CN111947491A - 一种混合型蓄热装置及加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合型蓄热装置及加热方法，混合型蓄热装置的蓄热主体结构由固体显热储热材料构成的第一蓄热砖、第二蓄热砖与固体相变储热材料构成第三蓄热砖的耦合形成，第三蓄热砖的形状与所放置的通道相适应，可以增加蓄热体的储能密度，提高蓄热装置的储热能力，而且固体相变储热材料不受力，与电热元件不直接接触，不会产生腐蚀、绝缘等问题，安全稳定性高；提供的加热方法在靠近进风端的第一通道和第二通道内放置加热元件，且各自的加热状态独立控制，使蓄热砖体吸收和释放热量均匀，同时可以弥补蓄热装置稳定运行后蓄热体进风端和出风端的温差，提高材料利用率。
Description
技术领域
本发明涉及储热技术领域，具体涉及一种混合型蓄热装置及加热方法。
背景技术
目前，电热储能技术正处于蓬勃发展时期，不同结构类型电热储能装置，其储热量和换热功率取决于电热储能砖体结构、电加热方式、风量控制等。现有电热储能砖体吸收和释放热量不均匀，常见加热方式导致蓄热体两端温差过大，造成储热材料利用率低。释放和吸收热量不均匀导致电加热元件周围温度过高，沿空气流动方向电热材料原件应力大，易造成电热元件的折断，影响设备正常运行。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中电热储能结构吸收和释放热量不均匀，导致蓄热体两端温差过大及储热材料利用率的缺陷，从而提供一种混合型蓄热装置及加热方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种混合型蓄热装置，包括：加热元件、蓄热主体结构，所述蓄热主体结构分按预设长度比例分为三段，位于两端的第一段和第三段由第一蓄热砖组成，中间的第二段由第二蓄热砖组成，所述第一蓄热砖、第二蓄热砖均为固体显热储热材料，且均具备贯穿砖体的至少之一个第一通道和至少之一个第二通道，其中第一通道沿空气流通方向，第二通道沿与空气流通的垂直方向，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第一通道均用于放置加热元件，蓄热主体结构第一段的第二通道用于放置加热元件，蓄热主体结构第二段和第三段的第二通道用于放置第三蓄热砖，所述第三蓄热砖为固体相变储热材料；所述第一蓄热砖的第一通道中间设置有用于放置温度测量元件的安装孔。
在一实施例中，所述加热元件包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件的大于所述第二加热元件的功率，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第一通道均用于放置第一加热元件，所述蓄热主体结构第一段的第二通道用于放置第二加热元件。
在一实施例中，所述第一蓄热砖和第二蓄热转的第一通道截面形状包括圆形、矩形或正六边形。
在一实施例中，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第二通道截面形状包括矩形、圆形或梯形。
在一实施例中，所述加热元件为电热合金丝，温度测量元件为热电偶。
第二方面，本发明实施例提供一种混合型蓄热装置的加热方法，基于第一方面所述的混合型蓄热装置，包括：在蓄热主体结构所有蓄热砖的第一通道内放置加热元件对蓄热装置进行加热；
在蓄热主体结构第一段的第二通道内放置加热元件对蓄热装置进行辅助加热；
在蓄热主体结构第二段和第三段的第二通道内放置第三蓄热砖进行蓄热；
在蓄热主体结构第一段的安装孔内放置温度测量元件，用于监测空气进口端的温度。
在一实施例中，所述加热方法还包括：在蓄热主体结构第三段的安装孔内放置温度测量元件，用于监测空气出口端的温度，并结合空气进口端的温度评估蓄热装置的储温能力。
在一实施例中，位于第一通道内设置的加热元件的功率大于第二通道内的加热元件，且第一通道和第二通道内的加热元件的加热状态独立控制。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的一种混合型蓄热装置，由固体显热储热材料构成的第一蓄热砖、第二蓄热砖与固体相变储热材料构成第三蓄热砖的耦合形成，第三蓄热砖的形状与所放置的通道相适应，可以增加蓄热体的储能密度，提高蓄热装置的储热能力，而且固体相变储热材料不受力，与电热元件不直接接触，不会产生腐蚀、绝缘等问题，安全稳定性高。同时在靠近进风端的第一通道和第二通道内放置加热元件，可以使得蓄热砖体吸收和释放热量均匀，弥补蓄热装置稳定运行后蓄热体进风端和出风端的温差。
