CN109974064A - 基于充电桩电制热的移动相变储热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统,包括制热单元、移动储热单元和供热单元。所述移动储热单元位于移动运输车厢内,包括循环风机、充电接口、保温层、电热蓄热模块和截止阀;所述的电热蓄热模块包括复合相变储热砖、电加热元件、显热储热砖和高温绝缘砖,其中复合相变储热砖通过交错搭接的方式形成具有一定形状孔道结构的堆砌体,显热储热砖和高温绝缘砖相互拼接穿插在复合相变储热砖的孔道中,形成用于支撑电加热元件的支架结构。本发明利用充电桩直接对新能源移动供热车内的电热蓄热模块充热,将新能源移动供热车的充电与充热过程集成于一体,其质量储热密度与传统移动储热系统相比大幅提高,适宜规模化推广。
Description
技术领域
本发明涉及供热系统领域,具体是一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统。
背景技术
我国作为能源大国,一直以来存在能源利用效率低、经济效益差等问题。近年来经济持续高速的增长必然伴随着能源的快速消耗,而回收工业余热和废热对于提高能源综合利用效率具有重要的意义。移动储热技术打破传统的管道运输方式,是一种新型的余热利用供热模式,主要以储热材料为核心,将高耗能行业的工业余热或废热回收储存,利用车辆运输到热用户进行供热。然而城市中工业工厂很少且分布区域距离用热区域很远,通过移动供热车将工业余热收集后再运输到用热区供热成本较高且不环保。随着新能源车辆的逐渐普及,充电桩不仅数量越来越多,使用也越来越方便,将移动储热技术与充电桩技术相结合,使新能源车辆用于移动供热的方式具有重大意义。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题,提供了一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统,利用充电桩直接对新能源移动供热车内的电热蓄热模块充热,将新能源移动供热车的充电与充热过程集成于一体,其质量储热密度与传统移动储热系统相比大幅提高,适宜规模化推广。
本发明提供了一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统,包括制热单元、移动储热单元和供热单元。
所述制热单元包括充电桩,所述充电桩通过移动储热单元的充电接口与电加热元件相连。
所述移动储热单元位于移动运输车厢内,包括循环风机、充电接口、保温层、电热蓄热模块和截止阀;所述的电热蓄热模块包括复合相变储热砖、电加热元件、显热储热砖和高温绝缘砖,其中复合相变储热砖通过交错搭接的方式形成具有一定形状孔道结构的堆砌体,显热储热砖和高温绝缘砖相互拼接穿插在复合相变储热砖的孔道中,形成用于支撑电加热元件的支架结构;所述循环风机位于电热蓄热模块前端;所述充电接口位于移动储热单元顶部并与电加热元件相连;所述保温层位于电热蓄热模块外表面;所述截止阀分布于电热蓄热模块和循环风机的后端与供热单元相连,控制移动储热单元内循环热风的流向。
所述供热单元位于热用户的换热站内,包括气水换热器、第一循环水泵、蓄热水罐、第二循环水泵和热用户;所述气水换热器其中一端与蓄热水罐及第一循环水泵相连构成热水循环回路,另一端与移动储热单元相连,构成热风循环回路;所述热用户位于蓄热水罐后端,与第二循环水泵相连构成供暖循环水回路。
进一步改进,所述的复合相变储热砖含有相变材料和封装材料,其中相变材料组成为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、硫酸钠、硫酸钾、氯化钾和氯化钠中的一种或几种组合,占多孔复合相变储热砖总质量的55-75%;封装材料为高岭土、硅藻土、膨胀珍珠岩、石墨中的任意一种,占复合相变储热砖总质量的25-45%。
进一步改进,所述的复合相变储热砖的相变温度范围为500~750℃。
进一步改进,所述的复合相变储热砖形成的堆砌体中,砖与砖之间的间隙为15-30mm。
进一步改进,所述的显热储热砖为镁砖或镁铝砖。
进一步改进,所述的高温绝缘砖为高铝砖或粘土砖。
本发明有益效果在于:本发明提供了一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统,利用充电桩直接对新能源移动供热车内的电热蓄热模块充热,将新能源移动供热车的充电与充热过程集成于一体;采用相变温度500℃以上的复合相变储热砖作为蓄热介质,其质量储热密度与传统移动储热系统相比大幅提高;以显热储热砖和高温绝缘砖交错搭接作为电加热元件支撑,在增强支撑结构高温机械强度的同时,避免了复合相变储热砖相变过程中对电加热元件的腐蚀,适宜规模化推广。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为电热蓄热模块轴侧视图。
图3为电热蓄热模块主视图。
图4为电热蓄热模块俯视图。
1、充电桩;2、循环风机;3、充电接口;4、保温层;5、复合相变储热砖;6、电加热元件;7、显热储热砖;8、高温绝缘砖;9、第一截止阀;10、第二截止阀;11、气水换热器;12第一循环泵;13、蓄热水罐;14、第二循环泵;15、热用户。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其结构如图1所示,包括制热单元、移动储热单元和供热单元。
所述制热单元包括充电桩1,所述充电桩通过移动储热单元的充电接口与电加热元件6相连。
所述移动储热单元位于移动运输车厢内,包括循环风机2、充电接口3、保温层4、电热蓄热模块和截止阀。
