CN103185367A - 一种热管式移动供热相变蓄热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热管式移动供热相变蓄热装置，其包括罐体和运输装置，罐体固定在运输装置上，所述罐体由横向设置的隔板分成上下两部分，上部为蓄热室，下部为热源室，蓄热室与热源室内设置有将热源室内热量传递至蓄热室内的热管。蓄热室内设置有换热管，换热管的进口和出口位于蓄热室外部，换热管的周围填充有相变材料，所述热源室是待回收热源流体的通道，热源室上连接有热源流体进管和热源流体出管。本发明将热管技术、相变蓄热技术以及移动供热技术有机结合，专门针对烟气、冷凝水等非洁净高温流体的余热回收，极大提高了移动供热装置的蓄热能力，降低移动供热的运输成本，同时为用户提供蒸汽和热水。

Description

一种热管式移动供热相变蓄热装置
技术领域
本发明涉及移动供热设备技术领域，具体涉及一种热管式移动供热相变蓄热装置。
背景技术
根据蓄热介质和热能储存形式的不同，蓄热装置可分为显热储能和相变储能。显热储能蓄热装置在工业中应用已久，但是显热储能蓄热装置存在储能密度低、体积大、蓄热不能恒温等缺点，在工业余热回收中具有很大的局限性。相变储能蓄热装置与显热储能蓄热装置相比，具有较高的储能密度，能极大的减少换热设备的体积和重量。工业余热回收过程中，还需要解决废热回收的速率，热管是一种高效的导热元件，具有优良的导热性能，可根据不同的余热温度选定相应的管材和工质，实现中高温余热回收和利用。当前利用相变材料进行废气和废水的余热回收移动供热装置存在蓄热、放热时间长、蓄热密度低、经济效益差等缺点。
发明内容
本发明提供一种热管式移动供热相变蓄热装置，该移动供热相变蓄热装置具有结构新颖，蓄热及放热效率高的优势。
本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
热管式移动供热相变蓄热装置，包括罐体和运输装置，罐体固定在运输装置上，所述罐体由横向设置的隔板分成上下两部分，上部为蓄热室，下部为热源室，蓄热室与热源室内设置有将热源室内热量传递至蓄热室内的热管，蓄热室内设置有换热管，换热管的进口和出口位于蓄热室外部，换热管的周围填充有相变材料，所述热源室是待回收热源流体的通道，热源室上连接有热源流体进管和热源流体出管。
优选地，所述热管外套有金属肋片，多根热管并联连接，热管采用直观、弯管、或盘管。
优选地，所述罐体为圆柱体或椭圆体，罐体外敷有隔热层。
优选地，所述蓄热室内竖立有至少两块支撑隔板，支撑隔板由蓄热室顶端延伸至底端，换热管穿在支撑隔板上。
优选地，所述蓄热室上设置有温度表，蓄热室的上部连接有泄压管，泄压管上连接有第一阀门。
优选地，所述蓄热室上部连接有注料管，注料管上连接有第二阀门；蓄热室下部连接有出料管，出料管上连接有第三阀门。
优选地，所述换热管进口的管体上连接有第四阀门，换热管出口的管体上连接有第五阀门。
优选地，所述热源流体进管上连接有第六阀门，热源流体出管上连接有第七阀门。
本发明的有益效果：
此种热管式移动供热相变蓄热装置的工作原理是：高温流体进入热源室内，依靠热管将热量传递给蓄热室内的相变材料，当相变材料的温度升高到与高温流体温度接近时，停止充热。放热时，冷水通过蓄热室内的换热管，通过第四阀门和第五阀门的调节可获得不同温度的热水或蒸汽。
换热管的结构可以是竖管式、横管式或盘管式，换热管的内外传热表面既可是光滑表面，也可以是翅片表面，换热管既可是由单管组成，也可由多管组成。
支撑隔板一般需要两块以上，形状可以根据需要来确定，主要是防止运输过程中液体晃动和支撑换热管的作用。
本发明将热管技术、相变蓄热技术以及移动供热技术有机结合，专门针对烟气、冷凝水等非洁净高温流体的余热回收，极大提高了移动供热装置的蓄热能力，降低移动供热的运输成本，同时为用户提供蒸汽和热水。
本发明可广泛应用于各类工业的废气和废水，对用户有极强的适用性。
附图说明
图1是热管式移动供热相变蓄热装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
结合图1，热管式移动供热相变蓄热装置，包括罐体22和载重汽车1，罐体22固定在载重汽车1上，所述罐体22由横向设置的隔板9分成上下两部分，上部为蓄热室16，下部为热源室7，蓄热室16与热源室7内设置有将热源室7内热量传递至蓄热室16内的热管8。蓄热室16内设置有换热管6，换热管6的进口和出口位于蓄热室16外部，换热管6的周围填充有相变材料24，所述热源室7是待回收热源流体的通道，热源室7上连接有热源流体进管11和热源流体出管4。
热管8外套有金属肋片，多根热管8并联连接，热管采用弯管。罐体22为圆柱体，罐体22外敷有隔热层。蓄热室16内竖立有三块支撑隔板17，支撑隔板17由蓄热室16顶端延伸至底端，换热管6穿在支撑隔板17上。
