CN205535713U - 一种谷电相变储热式高温供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种谷电相变储热式高温供热系统，该系统包括通过管路连接的热源电加热器(1)、相变储热器(2)和介质循环泵(3)，循环介质从相变储热器(2)流出，向用热端供热后经热源电加热器(1)和介质循环泵(3)流入相变储热器(2)，构成供热回路，所述的介质循环泵(3)的入口管路上设有用于注入循环介质的灌液器(5)，所述的供热系统还包括与热源电加热器(1)连接的用于在谷电时段开启热源电加热器(1)的控制器(8)。与现有技术相比，本实用新型利用控制器在谷电时段将热量储存至相变储热器中，能够稳定持续地提供所需热量，价格低廉，克服了燃煤锅炉高污染、高运行费用的缺点，运行安全简单可靠，节省运行费用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种供热系统，尤其是涉及一种谷电相变储热式高温供热系统。
背景技术
工商业领域中，工艺流程用热的温度范围通常高于100℃，常见的传热介质为蒸汽或导热油。为传热介质加热的主要来源为以化石燃料或电力为能源的锅炉，常见的化石燃料分为燃煤、柴油以及天然气。其中燃煤锅炉由于其低廉的能源价格优势占有锅炉市场的最大份额，然而其在环境保护与节能减排方面有着很大的弊端。普通国产燃煤锅炉的设计效率为72％至80％之间，但实际运行普遍存在负荷较低、炉渣含碳量高、排烟温度高、燃烧不完全等现象，造成严重的空气污染与能量损失。近年来由于国家空气污染治理压力不断增加，中小型燃煤锅炉的拆除与代替已经在各地开展。相比而言燃气锅炉的效率可达90％以上，且燃烧过程较为清洁，其颗粒物排放标准限值为燃煤锅炉的37.5％，二氧化硫的排放标准限值为燃煤锅炉的20％。目前国内燃气价格较高，单位热量的价格为燃煤的3-5倍，使用燃气锅炉的成本远高于燃煤锅炉。在管道天然气难以抵达或燃气管道安装成本较高的地方，使用燃气锅炉需要使用车辆运输的液化天然气或压缩天然气以及天然气储存和减压装置。燃油锅炉效率虽与燃气锅炉相近，但其运输完全依赖交通工具，且运行费用相比燃气锅炉还要高40％左右。电锅炉效率较高通常可达95％以上，运营过程中不会产生本地污染，且电网覆盖的广度与密度远高于管道天然气。然而普通工商业用电电价较高，白天平均为0.8元/kWh左右，单位热能价格为管道天然气的2倍左右，使用电锅炉的业主不得不承担较高的运营费用，或者将生产时间改为夜间低价谷电时段承担其它的附加成本。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种系统热效率高、结构和安装简单，能有效解决运行费用高及绿色环保问题的谷电相变储热式高温供热系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种谷电相变储热式高温供热系统，利用循环介质向用热端供热，该系统包括通过管路连接的热源电加热器、相变储热器和介质循环泵，循环介质从相变储热器流出，向用热端供热后经热源电加热器和介质循环泵流入相变储热器，构成供热回路，所述的介质循环泵的入口管路上设有用于注入循环介质的灌液器，其特征在于，所述的供热系统还包括与热源电加热器连接的用于在谷电时段开启热源电加热器的控制器。
所述的供热系统还包括介质换热器，所述的介质换热器分别与相变储热器出口和用热端连接。
所述的介质换热器为蒸汽发生器或油-水换热器。
所述的介质循环泵的入口管路上设有用于注入循环介质的灌液器。
所述的灌液器高位管道连接处设有介质膨胀罐。
所述的介质膨胀罐设有氮封装置。
所述的循环介质为导热油。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
(1)利用控制器在谷电时段开启热源电加热器，将热量储存至相变储热器中，因相变材料相变过程稳定，储热能力高，能够稳定持续地提供所需热量，同时采用谷电作为系统热源，利用谷电清洁、价格低廉的特点，克服了燃煤锅炉高污染，燃气、油以及电锅炉供热高运行费用的缺点，符合国家节能减排的政策导向，对环境零污染，零排放，运行安全简单可靠，节省运行费用。
(2)可以实现边充热边供热的联合工况，在日间工作时，热源电加热器不通电，仅作为管道使用，利用相变储热装置的储存热量向末端供热，用于加热、烘烤、消毒等工艺流程。
(3)介质循环泵入口处设有用于注入循环介质的灌液器，灌液器高位管道连接处设有介质膨胀罐，从而平衡调节系统压力，保证系统在常压下运行。
(4)结构简单、制作方便，外形尺寸小。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例2的结构示意图；
附图标记：
1为热源电加热器；2为相变储热器；3为介质循环泵；4为介质换热器；5为灌液器；6为介质膨胀罐；7为氮封装置，8为控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，一种谷电相变储热式高温供热系统，该系统包括通过管路连接的热源电加热器1、相变储热器2、介质循环泵3和介质换热器4，循环介质从相变储热器2流出，向用热端供热后经热源电加热器1和介质循环泵3流入相变储热器2，构成供热回路，介质循环泵3的入口管路上设有用于注入循环介质的灌液器5，供热系统还包括与热源电加热器1连接的用于在谷电时段开启热源电加热器1的控制器8。
循环介质为导热油，介质换热器4为蒸汽发生器或油-水换热器。在介质换热器4的选择过程中，其类型与尺寸根据二次侧(即靠近用热端的一侧)用热设备的工艺需求而定，包括且不限于下述类型：若二次侧的工艺介质为蒸汽，则该介质换热器4为一蒸汽发生器；若二次侧的工艺介质为液态水，则该介质换热4为一油-水换热器，介质换热器4能够稳定地放出热量，介质换热器4正常运行放出热量时介质温度高于100℃。
灌液器5高位管道连接处设有介质膨胀罐6，介质膨胀罐6设有氮封装置7。在介质膨胀罐6的选择过程中，其尺寸根据介质被加热后的体积膨胀量而定。在氮封装置7的选择过程中，其尺寸与压力根据介质膨胀罐6的体积与系统压力而定。供热系统为常压运行。