所述的电热蓄热模块如图2、图3和图4所示,包括复合相变储热砖5、电加热元件6、显热储热砖7和高温绝缘砖8,其中复合相变储热砖5通过交错搭接的方式形成具有一定形状孔道结构的堆砌体,显热储热砖7和高温绝缘砖8相互拼接穿插在复合相变储热砖5形成的多个堆砌体的间隙中,形成用于支撑电加热元件的支架结构。
所述循环风机2位于电热蓄热模块前端;所述充电接口3位于移动储热单元顶部并与电加热元件6相连;所述保温层4位于电热蓄热模块外表面;所述截止阀分布于电热蓄热模块和循环风机2的后端与供热单元相连,控制移动储热单元内循环热风的流向,包括第一截止阀9和第二截止阀10,其中电热蓄热模块与循环风机2串联,气水换热器11与第一截止阀9串联后先与第二截止阀10并联,再与电热蓄热模块和循环风机的组合并联。
所述供热单元位于热用户的换热站内,包括气水换热器11、第一循环水泵12、蓄热水罐13、第二循环水泵14和热用户15;所述气水换热器11其中一端与蓄热水罐13及第一循环水泵12相连构成热水循环回路,另一端与移动储热单元相连,构成热风循环回路;所述热用户15位于蓄热水罐13后端,与第二循环水泵14相连构成供暖循环水回路。
所述的复合相变储热砖含有相变材料和封装材料,其中相变材料组成为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、硫酸钠、硫酸钾、氯化钾和氯化钠中的一种或几种组合,占多孔复合相变储热砖总质量的55-75%;封装材料为高岭土、硅藻土、膨胀珍珠岩、石墨中的任意一种,占复合相变储热砖总质量的25-45%。
所述的复合相变储热砖的相变温度范围为500~750℃。
所述的复合相变储热砖形成的堆砌体中,砖与砖之间的间隙为15-30mm。
所述的显热储热砖7为镁砖或镁铝砖。
所述的高温绝缘砖8为高铝砖或粘土砖。
本发明工作方法如下:
在移动供热车充热期间,充电桩1经由的充电接口3与电加热元件6通过电缆相连,关闭第一截止阀9,同时开启充电桩1、循环风机2和第二截止阀10,被增压后的常温空气经由电加热元件6变为高温空气;高温空气的热量被复合相变储热砖5吸收储存而使空气温度降低,降温后的空气通过循环风机2增压后继续进行下一次充热循环,直至复合相变储热砖5的温度达到相变温度以上时停止充热,此时断开充电接口3,关闭充电桩1、循环风机2和第二截止阀10。
在移动供热车供热期间,移动供热车抵达供热站并与站内的气水换热器11通过管道连接,关闭第二截止阀10和电加热元件6,开启循环风机2和第一截止阀9,被增压后的常温空气经由复合相变储热砖5,复合相变储热砖5释放热量并加热空气,升温后的空气经由气水换热器11而将热量传递给蓄热水罐13,然后通过循环风机2增压后继续进行下一次放热循环;蓄热水罐13通过循环泵14将热量传递给热用户15;当复合相变储热砖5的温度降低至设定最低温度时,断开移动供热车与气水换热器11的连接,关闭循环风机2和第一截止阀9。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其特征在于:包括制热单元、移动储热单元和供热单元;
所述制热单元包括充电桩(1),所述充电桩通过移动储热单元的充电接口与电加热元件(6)相连;
所述移动储热单元位于移动运输车厢内,包括循环风机(2)、充电接口(3)、保温层(4)、电热蓄热模块和截止阀;所述的电热蓄热模块包括复合相变储热砖(5)、电加热元件(6)、显热储热砖(7)和高温绝缘砖(8),其中复合相变储热砖(5)通过交错搭接的方式形成具有一定形状孔道结构的堆砌体,显热储热砖(7)和高温绝缘砖(8)相互拼接穿插在复合相变储热砖(5)形成的多个堆砌体的间隙中,形成用于支撑电加热元件的支架结构;所述循环风机(2)位于电热蓄热模块前端;所述充电接口(3)位于移动储热单元顶部并与电加热元件(6)相连;所述保温层(4)位于电热蓄热模块外表面;所述截止阀分布于电热蓄热模块和循环风机(2)的后端与供热单元相连,控制移动储热单元内循环热风的流向;
所述供热单元位于热用户的换热站内,包括气水换热器(11)、第一循环水泵(12)、蓄热水罐(13)、第二循环水泵(14)和热用户(15);所述气水换热器(11)其中一端与蓄热水罐(13)及第一循环水泵(12)相连构成热水循环回路,另一端与移动储热单元相连,构成热风循环回路;所述热用户(15)位于蓄热水罐(13)后端,与第二循环水泵(14)相连构成供暖循环水回路。
2.根据权利要求1所述的基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其特征在于:所述的复合相变储热砖含有相变材料和封装材料,其中相变材料组成为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、硫酸钠、硫酸钾、氯化钾和氯化钠中的一种或几种组合,占多孔复合相变储热砖总质量的55-75%;封装材料为高岭土、硅藻土、膨胀珍珠岩、石墨中的任意一种,占复合相变储热砖总质量的25-45%。
3.根据权利要求1所述的基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其特征在于:所述的复合相变储热砖的相变温度范围为500~750℃。
4.根据权利要求1所述的基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其特征在于:所述的复合相变储热砖形成的堆砌体中,砖与砖之间的间隙为15-30mm。
5.根据权利要求1所述的基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其特征在于:所述的显热储热砖(7)为镁砖或镁铝砖。
6.根据权利要求1所述的基于充电桩电制热的移动相变储热系统,其特征在于:所述的高温绝缘砖(8)为高铝砖或粘土砖。
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