CN104654863A - 集装箱式移动固体粒块蓄热器及蓄热车 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种集装箱式移动固体粒块蓄热器，可以实现高温、低成本、高效率、安全、移动的蓄热，并适合于10-1500度的温度的蓄热，本发明采用固体粒块作为蓄热材料，将固体粒块转入到一个容器内，并通过将容器设置成为与标准集装箱一致，便于适合于不同的车辆运输，通过流体或固体粒块将热能与容器内的固体颗粒进行换热，在需要热能时，再利用流体将热能进行利用。本发明的另外目的是提供一种具备移动功能的蓄热器，可以将蓄热器进行移动，到一个热能的区域，然后再进行利用；可以应用蓄热利用以及太阳能采集，将余热或太阳能储存在蓄热器后将蓄热器进行移动，实现移动蓄热。

Description

集装箱式移动固体粒块蓄热器及蓄热车

技术领域

本发明涉及热能利用，特别是利用固体粒块实现移动热能储存、交换和利用。

背景技术

蓄热器是对热能进行储存的设备，现有的蓄热器为蒸汽型和液体蓄热器；

在工业节能领域，将余热进行回收并储存，通常采用相变技术进行蓄热，在低温领域采用蓄冰技术实现蓄热；

在太阳能领域，采用熔融盐蓄热，虽然熔融盐可以实现高温的储存，但是由于其需要从固态转变为液体，因而需要热能将其加热，同时熔融盐的毒性、经济型、安全性也存在问题，因而熔融盐蓄热的使用受到限制。

在太阳能领域，也采用空气或其他气体进行蓄热，但其热熔小，无法实现大规模的热能存储。

蓄能电站采用电能进行储存，特别是风电及光伏组成的电能，由于其无法实现储存，因而不得不大量的抛弃，造成大量的浪费。如果采用热能进行储存，需要具备大功率的存储能力的储存器。

有采用水等进行移动蓄热的技术，但是由于液体在运送过程中将出现波动，造成容器内部的压力变化，甚至可能出现爆炸的微危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种集装箱式移动固体粒块蓄热器，可以实现高温、低成本、高效率、安全、移动的蓄热，并适合于10-1500度的温度的蓄热，本发明采用固体粒块作为蓄热材料，将固体粒块转入到一个容器内，并通过将容器设置成为与标准集装箱一致，便于适合于不同的车辆运输，通过流体或固体粒块将热能与容器内的固体颗粒进行换热，在需要热能时，再利用流体将热能进行利用。

本发明的另外目的是提供一种具备移动功能的蓄热器，可以将蓄热器进行移动，到一个热能的区域，然后再进行利用；可以应用蓄热利用以及太阳能采集，将余热或太阳能储存在蓄热器后将蓄热器进行移动，实现移动蓄热。

 

具体发明内容如下：

集装箱式移动固体粒块蓄热器，包括固体粒块，固体砖块，保温材料，壳体等，其特征是：

一个含有两对进口与出口的容器，一对进口与出口为蓄热材料进口与出口，另外一对为流体进口与出口，用于蓄热的固体粒块可以从蓄热材料进口进入到容器内部，并可以从出口将固体粒块卸载出来，容器的外部有保温材料；容器的外形与集装箱的外形尺寸相同或相似，便于移动吊装或运输；

采用下列一种方式完成对蓄热器的充热：

A、将高温的蓄热材料从容器的蓄热材料进口装入到蓄热器；

B、采用流体换热，将高温的热能交换到蓄热器内；高温流体从进口进入容器后，经与蓄热材料换热后从出口流出，实现将流体的热能与蓄热材料进行换热，流体的热能被交换到蓄热材料中进行蓄热；

蓄热器可以用于在当地蓄热或被移动到需要的地区后；

当需要利用蓄热器中的热能时，将温度低于蓄热材料的低温流体从进口流入，低温流体与蓄热材料进行换热后再经出口流出，实现热能的利用。

容器外型按照下列一种进行生产：20尺规格的外形尺寸为：长20'-0"宽8'-0"高8'-6"，40尺规格的外形尺寸为：长40'-0"宽8'-0"高9'-6"，45尺规格的外形尺寸为：长45'-0"宽8'-0"高9'-6"。

还设置有无线通讯系统，可以将蓄热器的信息利用无线通讯装置进行通讯，实现对蓄热器的远程监控以及控制。

流体为液体、气体、超临界体、熔融盐、等离子体中的一种或多种。

在容器的流体进口与出口之间设置有多个管道，将进口与出口进行连接，所述的管道选自下列一种或其多种组合：

A、螺旋管；

B、管道的内部或者和外壁设置有换热翅片；

C、弯曲的管道；

D、其直径可以变化的管道；

E、管道的外壁上设置有可以与固体粒块相互连接的凹凸结构；

F、由不同的金属复合而成的管道；

G、管道的内或者外壁上设置有防腐涂层。

所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置。

两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于流体进行流通，所构成的通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀。

一种集装箱式移动固体粒块蓄热车，其特征是：以上所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器被设置在一个运输车辆上。

运输车上或者容器上安装有轨道和动力装置，可以将容器箱体从运输车上卸载和吊装到汽车上；在容器的壳体上设置有滚轮或者轮胎，滚轮或者轮胎与容器底部的外壳连接，同于支撑和移动容器，滚轮可以在设置在运输车上的轨道上进行运动。

容器外型按照下列一种进行生产：20尺规格的外形尺寸为：长20'-0"宽8'-0"高8'-6"，40尺规格的外形尺寸为：长40'-0"宽8'-0"高9'-6"，45尺规格的外形尺寸为：长45'-0"宽8'-0"高9'-6"。

