CN201059676Y - 电蓄能集成换热供热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电蓄能集成换热供热装置，其构造包括外壳体、隔热保温层、或有内壳体，设置了电蓄能系统、换热系统、供热系统。其中蓄能体采用高密度蓄能材料制造，蓄热量大而装置体积相对变小；采用换热供热集成后，结构紧凑、产品集成程度较高。适用于供热和加热流体，低谷电蓄能实现移峰填谷及节省费用的目的。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种电加热供热装置，尤其是电蓄能换热供热装置。
背景技术
目前，在人类的生活和生产活动中，供热或供热水的装置比较常见，如燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、电锅炉等。其中电锅炉对环境污染较轻，是基本没有废气、废水、废料的排放的清洁能源，但电力紧张矛盾和电加热费用限制了电锅炉的应用。
由于电力生产和输送的特点及电能自身的特性，电力供求紧张表现为时差性供求矛盾，同时又存在严重浪费现象，即峰谷供求失配和低谷时段空耗。为此电力市场执行有分时计价的电价政策，对于使用低谷时段电能予以鼓励。
电加热高温水蓄能，是利用低谷电力加热水介质，同时能享受分时计价的优惠电价而节省费用，在用电高峰时用高温水输出热能，是电蓄能技术的有益开发和尝试。缺点是蓄能密度低，因而占用空间大，效率也不高。
发明内容
为了克服电加热设备的上述缺点，本实用新型提供一种使用高密度蓄能体的电蓄能集成换热供热装置。
为实现上述目的，本实用新型提供的电蓄能集成换热供热装置，由外壳体、隔热保温层、电蓄能系统、集成换热供热系统组成。
外壳体是商品化的一个外壳，也可以是借用的环境物，如墙壁、地槽等。
隔热保温层实现最大可能的阻止热量向外传递，降低热能损失。
一、电蓄能系统
电蓄能系统至少包括电加热装置和蓄能体。
电加热装置至少包括电热元件；电热元件是电能转化为热能的部件，并通过辐射或传导向周围环境释放热能量。电热元件及其工艺附件如封装套件、填充材料、强化传热构造物及导热结构件等形成热交换环境的热源体。
蓄能体是包含蓄能材料或直接用蓄能材料制成的部件，蓄能体主要以蓄能材料的显热或/和潜热来储蓄热能量。蓄能体可以是一个整体，也可以是多个模块摆放组合。蓄能体的单位体积蓄能密度一般是水在温差50℃时的蓄热量的几倍到数十倍，例如使用高铁砖材料烧结制成的蓄能体，温差450℃时蓄能密度可达到1000MJ.m-3以上。
蓄能体和热源体之间存在或产生流体介质时，需要内壳体容器；蓄能体和热源体之间不存在也不产生流体介质时，内壳体容器非必需。
电加热装置通过热源体释放热能传递给蓄能体，蓄能体以显热或/和潜热的形式储蓄热能量。电加热装置和蓄能体构成了基本的电加热蓄能系统，简称电蓄能系统。
二、集成换热供热系统
集成换热供热系统至少包括蒸汽发生器和间壁式换热器。
蒸汽发生器的上部和间壁式换热器的热流体腔直接连通，蒸汽发生器的蒸发段置于蓄能体亦即电蓄能系统的热环境中，适量换热工质置于其中；间壁式换热器，是利用间壁即固体表面将进行热交换的冷热两种流体隔开、互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器；气相工质能自由流通、而液相工质也能从间壁式换热器的热流体腔流回到蒸汽发生器的蒸发段；间壁式换热器的热流体腔体兼作蒸汽发生器的冷凝段。
系统工作时，冷流体流经间壁式换热器的冷流体腔，冷流体通过间壁吸收热能，实现热能输出；而热流体腔的热流体通过间壁释放热能，温度降低或和发生气液相变，沉落回流到蒸汽发生器的蒸发段；蒸汽发生器蒸发段的流体吸收电蓄能系统热环境的热能而升温或和发生液气相变，并上升到间壁式换热器的热流体腔中。如此循环往复，直到温度平衡。
根据间壁式换热器的应用需要，冷流体腔可分为密闭结构和敞开结构。
蒸汽发生器的蒸发段是光管和/或波节管和/或异型截面腔体的盲管和/或底部连通管。
蒸汽发生器的蒸发段和间壁式换热器的间壁通过换热工质的相变交换热能。
蒸汽发生器的蒸发段和间壁式换热器的间壁通过换热工质的对流交换热能。
