CN108253511A - 一种液固混合蓄热电加热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液固混合蓄热电加热锅炉，包括膨胀槽、蓄热罐、换热导热油泵、蓄热导热油泵、电热棒加热器、油水换热器、换热循环管道泵等结构，使用廉价的鹅卵石作为固体蓄热材料，使用高温导热油作为传热媒体，用廉价的鹅卵石替代了其他相对昂贵的蓄热材料，不仅节省了大量成本，更重要的是，与人工制成的蓄热体材料相比，鹅卵石还具有更加坚固耐用、持热时间长的特点。本发明公开的电加热锅炉在低成本低、小体积的前提下保证了大容量蓄热的目的，并能长时间可靠稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及电热设备领域，特别是一种液固混合蓄热电加热锅炉。
背景技术
目前，电加热锅炉使用的蓄热材料有水、氧化镁固体砖、熔岩、高温导热油等，但目前已知的这些蓄热材料都存在一定的弊端：水作为蓄热材料时，由于温度的限制，导致锅炉体积庞大；氧化镁固体砖作为蓄热材料时，由于其比热容大但导热系数很小，所以砖的表面和内部温度差异很大，使得锅炉蓄热量不够又极易烧损电炉丝；熔岩作为蓄热材料使用时，因其凝固点高，而不适应冬供夏停的间断供暖行业；高温导热油由于价格昂贵，无法普遍适用于一般供暖行业。
因此，目前在国内刚刚兴起的电蓄热供暖行业中还没有一种合适的蓄热材料来满足低成本长时间稳定运行的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种采用鹅卵石为固体蓄热体、高温导热油为传热媒体的液固混合蓄热的电加热锅炉。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液固混合蓄热电加热锅炉，包括蓄热罐，所述蓄热罐中装有蓄热体，所述蓄热体为液固蓄热体，所述固体蓄热体为一定尺寸的鹅卵石，所述液体蓄热体为导热油，所述导热油填充在鹅卵石的缝隙间，所述蓄热罐与蓄热导热油泵相连通，所述蓄热导热油泵与电热棒加热器相连通，所述电热棒加热器与所述蓄热罐相连通，所述蓄热罐还与换热导热油泵相连通，所述换热导热油泵与油水换热器相连通，所述油水换热器通过换热循环管道泵与热用户相连通，所述油水换热器还与所述蓄热罐相连通。
进一步地，所述蓄热导热油循环泵谷电时段工作，所述换热导热油泵平峰时段工作。
进一步地，为保证蓄热均匀，所述鹅卵石上部留有一定空间，以便充满导热油。
进一步地，所述蓄热罐顶部设有膨胀槽。
导热油升温后会发生膨胀，为调节导热油的膨胀，在蓄热罐的顶部设置膨胀槽。
进一步地，所述膨胀槽内设有螺旋降温受热面管。
高温导热油与空气接触后会发生氧化反应，因此导热油在70℃以上时禁止与空气接触。然而，在锅炉工作过程中，一般情况下导热油会被加热到300℃以上。为保证整个系统为常压，本发明在膨胀槽内布置了螺旋降温受热面管，受热面管内强制流动供暖系统的低温回水，保证了能与空气接触的膨胀槽内的导热油温度低于60℃。
进一步地，本发明锅炉中液固蓄热体从低温蓄热到高温再放热到低温，是通过自动控制系统无人值守完成的。
本发明的工作原理为：
在谷电时段，导热油循环泵将蓄热罐底部的高温导热油抽出，送至电热棒加热器内加热导热油，被加热的导热油再次送回密闭的蓄热罐的上部，被加热的导热油顺着鹅卵石缝隙至上而下流动，将热量传递给鹅卵石。如此导热油的反复循环，在低谷电时段将蓄热罐内的鹅卵石加热至所需温度，也就是将低谷时段的低价电能以热能方式存储下来。
在平峰时段，由另一台具有变频功能的导热油循环泵将蓄热罐内的高温导热油抽出送至油水换热器，通过换热循环管道泵将热量转换给循环水，最终送到热用户端供暖。在油水换热器被降温的导热油重新送回蓄热罐内，导热油在流经鹅卵石缝隙过程中被鹅卵石再次加热而升温。如此反复循环，将鹅卵石存储的热量源源不断的送给热用户。
与现有技术相比，本发明有益效果：使用廉价的鹅卵石作为固体蓄热材料，使用高温导热油作为传热媒体，用廉价的鹅卵石替代了其他相对昂贵的蓄热材料，不仅节省了大量成本，更重要的是，与人工制成的蓄热体材料相比，鹅卵石还具有更加坚固耐用、持热时间长的特点。本发明公开的电加热锅炉在低成本、小体积的前提下保证了大容量蓄热的目的，并能长时间可靠稳定运行。
