CN205825781U - 一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组 - Google Patents

Abstract

一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的模块组包括第一模块和第二模块，所述的第一模块和第二模块均为W形状的模块。本实用新型克服了现有技术的不足，与现有的蓄热模块相比，在同等条件下，换热流道做占的空间和换热面积增加了30％以上，进而提高了整个装置的工作效率和性价比。

Description

一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组

技术领域

本实用新型涉及电热储能技术领域，具体属于一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组。

背景技术

电热蓄热技术是国家积极倡导“清洁能源供暖”、“能源替代”、“煤改电”等领域重要的技术支撑之一，受到各级政府的大力支持。

固态(固体)蓄热是目前电热储能技术中的应用最为广泛的技术方法之一；其原理是：蓄热材料的生产工艺多是将粉状材料用模压成型工艺压制成一种固态(固体)的块状模块，并以分层叠放的方法安装到蓄热装置当中，每个模块通过自身的结构造型及与其比邻的上下层模块共同构成换热流道，用来安装电热元件，同时也是蓄热装置放热时换热介质换热的流道，目前固态(固体)电热储能装置的换热介质一般都是采用空气。装置蓄热时电热元件工作，并主要以辐射形式对蓄热材料进行加热；装置放热时，被加热后的高温蓄热材料也主要以辐射的形式对换热流道中的换热介质(空气)进行加热，换热介质(空气)再经“风-水”换热器(翅片换热器)将热能以热水、蒸汽或热油的形式对外输出。装置对外放热时，换热介质(空气)在风机的驱动下在蓄热模块构成的介质换热流道和“风-水”换热器壳程所组成的密闭的换热系统中循环流动。

目前固态(固体)电热储能装置中的蓄热模块都是将蓄热材料制成一定颗粒度的粉料，再将粉料通过模压成型工艺制成一种具有一定结构形式模块。但模压成型工艺有一定的约束条件，特别是对材料成型的模块宽度、模块厚度、表面凸起的高度与宽度比、斜面的角度、方向等等都有一定的限制和要求，目前市场上各厂家装置中蓄热材料均是采用一种模具压制的蓄热模块，其换热面积以及换热流道所占空间的比例难以再有所提高，进而影响了装置的蓄热、特别是放热的速率，也影响了装置性价比的进一步提高。

同等条件下，提高构成换热流道的每个蓄热模块的换热表面积就能提高其存蓄热能的释放速度，或者说在一个固定的空间里，较均匀地提高换热流道所占空间与蓄热体所占空间的比例，就可以提高整个蓄热装置热能的吸收与释放功率；现有的蓄热模块在这方面还有很大的提升空间。

另一方面，不论是在蓄热装置蓄热时蓄热材料被加热、还是对在外放热时蓄热材料对换热介质(空气)的加热，都是以辐射为热能交换的主要形式；因此，如果蓄热模块表面是由热能辐射吸收材料和导热材料构成的、并且有一定粗糙度的表面层，将极大的提高蓄热模块吸收和对外辐射热能的能力，提高蓄热材料辐射换热的效率。目前市场上在这方面还没有此类材料模块。

再一方面，蓄热模块长时间工作在冷、热循环和热风侵蚀的环境中，而这又是影响蓄热模块使用寿命的主要因素。因此，具有抗风蚀、抗热震性的高强度表面可以大大提高蓄热模块的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，克服了现有技术的不足，与现有的蓄热模块相比，在同等条件下，换热流道做占的空间和换热面积增加了30％以上，进而提高了整个装置的工作效率和性价比。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案如下：

一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，所述的模块组包括第一模块和第二模块，所述的第一模块和第二模块均为W形状的模块，所述的模块组由第一模块和第二模块上下叠放构成，所述的模块组上第一模块在上、第二模块在下，所述的模块组中间形成换热流道一，所述的二个模块组水平安装共同构成换热流道二。

进一步，所述的第一模块和第二模块均水平放置，所述的第一模块和第二模块两侧均设有向上的高凸台，中间设有一个或多个凸棱，所述的凸棱水平高度低于高凸台水平高度，所述的第一模块和第二模块外表面底部中间位置均设有向下的定位凸台，所述的第一模块和第二模块左右两侧位置外表面均有垂直平面和斜面。

