CN206572997U - 一种储能换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能换热装置，包括罐体、位于罐体内的储能介质、多个加热器、多个换热管、加热输入总管、加热输出总管、换热输入总管和换热输出总管；所述多个加热器之间是相互并联；所述多个换热管之间是相互并联，所述储能介质位于加热器和换热管周围，这样加热器直接加热储能介质，储能介质储存的热能通过与换热管内换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去；本实用新型结构简单、设计科学合理、储能与换热在一个罐体内进行，占地小，换热效率高，热损失小，加热均匀，充分利用储热介质的传热蓄热性质，可广泛应用于热能储能领域。

Description

一种储能换热装置

技术领域

本实用新型涉及热量存储技术领域，具体的说，涉及一种储能换热装置。

背景技术

电储能技术是今后大力发展可再生能源、实现分布式发电和微电网安全稳定运行的关键技术设备，也是落实国家调整能源结构，节能减排和走可持续发展道路的重要的技术举措。

电热储能技术或称电能储热技术是储能技术领域的一个重要分支，其基本原理是将电能转换成热能，并将能量以热能形式存储起来，需要时再将热能释放出来。目前主要以热源的方式应用于供暖、少量应用与工业热源等领域，是目前国家大力倡导的“电蓄热”、“风电清洁供暖”和电网“移峰填谷”等项目最重要的技术支撑。目前电热储能技术比较成熟，其产品已开始得到应用，并逐渐开始向大型化、智能化方向发展，与其他储能方式相比，其单位体积储能的体积密度高、单位能量（按每千瓦时折算）储能成本低廉，存在的问题是只能以热源的方式加以应用，因受应用方式的制约，导致其应用面和使用范围较窄。

如果能将电热储能设备所存储的热能再转化成电能加以应用，无疑会极大的扩展电热储能技术的应用范围，为电储能技术的应用提供了一种新的方法，也为实现电能的低成本存储提供一条有效的途径。对电网“移峰填谷”、加快分布式发电及微电网的建设和可再生能源的发展起到积极的促进作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种储能换热装置，其目的是解决以往的电热储能装置只能作为热源提供热能，因受应用方式的制约，导致其应用面和使用范围较窄的问题，为电储能技术的应用及低成本存储电能提供了一种新的方法。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种储能换热装置，包括罐体、位于罐体内的储能介质、多个加热器、多个套管换热器、输入总管和输出总管；所述的多个加热器竖直的均匀的放置于罐体内；每个所述的套管换热器包括外管和内管；所述外管的底部设有封头，所述外管与内管之间形成进水通道，所述内管内形成回水通道；所述进水通道的面积大于所述回水通道的面积，所述内管外壁上套设隔热管，所述外管、内管和隔热管同轴设置，所述隔热管外壁上设有导流凸起，所述导流凸起环绕所述隔热管螺旋延伸；所述多个套管换热器的外管之间是相互并联连通，分别连通于输入总管；所述多个套管换热器的内管之间是相互并联连通，分别连通于输出总管；所述多个加热器与所述多个套管换热器相互交错放置；所述输入总管的入口和输出总管的出口分别设置在罐体上；所述储能介质均匀分布于加热器和套管换热器周围，这样电能通过加热器直接转化为热能传给储能介质，然后储能介质储存的热能通过与套管换热器内的换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去。

以上所述的多个加热器为竖直棒状，所有加热器并联之后与外部电路相连，加热器上端设置在罐体顶部，加热器下端延伸至罐体内的底部。

以上所述多个套管换热器的上端设置在罐体顶部，下端延伸至罐体内的底部。

以上所述储能介质是传热性和稳定性较好的熔盐，如硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠或者亚硝酸钾。

以上所述储能介质是传热性和稳定性较好的固体储热物，如硅酸盐、碳酸盐、水泥块或者砖块。

以上所述储能介质是固体储热物和熔盐的混合物，该混合物稳定性较好，不发生化学反应；固体储热物如花岗岩、颗粒沙石与熔盐均匀混合。

本实用新型的导热板的优点是：1. 本装置的内部设有多个并联的加热管，所有加热管均布的竖直放置在罐体内部，使储能介质更加均匀的受热，换热效率更高。 2 . 本装置的内部设有多个并联的换热管，所有换热管均布的竖直放置在罐体内部，能够均匀的吸收储能介质的热量，换热效率更高。3 .本装置采用热性能优良的固体储热物与熔盐的混合，降低储能介质成本，节约了能源。

附图说明

图1为本实用新型储能换热装置结构图。

图2为本实用新型套管换热器结构示意图。

图中：（1）罐体；（2）储能介质；（3）加热器；（4）套管换热器；（51）套管换热器的外管；（51）套管换热器的内管；（6）隔热管；（7）导流凸起；（8）套管换热器的封头。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

