎo)致其應(yīng)用面和使用范圍較窄的問題,為電儲能技術(shù)的應(yīng)用及低成本存儲電能提供了一種新的方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種儲能換熱裝置,包括罐體、位于罐體內(nèi)的儲能介質(zhì)、多個加熱器、多個換熱管、換熱輸入總管和換熱輸出總管;所述的多個加熱器豎直的均勻的放置于罐體內(nèi);所述的多個換熱管是一根根豎直放置的傳熱性較好的直管;所述多個換熱管之間是相互并聯(lián),其頂端分別連接于換熱輸出總管,底端分別連接于換熱輸入總管;所述加熱器與所述換熱管相互交錯放置;所述換熱輸入總管的入口和換熱輸出總管的出口分別設(shè)置在罐體上;所述儲能介質(zhì)均勻分布于加熱管和換熱管周圍,這樣電能通過加熱器直接轉(zhuǎn)化為熱能傳給儲能介質(zhì),然后儲能介質(zhì)儲存的熱能通過與換熱管內(nèi)換熱介質(zhì)進行熱交換,經(jīng)換熱介質(zhì)將熱量輸送出去。
以上所述的多個加熱器為豎直棒狀,所有加熱器并聯(lián)之后與外部電路相連,加熱器上端設(shè)置在罐體頂部,加熱器下端延伸至罐體內(nèi)的底部。
所述的多個換熱管是一根根豎直放置的傳熱性較好的U型管,其一端端分別連接于換熱輸入總管,另一端分別連接于換熱輸出總管。
以上所述換熱介質(zhì)是水或者油。
以上所述儲熱介質(zhì)是傳熱性和穩(wěn)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(zhì)是傳熱性和穩(wěn)定性較好的固體儲熱物,如硅酸鹽、碳酸鹽、水泥塊或者磚塊。
以上所述儲熱介質(zhì)是固體儲熱物和熔鹽的混合物,該混合物穩(wěn)定性較好,不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);固體儲熱物如花崗巖、顆粒沙石與熔鹽均勻混合。
本發(fā)明的導(dǎo)熱板的優(yōu)點是:1. 本裝置的內(nèi)部設(shè)有多個并聯(lián)的加熱器,所有加熱管均布的豎直放置在罐體內(nèi)部,使儲熱介質(zhì)更加均勻的受熱,換熱效率更高。 2. 本裝置的內(nèi)部設(shè)有多個并聯(lián)的換熱管,所有換熱管均布的豎直放置在罐體內(nèi)部,能夠均勻的吸收儲熱介質(zhì)的熱量,換熱效率更高。3 .本裝置采用熱性能優(yōu)良的固體儲熱物與熔鹽的混合,降低儲熱介質(zhì)成本,節(jié)約了能源。
附圖說明
圖1為本發(fā)明儲能換熱裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明儲能換熱裝置內(nèi)部的換熱管鏈接框架圖1。
圖3為本發(fā)明儲能換熱裝置內(nèi)部換熱管鏈接框架圖2。
圖中:(1)罐體;(2)儲熱介質(zhì);(3)加熱器;(4)換熱管;(5)換熱輸入總管;(6)換熱輸出總管。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下參照附圖并舉實施例,對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。
如圖1所示的本發(fā)明儲能換熱裝置包括罐體(1)、位于罐體內(nèi)的儲能介質(zhì)(2)、多個加熱器(3)、多個換熱管(4)、換熱輸入總管(5)和換熱輸出總管(6);所述的多個加熱器(3)豎直的均勻的放置于罐體內(nèi);所述的多個換熱管(4)是一根根豎直放置的傳熱性較好的直管;所述多個換熱管(4)之間是相互并聯(lián),其頂端分別連接于換熱輸出總管(6),底端分別連接于換熱輸入總管(5);所述加熱器(3)與所述換熱管(4)相互交錯放置;所述換熱輸入總管(5)的入口和換熱輸出總管(6)的出口分別設(shè)置在罐體上;所述儲能介質(zhì)(2)均勻分布于加熱管和換熱管周圍,這樣電能通過加熱器直接轉(zhuǎn)化為熱能傳給儲能介質(zhì),然后儲能介質(zhì)儲存的熱能通過與換熱管內(nèi)換熱介質(zhì)進行熱交換,經(jīng)換熱介質(zhì)將熱量輸送出去。
圖2所示的本發(fā)明儲能換熱裝置內(nèi)部換熱管鏈接框架圖1,圖中的多個換熱管(4)是一根根豎直放置的傳熱性較好的直管,其上端分別連接于換熱輸出總管,下端分別連接于換熱輸入總管。
圖3所示的本發(fā)明儲能換熱裝置內(nèi)部換熱管鏈接框架圖2中的多個換熱管(4)是一根根豎直放置的傳熱性較好的U型管,其一端端分別連接于換熱輸入總管,另一端分別連接于換熱輸出總管。
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(shè)置于罐體內(nèi)部的加熱器傳遞至罐體中的儲能介質(zhì)(固體儲熱物與熔鹽的混合物),由于加熱器是均勻分布于儲能介質(zhì)中的,使儲能介質(zhì)被加熱的更均勻;換熱階段低溫?fù)Q熱介質(zhì)通過換熱輸入總管進入罐體內(nèi)的各個換熱器,與儲能介質(zhì)進行熱量交換,低溫?fù)Q熱介質(zhì)吸收熱量后由換熱輸出總管排出,固體儲熱物與熔鹽的混合物的熱量被交換走,加熱器和換熱管在罐體內(nèi)部的均勻交錯位置設(shè)置分布,有助于熱量在罐體內(nèi)部的均勻分布。
使用時,將該裝置罐體通過位于四周的支架安裝于指定位置,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(nèi),在電低谷時,將加熱器通電,對罐體內(nèi)的儲能介質(zhì)進行加熱,完成儲能的整個過程,在需要用電時,將換熱管內(nèi)通入換熱介質(zhì), 如水,換熱介質(zhì)吸收儲能介質(zhì)的熱量并通過管道傳遞出去,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(yīng)用靈活。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保 護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。