CN102444929A - 移动式太阳能余废热能转换供热供电装置 - Google Patents

移动式太阳能余废热能转换供热供电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能效转换率高、结构紧凑且安全可靠的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其包括太阳能、厂矿废热源和运输设备，所述运输设备上设置有将废弃热源转化再利用的供热供电装置。该供热供电装置包括太阳能采光转热组件、导热介质、蓄热装置、回形水管及供热容器箱，在供热容器箱中充满了导热介质，太阳能采光转热组件设置在供热容器箱上并与其连为一体，本发明可以将所收集的太阳能及回收的厂矿废热源输出的蒸汽或热水，通过热转换技术将这些能量先储存起来，再通过运输设备将所述能量运送到所需之处，再通过热转换技术将这些能量转换为热能提供给用户。本发明设备简单、成本低廉、废弃能量利用率高、无任何污染。

Description

移动式太阳能余废热能转换供热供电装置
技术领域
本发明涉及一种供热供电装置，特别涉及一种废弃能源再利用的供热供电装置。
背景技术
目前，公知的移动供热设备是在货车上装载着热水保温箱或罐，直接拉送热水供给用户，另一种是在货车或挂车上装载着相变蓄热装置，再利用电或蒸汽对相变蓄热材料加热，再通过换热将用户的冷水加工成热水。其中，第一种设备的功能单一，功效低；第二种设备复杂、制造成本高、安全性能差、热损失大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能效转换率高、结构紧凑且安全可靠的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，包括太阳能、厂矿废热源和运输设备，所述运输设备上设置有将废弃热源转化再利用的供热供电装置。
所述的供热供电装置包括太阳能采光转热组件、导热介质、蓄热装置、回形水管及供热容器箱，所述的回形水管和蓄热装置设于供热容器箱中，在供热容器箱中充满了导热介质，太阳能采光转热组件设置在供热容器箱上并与其连为一体，在厂矿废热源吸入端与供热容器箱之间设有管路，在供热容器箱外还设有与所述回形水管连通的进水端和出水端。
所述的供热容器箱中还设有循环导热管、加热泵、加热分配器、强制热转换器，在所述的运输设备上还配有为供热容器箱使用的配电箱。
所述的蓄热装置由金属圆管与蓄热材料组成，所述的蓄热材料为高温相变蓄热材料。
在供热容器箱上还设有与其连通的热量表、温度调节阀和压力表。
在厂矿废热源吸入端与供热容器箱之间设有废热流量表和管路阀门。
所述的进水端与自来水供水管相接，所述的出水端通过用户流量表、三通阀门接往用户使用端，
所述的运输设备是客车、货车或轮式载货拖拉机。
本发明与现有技术相比，可以将所收集的太阳能及回收的厂矿废热源输出的蒸汽或热水，通过热转换技术将这些能量先储存起来，再通过运输设备将所述能量运送到所需之处，再通过热转换技术将这些能量转换为热能提供给用户。本发明设备简单、成本低廉、废弃能量利用率高、无任何污染。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，包括太阳能100、厂矿废热源和运输设备20，运输设备20可以是客车、货车或轮式载货拖拉机。在运输设备20安装一个车箱19，再在车箱19内设置可以将废弃热源转化再利用的供热供电装置。
所述的供热供电装置包括太阳能采光转热组件、设置在热密封的供热容器箱13中的蓄热装置9、导热介质16及回形水管，其中：
太阳能采光转热组件包括设置在车箱19顶部的太阳能采光板101、高效集热板103及带有导通阀门104的光线收集通道102，光线收集通道102设置在太阳能采光板101与高效集热板103之间，当需要收集太阳光时，打开导通阀门104，太阳能采光板101将收集到的太阳光线通过光线收集通道102照耀在高效集热板103上，高效集热板103再将光能转换成热能传递给导热介质16，高效集热板103设置在供热容器箱13的顶部并与其连为一体；
蓄热装置9由一个以上金属圆管与高温相变蓄热材料组成，150-350度、融解温度分两个部分，其一，热水在100以下，其二，蒸汽在120-200度。的高温相变蓄热材料填充在封闭的金属圆管内，封闭的金属圆管均匀设置在供热容器箱13中，在其周围充满了导热介质16；
回形水管的两端伸出供热容器箱13中，其一端为进水端7，另一端为出水端17，所述的进水端7与自来水供水管相接，所述的出水端17通过用户流量表12、三通阀门15接往用户使用端，回形水管位于供热容器箱13中的部分绕蓄热装置9均匀设置，其长度根据供热容器箱13的容积大小而定，其管道弯曲成回形，分层或分列设置；
在供热容器箱13还设有与厂矿废热源吸入端1相通的供热循环导热管14，该供热循环导热管14可以将厂矿废热源输送的废弃的蒸汽或热水中的热能传递给导热介质16。