2、本发明提供的混合型蓄热装置的加热方法，可以使蓄热砖体吸收和释放热量均匀，第一通道和第二通道内的加热元件的加热状态独立控制，可以弥补蓄热装置稳定运行后蓄热体进风端和出风端的温差，提高材料利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中蓄热主体结构的示意图；
图2为本发明实施例中提供的在蓄热主体结构内放置加热元件的示意图；
图3为本发明实施例中提供的第一蓄热砖的示意图；
图4为本发明实施例提供的第二蓄热砖的示意图；
图5为本发明实施例提供的混合型蓄热装置的加热方法的一个具体示例的流程图；
图6为本发明实施例提供的混合型蓄热装置的加热方法的另一个具体示例的流程图。
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种混合型蓄热装置，包括：加热元件、蓄热主体结构，如图1所示，所述蓄热主体结构分按预设长度比例分为三段，位于两端的第一段1和第三段3由第一蓄热砖组成，中间的第二段2由第二蓄热砖组成，所述第一蓄热砖、第二蓄热砖均为固体显热储热材料，且均具备贯穿砖体的至少之一个第一通道11和至少之一个第二通道12，其中第一通道11沿空气流通方向，第二通道12沿与空气流通的垂直方向，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第一通道均用于放置加热元件，蓄热主体结构第一段的第二通道用于放置加热元件，蓄热主体结构第二段和第三段的第二通道用于放置第三蓄热砖，所述第三蓄热砖为固体相变储热材料；所述第一蓄热砖的第一通道中间设置有用于放置温度测量元件的安装孔13。
本发明实施例提供的蓄热主体结构分为三段的比例，根据实际尺寸和具体实际蓄热需求进行合理设置，在此不做限制。其由固体显热储热材料构成的第一蓄热砖、第二蓄热砖与固体相变储热材料构成第三蓄热砖的耦合形成，第三蓄热砖的形状与所放置的通道相适应，可以增加蓄热体的储能密度，提高蓄热装置的储热能力，而且固体相变储热材料不受力，与电热元件不直接接触，不会产生腐蚀、绝缘等问题，安全稳定性高。
本发明实施例提供的蓄热装置同时在靠近进风端的第一通道和第二通道内放置加热元件，可以使得蓄热砖体吸收和释放热量均匀，弥补蓄热装置稳定运行后蓄热体进风端和出风端的温差。
本实施例中中放置温度测量元件的安装孔未是未贯穿第一蓄热砖的盲孔，温度测量元件可以为热电偶(仅作为举例，不以此为限)，可以只放置在蓄热主体结构第一段的安装孔内，用于监测靠近进风口的温度在预先设置的加热温度，也可以同时放置在蓄热主体结构第一段和第三段的安装孔内，用于评估蓄热装置的储温能力。
在本实施例中，所述加热元件包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件的大于所述第二加热元件的功率，如图2所示，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第一通道均用于放置第一加热元件21，所述蓄热主体结构第一段的第二通道用于放置第二加热元件22。在一具体实施例中，加热元件为电热元件，例如加热元件为螺旋电热合金丝，整个蓄热主体结构中沿空气流通方向的第一通道内电热元件采用高压10kV及以上电压或380V电压，起到主要的加热作用；蓄热主体结构第一段的与空气流通的垂直方向的第二通道内的电热元件采用1000V以下电压，进行辅助加热，起到降低进风端和出风端的温差的作用。
本发明实施例中，如图3所示的第一蓄热砖和图4所示的第二蓄热砖分别由两块形状相同的蓄热砖相互拼合形成第一通道和第二通道。由于第一蓄热砖还具有设置有用于放置温度测量元件的安装孔，安装孔由两块形状相同的蓄热砖相互拼合形成，可以降低简化蓄热砖模具的复杂度，同时也有利于方便烧制。
在具体的实施例中，第一蓄热砖和第二蓄热转的第一通道截面形状包括圆形、矩形或正六边形，第一蓄热砖和第二蓄热砖的第二通道截面形状包括矩形、圆形或梯形，图3和图4中仅以截面均是矩形作为示例，但是并不以此为限。
实施例2
本发明实施例提供一种混合型蓄热装置的加热方法，基于实施例1中的混合型蓄热装置，如图5所示，包括：
步骤S1：在蓄热主体结构所有蓄热砖的第一通道内放置加热元件对蓄热装置进行加热；