进一步，所述的第一模块上的垂直平面位于其上部，所述的第二模块上的垂直平面位于其下部。

进一步，所述的第一模块的斜面与其侧方的水平面夹角为锐角，所述的第二模块的斜面与其侧方的水平面夹角为钝角。

进一步，所述的第一模块和第二模块外表面部分或全部设有保护层。

进一步，所述的保护层为非光滑表面，所述的保护层粗糙度大于零。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的实施效果如下：

1)与现有的蓄热模块相比，在同等条件下，换热流道做占的空间和换热面积增加了30％以上，进而提高了整个装置的工作效率和性价比；

2)针对固态(固体)电热储能装置中蓄热模块的加热和放热都是以辐射换热为主的特点，在其表面采用了热能辐射吸收材料和导热材料，并将其表面制作成具有一定粗糙度的非光滑表面，强化了蓄热模块对热能的吸收和释放能力，大幅度提高了换热效率；

3)针对蓄固态(固体)电热储能装置中蓄热模块长期处在风蚀和热震的环境下，在其表面采用增强材料，强化了表面强度，提高了模块的抗风蚀能力和抗热震能力，可大幅度提高蓄热模块的使用寿命。

附图说明

图1为第一模块结构示意图。

图2为第二模块结构示意图。

图3为模块组组合安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅限于这些实例，在为脱离本发明宗旨的前提下，所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。

如图所示，本实用新型所述的一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，方案是采用两种模具、压制成两种近似W型结构模块(第一模块和第二模块)，其水平放置时，这两种模块两侧各有一个向上的、在模块上下叠放时起支撑作用的高凸台1，中间设置一个或者多个用于安装电热元件的凸棱2，外表面底部均有一个向外的、上下叠放时起定位作用定位凸台3；同时这两种模块其左右两侧外表面均有一个垂直平面4和斜面5；模块的外表面可以是全部、也可以是部分带有一层保护层6；这两种模块采用水平放置安装，第一模块在上、第二模块在下，上下叠放组合，利用其造型结构可以组成一个具有一定换热面积、换热流道的模块组，模块组中间构成一个换热流道一7；同理两个左右水平比邻安装的模块组利用其造型结构又可以共同构成一个换热流道二8。

装置蓄热时电热元件主要以辐射形式对蓄热材料进行加热；装置放热时，被加热后的高温蓄热材料也主要以辐射的形式对换热流道中的换热介质(空气)进行加热；同时，蓄热模块的热能又是通过换热流道中换热介质(空气)将热能带到装置的换热器对外输出，长期受到风的侵蚀作用，再加上装置不停地蓄热、放热，蓄热模块工作在不断的加热和冷却的环境中。风蚀和热震的共同作用，会极大地影响到蓄热模块的使用寿命；为强化辐射换热的效果、强化蓄热模块的表面强度，增强模块的抗风蚀、抗热震的能力，将模块表面制作成一个具有一定粗糙度的，具有强化功能和保护功能的保护层6；保护层采用热能辐射吸收材料、导热材料、纤维增强材料和其他辅助材料共同组成的复合材料制成。

Claims (6)

1.一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的模块组包括第一模块和第二模块，所述的第一模块和第二模块均为W形状的模块，所述的模块组由第一模块和第二模块上下叠放构成，所述的模块组上第一模块在上、第二模块在下，所述的模块组中间形成换热流道一，所述的二个模块组水平安装共同构成换热流道二。

2.根据权利要求1所述的一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的第一模块和第二模块均水平放置，所述的第一模块和第二模块两侧均设有向上的高凸台，中间设有一个或多个凸棱，所述的凸棱水平高度低于高凸台水平高度，所述的第一模块和第二模块外表面底部中间位置均设有向下的定位凸台，所述的第一模块和第二模块左右两侧位置外表面均有垂直平面和斜面。

3.根据权利要求2所述的一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的第一模块上的垂直平面位于其上部，所述的第二模块上的垂直平面位于其下部。

4.根据权利要求2所述的一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的第一模块的斜面与其侧方的水平面夹角为锐角，所述的第二模块的斜面与其侧方的水平面夹角为钝角。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的第一模块和第二模块外表面部分或全部设有保护层。

6.根据权利要求5所述的一种应用于电热储能领域的高效固态电热蓄热模块组，其特征在于：所述的保护层为非光滑表面，所述的保护层粗糙度大于零。