供热容器箱13中还设有强制热转换器8、加热泵18、加热分配器10，在所述的运输设备20上还配有为供热容器箱13使用的配电箱6，当需要对导热介质16加热时，可通过配电箱6、加热泵18、强制热转换器8及加热分配器10实现。
在供热容器箱13上还设有用于显示流量、温度、压力、控制温度或控制导通的热量表4、压力表11、温度调节阀5或阀门。
此外在运输设备20上还配有低压发电系统以供运输设备20及其它用电设备急需时使用。
本发明的工作原理为：
一、蓄热过程
1)打开光线收集通道102上的导通阀门104，太阳光通过太阳能采光板(101)进入光线收集通道102，光线收集通道102将收集到的光线输送给高效集热板103，高效集热板103再将光能转换为热能传递给设于供热容器箱13中的导热介质16，并将导热介质16加热，导热介质16将吸收的热能传递给高温相变蓄热材料，此时，高温相变蓄热材料开始储存显热，当温度升至80度时，高温相变蓄热材料发生晶格变化开始大量储存潜热，当其温度达到85度时，即达到了蓄热设计能力，蓄热过程完，自动关闭光线收集通道102上的导通阀门104，停止收集太阳光能。
2)打开厂矿废热源吸入端1与供热容器箱13之间管路阀门3，将厂矿废热源吸入供热容器箱13，厂矿废热源的蒸汽或热水通过供热循环导热管14，将其热能传递给导热介质16，并将导热介质16加热，导热介质16将吸收的热能传递给高温相变蓄热材料，此时，高温相变蓄热材料开始储存显热，当温度升至80度时，高温相变蓄热材料发生晶格变化开始大量储存潜热，当其温度达到85度时，即达到了蓄热设计能力，蓄热过程完。流入蒸汽的压力通过管路21上所设的压力表11来监测安全系数，使蓄热过程处于安全可控状态。蓄热完毕即关闭厂矿废热源吸入端1与供热容器箱13之间的管路阀门3。
二、释热供水过程
供应热水供暖过程：对于供暖热水用户，根据用户需要可将水加热至50-100度，蒸汽在120-----200度。打开进水端7的阀门，将常温的自来水引入供热容器箱13中，此时，在自来水、导热介质16和高温相变蓄热材料之间产生热量的交换，高温相变蓄热材料开始释放潜热给导热介质16，促使导热介质16升温，导热介质16再将热能传递给回形水管中的自来水，使其受热升温，当其温度达到设定值时，打开供热容器箱13的出水端17的三通阀门15，将热水供应给用户。不断重复上述过程，直到高温相变蓄热材料释放显热为止，热水供应停止。
三、供电过程
对于需要供电的用户，如建筑工地、军事营地、抗震救灾现场，首先通过强制热能转化器，转化为低压发电系统可以直接发电，随时随地的给电瓶车辆以及需要电能设备充电。
电能蓄储于配电箱6，再直接配送给用户照明或其他用电设备，设备配有电能计量表。
本发明结构紧凑，设置在可移动的牵引运输车箱19内，可通过运输车头牵引至指定地方，移动方便迅速，使用范围广。装置使用低温大容量蓄能元件，突破低品质热源回收难和可利用能源少的瓶颈，换热设计保证供热所需足够大的换热功率，配有温度、压力、流量、检测、管路阀门、热水泵，提高了设备功效，并缩短了供热时间，冷热水的供应管路配置流量表、温度表，电能计量表，方便用户计量和监督，无需另有设备和系统，只在外管道上加一个三通结构，即可实现代替传统的煤电油汽四大锅炉以及空气能热泵，与供热供电设备的功能，原有锅炉备用。本发明太阳能废气余热吸入后通过热转换器，蓄附在固体蓄热器中，蓄热固体大小比例直接配比热水输出有循环水，蓄能固体大的可放热水200吨，小的可放10吨，同时也可制冷、发电充电照明。而且无论电厂所供余热或废气的压力有多高，但经过本发明热能转换供热装置后，无论是在蓄热、供热或供电过程中，还是在移动供热的路途中，供热装置设备始终都处于一种常压状态，具有非常良好的安全性。
本发明能有效解决电厂、钢铁厂工业生产环境污染的问题，让一些燃油燃气燃煤的锅炉生产企业，无需燃气燃油燃煤，直接接入使用，简便快捷，随用随到，而且环保、清洁、卫生、省钱、且无污染。可将热电厂或其他发电厂、热源厂、炼钢厂、煤矿、垃圾焚烧发电厂排放的废热、废气进行热回收，太阳能的利用，且无需管网，通过运输即能供给另一地需要热能或取暖的用户，不仅能够独立进行供暖和供热水，还可通过调温阀进行水温调节，具有利用余热的蓄热功能，大大地降低了能源消耗和环境污染，对产生废热、余热的用户减少污气排放费用以及当地居民的投诉；对用热单位减少了能源消耗，减少了污染气体的排放，也降低了运行费用，同时还减少了购买锅炉，烧煤、气、电的巨额设备开支。其一次废热废气吸热蓄热所转换成的热水，根据用户需要可达10-200吨，供热温度可达50-100度，蒸汽在120-----200度，具有太阳能，废热蓄能、余热收集，可放、可控、可移动，控制换热参数可调等多项优点。使用范围包括宾馆、酒店、室内游泳馆、浴池、学校、医院、公寓、部队指练、别墅、野外作业、居民小区、恒温养殖场、高速公路、抗震救灾等场所，不仅节能减排效果十分突出，热能损耗、加热成本极低，而且安装操作简便，移动方便，并可确保热水质量，可以大大改善人们生活的环境，经济、社会效益显著。