在间壁式换热器的热流体腔体上连通抽气泵、并具有安全附件。
本实用新型的有益效果是，实现了电蓄能供热或供热流体，通过蒸汽发生器和间壁式换热器集成后，结构紧凑、若利用相变换热则会取得换热系数大的效果；蓄能密度大而装置体积较小，低谷电蓄能实现移峰填谷和享受分时电价优惠政策而节省加热费用。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是第一个实施例的结构示意图；
图3是第一个实施例的结构示意图。
图中1.外壳体，2.隔热保温层，3.蓄能体，4.电加热装置，5.蒸汽发生器，6.内壳体，7.间壁式换热器，8.抽气泵，9.安全附件。
具体实施方式
在图1中，电蓄能系统由蓄能体(3)、电加热装置(4)构成；集成换热供热系统，蒸汽发生器(5)、间壁式换热器(7)构成，间壁式换热器(7)的热流体腔体兼作蒸汽发生器(5)的冷凝段；蒸发段呈盲管构造。蓄能体可以采用金属基蓄热材料制成一个整体，或制成多个模块通过摆放组合而成，及或固-液相变的蓄热材料经封装而成，及或采用内壳体封装成一体。蒸汽发生器(5)的蒸发段置于蓄能体(3)亦即电蓄能系统的热环境中，蒸汽发生器(5)蒸发段的工质吸收热环境中的热能后气化移动到冷凝段，而冷凝段即间壁式换热器(7)的热流体腔体中的气相工质遇冷后放热冷凝并返回蒸发段，如此循环往复，实现把蓄能体及其热环境中的热能供给间壁式换热器(7)的冷流体腔的冷流体。
系统初次运行时，应加入适量换热工质并排除不容气体。
下面结合实施例对本实用新型进一步说明。
在图2所示的第一个实施例中，增加了抽气泵(8)，换热工质液面淹没或部分淹没间壁式换热器的间壁，换热过程存在对流传热并冷却后的工质自然下沉到蒸汽发生器的蒸发段继续吸收热能。
装置在初次运行前，首先加入适量工质液体于间壁式换热器的热流体腔体(8)中，留有膨胀空间，并用抽气泵排出不容气体。
在图3所示的第二个实施例中，除了增加抽气泵(8)外，又增加了安全附件(9)，并且加入适量换热液体工质，蒸汽发生器中的工质吸收热能并发生相变，气相工质进入热流体腔参与间壁换热而冷凝，冷凝后回流到蒸汽发生器的蒸发段，如此往复实现换热和供热。
装置在初次运行前，首先加入适量工质流体，然后用抽气泵排出系统的不容气体并形成负压而降低工质沸点。
以上实施例的蓄能体可以采用金属基蓄热材料制成一个整体，或制成多个模块通过摆放组合而成，及或固-液相变的蓄热材料经封装而成，及或采用内壳体封装成一体。
Claims (5)
1.一种电蓄能集成换热供热装置，主要由外壳体(1)、隔热保温层(2)、电蓄能系统、集成换热供热系统、内壳体(6)等构成，其特征是：
电蓄能系统至少包括蓄能体(3)和电加热装置(4)，电加热装置(4)的热源体传递热能给蓄能体(3)，蓄能体(3)以显热和/或潜热方式存储热能；
集成换热供热系统是蒸汽发生器(5)和间壁式换热器(7)构成，并且间壁式换热器(7)的热流体腔体兼作蒸汽发生器(5)的冷凝段；
蓄能体(3)通过接触和/或通过导热介质传递热能给热管(5)的蒸发段。
2.根据权利要求1所述的电蓄能集成换热供热装置，其特征是：蒸汽发生器(5)的蒸发段是光管和/或波节管和/或异型截面腔体的盲管和/或底部连通管。
3.根据权利要求1所述的电蓄能集成换热供热装置，其特征是：蒸汽发生器(5)的蒸发段和间壁式换热器(7)的间壁通过换热工质的相变交换热能。
4.根据权利要求1所述的电蓄能集成换热供热装置，其特征是：蒸汽发生器(5)的蒸发段和间壁式换热器(7)的间壁通过换热工质的对流交换热能。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的电蓄能集成换热供热装置，其特征是：在间壁式换热器(7)的热流体腔体上连通抽气泵(8)、并具有安全附件(9)。
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| CN102645043A (zh) * | 2012-05-17 | 2012-08-22 | 河北苏尔曼尼太阳能科技有限公司 | 蓄能换热器 |
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