附图说明
图1是本发明电加热锅炉的结构原理图。
其中，1-膨胀槽，2-蓄热罐，3-蓄热体，4-换热导热油泵，5-蓄热导热油泵，6-电热棒加热器，7-油水换热器，8-换热循环管道泵，9-热用户。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明液固混合蓄热电加热锅炉包括膨胀槽1、蓄热罐2、换热导热油泵4、蓄热导热油泵5、电热棒加热器6、油水换热器7、换热循环管道泵8等结构。
蓄热罐2内按量装满鹅卵石，鹅卵石缝隙间填充导热油，为蓄热均匀在鹅卵石上部留一定空间充满导热油。
蓄热罐2与蓄热导热油泵5连通，蓄热导热油泵5与电热棒加热器6连通，电热棒加热器6又与蓄热罐2连通。在谷电时段，蓄热导热油泵5将蓄热罐2内的导热油从蓄热罐2底部抽出送到电热棒加热器6内加热，被加热的导热油重新送到蓄热罐2的顶部，导热油从蓄热罐2顶部经过鹅卵石缝隙向下流动，此过程中将热量传递给鹅卵石，如此反复循环加热，在谷电时段内将蓄热罐2内的液固蓄热体加热到指定温度并蓄满所需热量。
为调节导热油升温后的膨胀，在蓄热罐2的顶部设置膨胀槽1，由于导热油温度超过70℃时与空气接触会出现氧化，所以在膨胀槽内布置换热器或螺旋降温受热面管，让系统回水经过，保证导热油温度不高于60℃。
蓄热罐2还与换热导热油泵4连通，换热导热油泵4与油水换热器7连通，油水换热器7通过换热循环管道泵与热用户9相连通，油水换热器7还与蓄热罐2相连通。在平峰时段，换热导热油泵4将蓄热罐2内的导热油从底部抽出送至油水换热器7，与热用户9的回水进行换热，为热用户9供暖。
在整个过程中液固蓄热体从低温蓄热到高温再放热到低温，是通过自动控制系统无人值守完成的。
本发明的关键点在于用廉价的鹅卵石替代了其他相对昂贵的蓄热材料，其意义不仅在于节省了大量投资成本，更重要的是鹅卵石具有比人工制成的蓄热体材料更加坚固耐用，持热时间长的特点。
本发明的工作过程为：
在谷电时段，导热油循环泵将蓄热罐底部的高温导热油抽出，送至电热棒加热器内加热导热油，被加热的导热油再次送回密闭的蓄热罐的上部，被加热的导热油顺着鹅卵石缝隙至上而下流动，将热量传递给鹅卵石。如此导热油的反复循环，在低谷电时段将蓄热罐内的鹅卵石加热至所需温度，也就是将低谷时段的低价电能以热能方式存储下来。
在平峰时段，由另一台具有变频功能的导热油循环泵将蓄热罐内的高温导热油抽出送至油水换热器，通过换热循环管道泵将热量转换给循环水，最终送到热用户端供暖。在油水换热器被降温的导热油重新送回蓄热罐内，导热油在流经鹅卵石缝隙过程中被鹅卵石再次加热而升温。如此反复循环，将鹅卵石存储的热量源源不断的送给热用户。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种液固混合蓄热电加热锅炉，其特征在于，包括蓄热罐，所述蓄热罐中装有蓄热体，所述蓄热体为液固蓄热体，所述固体蓄热体为一定尺寸的鹅卵石，所述液体蓄热体为导热油，所述导热油填充在鹅卵石的缝隙间，所述蓄热罐与蓄热导热油泵相连通，所述蓄热导热油泵与电热棒加热器相连通，所述电热棒加热器与所述蓄热罐相连通，所述蓄热罐还与换热导热油泵相连通，所述换热导热油泵与油水换热器相连通，所述油水换热器通过换热循环管道泵与热用户相连通，所述油水换热器还与所述蓄热罐相连通。
2.根据权利要求1所述的液固混合蓄热电加热锅炉，其特征在于，所述导热油循环泵谷电时段工作，所述换热导热油泵平峰时段工作。
3.根据权利要求1所述的液固混合蓄热电加热锅炉，其特征在于，所述固体蓄热体上部留有一定空间，以便充满液体蓄热体。
4.根据权利要求1所述的液固混合蓄热电加热锅炉，其特征在于，所述蓄热罐顶部设有膨胀槽。
5.根据权利要求4所述的液固混合蓄热电加热锅炉，其特征在于，所述膨胀槽内设有螺旋降温受热面管。
6.根据权利要求1-5任一项所述的液固混合蓄热电加热锅炉，其特征在于，所述液固蓄热体从低温蓄热到高温再放热到低温，是通过自动控制系统无人值守完成的。
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