Claims (8)

1.一种移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，包括太阳能(100)、厂矿废热源和运输设备(20)，其特征在于：所述运输设备(20)上设置有将废弃热源转化再利用的供热供电装置。
2.根据权利要求1所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：所述的供热供电装置包括太阳能采光转热组件、导热介质(16)、蓄热装置(9)、回形水管及供热容器箱(13)，所述的回形水管和蓄热装置(9)设于供热容器箱(13)中，在供热容器箱(13)中充满了导热介质(16)，太阳能采光转热组件设置在供热容器箱(13)上并与其连为一体，在厂矿废热源吸入端(1)与供热容器箱(13)之间设有管路(21)，在供热容器箱(13)外还设有与所述回形水管连通的进水端(7)和出水端(17)。
3.根据权利要求2所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：所述的供热容器箱(13)中还设有循环导热管(14)、加热泵(18)、加热分配器(10)、强制热转换器(8)，在所述的运输设备(20)上还配有为供热容器箱(13)使用的配电箱(6)。
4.根据权利要求2所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：所述的蓄热装置(9)由金属圆管与蓄热材料组成，所述的蓄热材料为高温相变蓄热材料。
5.根据权利要求2所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：在供热容器箱(13)上还设有与其连通的热量表(4)、温度调节阀(5)和压力表(11)。
6.根据权利要求2所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：在厂矿废热源吸入端(1)与供热容器箱(13)之间设有废热流量表(2)和管路阀门(3)。
7.根据权利要求2所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：所述的进水端(7)与自来水供水管相接，所述的出水端(17)通过用户流量表(12)、三通阀门(15)接往用户使用端，
8.根据权利要求1-7中任一项所述的移动式太阳能余废热能转换供热供电装置，其特征在于：所述的运输设备(20)是客车、货车或轮式载货拖拉机。
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