如图1和图2所示的本实用新型储能换热装置，包括罐体（1）、位于罐体内的储能介质（2）、多个加热器（3）、多个套管换热器（4）、输入总管和输出总管；多个加热器（3）为竖直棒状，其均匀的放置于罐体内，所有加热器并联之后与外部电路相连，加热器上端设置在罐体顶部，加热器下端延伸至罐体内的底部；多个套管换热器（4）的上端设置在罐体顶部，下端延伸至罐体内的底部；每个所述的套管换热器（4）包括外管（51）和内管（52）；所述外管（51）的底部设有封头（8），所述外管（51）与内管（52）之间形成进水通道，所述内管内形成回水通道；所述进水通道的面积大于所述回水通道的面积，所述内管（52）外壁上套设隔热管（6），所述外管（51）、内管（52）和隔热管（6）同轴设置，所述隔热管（6）外壁上设有导流凸起（7），所述导流凸起（7）环绕所述隔热管（6）螺旋延伸；所述多个套管换热器的外管（51）之间是相互并联连通，分别连通于输入总管；所述多个套管换热器的内管（52）之间是相互并联连通，分别连通于输出总管；所述多个加热器（3）与所述多个套管换热器（4）相互交错放置；所述输入总管的入口和输出总管的出口分别设置在罐体上；所述储能介质（2）均匀分布于加热器（3）和套管换热器（4）周围，这样电能通过加热器直接转化为热能传给储能介质，然后储能介质储存的热能通过与套管换热器内的换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去。

本装置的使用包括储能阶段与换热阶段，储能阶段，热能由设置于罐体内部的加热器传递至罐体中的储能介质（固体储热物与熔盐的混合物），由于加热器是均匀分布于储能介质中的，使储能介质被加热的更均匀；换热阶段低温换热介质通过换热输入总管进入罐体内的各个套管换热器的外管，与储能介质进行热量交换，低温换热介质吸收热量后由套管换热器的内管排出，固体储热物与熔盐的混合物的热量被交换走，加热器和套管换热器在罐体内部的均匀交错位置设置分布，有助于热量在罐体内部的均匀分布。

使用时，将该装置罐体通过位于四周的支架安装于指定位置，通过罐体上方的加料辅助装置将固体储热物与熔盐的混合物放入罐体内，在电低谷时，将加热器通电，对罐体内的储能介质进行加热，完成储能的整个过程，在需要用电时，将套管换热器内通入换热介质，如水，换热介质吸收储能介质的热量并通过管道传递出去，完成储能换热的整个过程。整个装置对外输出时可同时提供的热能和电能，也可以分别或分时段提供热能和电能，应用灵活。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种储能换热装置，其特征在于，包括罐体（1）、位于罐体内的储能介质（2）、多个加热器（3）、多个套管换热器（4）、输入总管和输出总管；所述的多个加热器（3）竖直的均匀的放置于罐体内；每个所述的套管换热器（4）包括外管（51）和内管（52）；所述外管（51）的底部设有封头（8），所述外管（51）与内管（52）之间形成进水通道，所述内管内形成回水通道；所述进水通道的面积大于所述回水通道的面积，所述内管（52）外壁上套设隔热管（6），所述外管（51）、内管（52）和隔热管（6）同轴设置，所述隔热管（6）外壁上设有导流凸起（7），所述导流凸起（7）环绕所述隔热管（6）螺旋延伸；所述多个套管换热器的外管（51）之间是相互并联连通，分别连通于输入总管；所述多个套管换热器的内管（52）之间是相互并联连通，分别连通于输出总管；所述多个加热器（3）与所述多个套管换热器（4）相互交错放置；所述输入总管的入口和输出总管的出口分别设置在罐体上；所述储能介质（2）均匀分布于加热器（3）和套管换热器（4）周围，这样电能通过加热器直接转化为热能传给储能介质，然后储能介质储存的热能通过与套管换热器内的换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去。

2.根据权利要求1所述的一种储能换热装置，其特征在于，所述的多个加热器（3）为竖直棒状，所有加热器并联之后与外部电路相连，加热器上端设置在罐体顶部，加热器下端延伸至罐体内的底部。

3.根据权利要求1所述的一种储能换热装置，其特征在于，所述多个套管换热器（4）的上端设置在罐体顶部，下端延伸至罐体内的底部。

4.根据权利要求1所述的一种储能换热装置，其特征在于，所述储能介质（2）是熔盐。

5.根据权利要求1所述的一种储能换热装置，其特征在于，所述储能介质（2）是固体储热物。