 

采用本发明的技术方案可产生如下的有益效果：

1、                           本发明采用固体粒块实现高温蓄热，可以实现10-1500度的热能储存，安全可靠；

2、                           本发明可以实现移动蓄热，将蓄热器移动到需要的地方实现热能的采集及利用。

3、                           本发明可以应用于工业余热、太阳能、地热、生物质等多种应用。

附图说明

图1是集装箱式移动固体粒块蓄热车。

图2是矩形固体粒块图。

图3是集装箱式移动固体粒块蓄热器。

图4是半圆形固体粒块图。

图中标号含义：

1：进口，2：出口，3：容器，4：固体粒块，5：固体粒块内部设置的槽道  6：联通管道，7：固体粒块外部设置的凹结构。

具体实施方式

实施例1、集装箱式移动固体粒块蓄热车

图1、2所示的槽道换热固体粒块蓄热车，容器按照标准的长40'-0"宽8'-0"高9'-6"进行生产，容器上设置有蓄热材料进口1与出口2以及流体进口1与出口2，在容器内设置有矩形的固体粒块（图2），固体粒块上设置由圆形的槽道，两个矩形的固体粒块相互连接可以构成流体流动的通道，流体自进口1进入到容器内，通过矩形的固体粒块构成的槽道从进口流出到出口，并从出口流出道容器外部，高温流体首先从进口流入，经矩形的固体粒块的通道流动时与固体粒块进行换热，当需要使用蓄热器中的热能时，将低温流体从进口流入到容器，然后通过通道实现与固体粒块的换热，实现热能的存储和利用。

容器可以属于普通的运输车辆，按照集装箱的方式进行运输，也可以生产成为专用蓄热器运输车，将容器固定在车辆上，成为特种专用运输车。

 

实施例2、集装箱式移动固体粒块蓄热器

图3、4是连接通道换热固体粒块蓄热器，容器为矩形的箱体，其形状按照标准集装箱长20'-0"宽8'-0"高8'-6"进行生产，在容器的两侧设置有进口1与出口2，容器的进口与出口的内部设置有多个联通管道6，将进口与出口进行连接，在管道内部设置有固体粒块4，由自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块作为固体粒块，充填在管道6周围。

实现蓄热：流体自进口1进入到容器内2，通过联通管道6从进口流出，流体在管道6内流动时与固体粒块进行换热，后从出口2流出道容器外部，高温流体首先从进口流入，经固体粒块的联通通道流动时与固体粒块进行换热，    

当需要使用蓄热器中的热能时，将低温流体从进口流入到容器，然后通过联通通道实现与固体粒块的换热，实现热能的存储和利用。

 

    根据本发明的原理及结构，可以设计其他的实施案例，只要符合本发明的原理及结构，都属于本发明的实施。

Claims (8)

1.集装箱式移动固体粒块蓄热器，包括固体粒块，固体砖块，保温材料，壳体等，其特征是：

一个含有两对进口与出口的容器，一对进口与出口为蓄热材料进口与出口，另外一对为流体进口与出口，用于蓄热的固体粒块可以从蓄热材料进口进入到容器内部，并可以从出口将固体粒块卸载出来，容器的外部有保温材料；容器的外形与集装箱的外形尺寸相同或相似，便于移动吊装或运输；

采用下列一种方式完成对蓄热器的充热：

A、将高温的蓄热材料从容器的蓄热材料进口装入到蓄热器；

B、采用流体换热，将高温的热能交换到蓄热器内；高温流体从流体进口进入容器后，经与蓄热材料换热后从出口流出，实现将流体的热能与蓄热材料进行换热，流体的热能被交换到蓄热材料中进行蓄热；

容器可以用于在当地蓄热或被移动到需要的地区后；

当需要利用容器中的热能时，将温度低于蓄热材料的低温流体从进口流入，低温流体与蓄热材料进行换热后再经出口流出，实现热能的利用。

2.根据权利要求1所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器，其特征是：容器外型按照下列一种进行生产：20尺规格的外形尺寸为：长20'-0"宽8'-0"高8'-6"，40尺规格的外形尺寸为：长40'-0"宽8'-0"高9'-6"，45尺规格的外形尺寸为：长45'-0"宽8'-0"高9'-6"。

3.根据权利要求1所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器，其特征是：还设置有无线通讯系统，可以将蓄热器的信息利用无线通讯装置进行通讯，实现对蓄热器的远程监控以及控制。

4.根据权利要求1所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器，其特征是：流体为液体、气体、超临界体、熔融盐、等离子体中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器，其特征是：在容器的流体进口与出口之间设置有多个管道，将进口与出口进行连接，所述的管道选自下列一种或其多种组合：

A、螺旋管；

B、管道的内部或者和外壁设置有换热翅片；

C、弯曲的管道；

D、其直径可以变化的管道；

E、管道的外壁上设置有可以与固体粒块相互连接的凹凸结构；

F、由不同的金属复合而成的管道；

G、管道的内或者外壁上设置有防腐涂层。

6.根据权利要求1所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器，其特征是：所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置。

7.根据权利要求1所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器，其特征是：两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于流体进行流通，所构成的通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀。

8.一种集装箱式移动固体粒块蓄热车，其特征是：权力要求1-7中所述的集装箱式移动固体粒块蓄热器被设置在一个运输车辆上，在运输车上或者容器上安装有轨道和动力装置，可以将容器箱体从运输车上卸载和吊装到汽车上；在容器的壳体上设置有滚轮或者轮胎，滚轮或者轮胎与容器底部的外壳连接，同于支撑和移动容器，滚轮可以在设置在运输车上的轨道上进行运动。