所述蓄热室16上设置有温度表23，蓄热室16的上部连接有泄压管21，泄压管21上连接有第一阀门20。所述蓄热室16上部连接有注料管18，注料管18上连接有第二阀门19。蓄热室16下部连接有出料管3，出料管3上连接有第三阀门2。所述换热管进口的管体12上连接有第四阀门13，换热管出口的管体14上连接有第五阀门15。所述热源流体进管11上连接有第六阀门10，热源流体出管4上连接有第七阀门5。
此种热管式移动供热相变蓄热装置的工作原理是：高温流体进入热源室内，依靠热管将热量传递给蓄热室内的相变材料，当相变材料的温度升高到与高温流体温度接近时，停止充热。放热时，冷水通过蓄热室内的换热管，通过第四阀门和第五阀门的调节可获得不同温度的热水或蒸汽。
本发明用于各类废热废气，如：烟气、蒸汽或热水的余热回收和利用，具体工作过程是：首先利用快速接头将载重汽车上的热源流体进管11与热源进行对接，然后打开第六阀门10和第七阀门5，高温流体的热量依靠热管8传递给蓄热室16内的相变材料24，高温流体流出时温度会降低，当高温流体的温度与相变材料24的温度接近时，关闭第六阀门10和第七阀门5，拆卸充热管道，充热完成。移动供热装置到达用户端时，换热管进口的管体12与自来水管道进行快速连接，换热管出口的管体14与用户管道连接，通过第五阀门15进行热水或蒸汽的温度和压力调节。相变材料24由注料管18处通过打开第二阀门19加入到蓄热室16内，出料管3在蓄热室16下部一侧，依靠第三阀门2进行卸料。泄压管21上连接有第一阀门20为泄压阀，对罐内压力起保护作用。
罐体22由凹形基座支撑底部，它们之间可采用焊接或螺栓连接，基座与载重汽车1之间也可以采用焊接或螺栓固定。
以下是本发明热管式移动供热相变蓄热装置的应用实例：
实例1：某热电厂锅炉排烟气温度为220～250℃，压力为0.6MPa，流量为90003/h～9500m3/h，匹配熔点160度左右，载重20吨相变材料的移动供热装置，高温烟气进入热源室，依靠热管将烟气的热量传递给相变材料，当相变材料的温度达到170度左右，停止充热。移动供热装置抵达需要热水和蒸汽的医院，医院每小时需要温度120℃和压力0.19Mpa的蒸汽约500kg和15吨90℃热水，先将蒸汽输入到用户端120m3的储汽罐，当储汽罐内的压力达到0.19Mpa左右停止充汽，再将多余的蒸汽和饱和水通入70吨的保温水箱加热低温水至90℃。
实例2：一台工业锅炉每小时产生约3.5吨高温高压饱和水，饱和水温度在220℃～240℃，压力：2.32Mpa～3.35Mpa，匹配熔点100度左右，载重15吨相变材料的移动供热装置进行余热回收，高温高压饱和水通入移动供热装置的热源室内，高温高压饱和水的热量依靠热管传递给蓄热室内相变材料，当相变材料温度达到120度，停止充热。也可以将多台移动供热装置依次串联充热，这样可实现连续充热，提高充热效率。移动供热装置抵达供应热水的工厂，工厂每小时需要10吨70℃热水，通入可容纳100吨水的保温水箱中加热低温水至70℃。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，包括罐体和运输装置，罐体固定在运输装置上，所述罐体由横向设置的隔板分成上下两部分，上部为蓄热室，下部为热源室，蓄热室与热源室内设置有将热源室内热量传递至蓄热室内的热管，蓄热室内设置有换热管，换热管的进口和出口位于蓄热室外部，换热管的周围填充有相变材料，所述热源室是待回收热源流体的通道，热源室上连接有热源流体进管和热源流体出管。
2.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述热管外套有金属肋片，多根热管并联连接，热管采用直观、弯管、或盘管。
3.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述罐体为圆柱体或椭圆体，罐体外敷有隔热层。
4.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述蓄热室内竖立有至少两块支撑隔板，支撑隔板由蓄热室顶端延伸至底端，换热管穿在支撑隔板上。
5.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述蓄热室上设置有温度表，蓄热室的上部连接有泄压管，泄压管上连接有第一阀门。
6.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述蓄热室上部连接有注料管，注料管上连接有第二阀门；蓄热室下部连接有出料管，出料管上连接有第三阀门。
7.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述换热管进口的管体上连接有第四阀门，换热管出口的管体上连接有第五阀门。
8.根据权利要求1所述的热管式移动供热相变蓄热装置，其特征在于，所述热源流体进管上连接有第六阀门，热源流体出管上连接有第七阀门。
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