步骤S2：在蓄热主体结构第一段的第二通道内放置加热元件对蓄热装置进行辅助加热；
步骤S3：在蓄热主体结构第二段和第三段的第二通道内放置第三蓄热砖进行蓄热；
步骤S4：在蓄热主体结构第一段的安装孔内放置温度测量元件，用于监测空气进口端的温度。
需要说明的是，以上步骤的顺序只是一种具体的实施例，各个步骤之间的顺序不做具体限制。
本发明实施例提供的加热方法，可以使蓄热砖体吸收和释放热量均匀，在靠近进风端的第一通道和第二通道内放置加热元件，而且位于第一通道内设置的加热元件的功率大于第二通道内的加热元件，第一通道内设置的加热元件起到主要的加热作用，第二通道内的加热元件的起到辅助的加热作用，且第一通道和第二通道内的加热元件的加热状态独立控制，可以使得蓄热砖体吸收和释放热量均匀，弥补蓄热装置稳定运行后蓄热体进风端和出风端的温差，提高材料利用率。
在另一实施例中，如图6所示，上述方法还包括：
步骤S5：在蓄热主体结构第三段的安装孔内放置温度测量元件，用于监测空气出口端的温度，并结合空气进口端的温度评估蓄热装置的储温能力。
通过同时对蓄热装置的进风口和出风口的温度进行监测，可以将两端的温度进行比较来评估蓄热装置的储温能力，通过不同蓄热材料的试验对比，得到蓄热能力较优的蓄热装置。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种混合型蓄热装置，其特征在于，包括：加热元件、蓄热主体结构，所述蓄热主体结构分按预设长度比例分为三段，位于两端的第一段和第三段由第一蓄热砖组成，中间的第二段由第二蓄热砖组成，所述第一蓄热砖、第二蓄热砖均为固体显热储热材料，且均具备贯穿砖体的至少之一个第一通道和至少之一个第二通道，其中第一通道沿空气流通方向，第二通道沿与空气流通的垂直方向，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第一通道均用于放置加热元件，蓄热主体结构第一段的第二通道用于放置加热元件，蓄热主体结构第二段和第三段的第二通道用于放置第三蓄热砖，所述第三蓄热砖为固体相变储热材料；所述第一蓄热砖的第一通道中间设置有用于放置温度测量元件的安装孔。
2.根据权利要求1所述的混合型蓄热装置，其特征在于，所述加热元件包括第一加热元件和第二加热元件，所述第一加热元件的大于所述第二加热元件的功率，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第一通道均用于放置第一加热元件，所述蓄热主体结构第一段的第二通道用于放置第二加热元件。
3.根据权利要求1所述的混合型蓄热装置，其特征在于，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖分别由两块形状相同的蓄热砖相互拼合形成第一通道和第二通道。
4.根据权利要求1所述的混合型蓄热装置，其特征在于，所述第一蓄热砖和第二蓄热转的第一通道截面形状包括圆形、矩形或正六边形。
5.根据权利要求1所述的混合型蓄热装置，其特征在于，所述第一蓄热砖和第二蓄热砖的第二通道截面形状包括矩形、圆形或梯形。
6.根据权利要求1所述的混合型蓄热装置，其特征在于，所述加热元件为电热合金丝，温度测量元件为热电偶。
7.一种混合型蓄热装置的加热方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一所述的混合型蓄热装置，包括：
在蓄热主体结构所有蓄热砖的第一通道内放置加热元件对蓄热装置进行加热；
在蓄热主体结构第一段的第二通道内放置加热元件对蓄热装置进行辅助加热；
在蓄热主体结构第二段和第三段的第二通道内放置第三蓄热砖进行蓄热；
在蓄热主体结构第一段的安装孔内放置温度测量元件，用于监测空气进口端的温度。
8.根据权利要求7混合型蓄热装置的加热方法，其特征在于，还包括：在蓄热主体结构第三段的安装孔内放置温度测量元件，用于监测空气出口端的温度，并结合空气进口端的温度评估蓄热装置的储温能力。
9.根据权利要求7或8混合型蓄热装置的加热方法，其特征在于，位于第一通道内设置的加热元件的功率大于第二通道内的加热元件，且第一通道和第二通道内的加热元件的加热状态独立控制。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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