实际使用时，控制器8控制热源电加热器1在夜间利用谷电对循环介质加热，并通过供热回路向用热端放出热量，同时，一部分热量会储存在相变储热器2中。而在白天峰电期间，控制器8令热源电加热器1停止工作，此时，储存在相变储热器2中的热量通过介质循环泵3输送至介质换热器4放出热量，而经换热冷却后的循环介质返回至相变储热器2重新加热后，继续进行循环供热。
相变储热器2利用相变材料的潜热储存热量，低谷电价时将热量储存在相变储热器2中，相变材料吸热，由固态变为液态；高峰电价时，相变储热器将热量输送给用热端的用热设备，相变材料放热，由液态变为固态。
本实用新型一次侧(即靠近热源电加热器1的一侧)夜间可以实现边充热边供热的联合工况，在日间工作时，热源电加热器1不通电，仅作为管道使用，利用相变储热器2的储存热量向末端供热，用于加热、烘烤、消毒等工艺流程。
与现有技术相比，本实用新型结构简单、制作方便，且系统储热能力高，外形尺寸小，因相变材料相变过程稳定，所以系统能够稳定持续地提供所需热量，同时采用谷电作为系统热源，利用谷电清洁、价格低廉的特点，克服了燃煤锅炉高污染，燃气、油以及电锅炉供热高运行费用的缺点，符合国家节能减排的政策导向，对环境零污染，零排放，运行安全简单可靠，节省运行费用。
系统使用储热量为600MJ的相变储热器2，电加热器功率22kw，在夜间通过8个小时低谷电可将相变储热器2充满热量。
假设某工艺流程所需烘烤热量的功率为20kW，则相变储热器2可满足该工艺流程600/3.6/20＝8.3个小时的工艺需求。其最大瞬时供暖功率可达到60kW。
假设低谷电价0.3元/kWh，高峰电价1元/kWh，燃气价格4.2元/m3，燃气热值8400大卡/m3，效率90％。
相对普通电锅炉的电直供系统，本实施例系统一个循环可节省运行费用＝(1-0.3)×600/3.6＝116.6元，节省比例达70％；相比较燃气可节省＝600/(8400×4.18/1000)/0.85×4.2-0.3×600/3.6＝34.4元，节省比例达41％。
实施例2
如图2所示，与实施例1不同的是，若二次侧的工艺介质为导热油，且能够被一次侧所用循环介质所代替而不影响工艺流程，则撤去介质换热器4，用热端的用热设备直接由一次侧循环介质供热。
其余与实施例1相同。
Claims (6)
1.一种谷电相变储热式高温供热系统，包括通过管路连接的热源电加热器(1)、相变储热器(2)和介质循环泵(3)，循环介质从相变储热器(2)流出，向用热端供热后经热源电加热器(1)和介质循环泵(3)流入相变储热器(2)，构成供热回路，所述的介质循环泵(3)的入口管路上设有用于注入循环介质的灌液器(5)，其特征在于，所述的供热系统还包括与热源电加热器(1)连接的用于在谷电时段开启热源电加热器(1)的控制器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种谷电相变储热式高温供热系统，其特征在于，所述的供热系统还包括介质换热器(4)，所述的介质换热器(4)分别与相变储热器(2)出口和用热端连接。
3.根据权利要求2所述的一种谷电相变储热式高温供热系统，其特征在于，所述的介质换热器(4)为蒸汽发生器或油-水换热器。
4.根据权利要求1所述的一种谷电相变储热式高温供热系统，其特征在于，所述的灌液器(5)高位管道连接处设有介质膨胀罐(6)。
5.根据权利要求4所述的一种谷电相变储热式高温供热系统，其特征在于，所述的介质膨胀罐(6)设有氮封装置(7)。
6.根据权利要求1所述的一种谷电相变储热式高温供热系统，其特征在于，所述的循环介质为导热油。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201620076443.3U CN205535713U (zh) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | 一种谷电相变储热式高温供热系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620076443.3U CN205535713U (zh) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | 一种谷电相变储热式高温供热系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN205535713U true CN205535713U (zh) | 2016-08-31 |
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ID=56770746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201620076443.3U Active CN205535713U (zh) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | 一种谷电相变储热式高温供热系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205535713U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113063137A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-07-02 | 江苏启能新能源材料有限公司 | 一种储热式蒸汽发生系统 |
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2016
- 2016-01-26 CN CN201620076443.3U patent/CN205535713U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113063137A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-07-02 | 江苏启能新能源材料有限公司 | 一种储热式蒸汽发生系统 |
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