CN207214882U - 储热装置及使用该储热装置的电蓄热系统 - Google Patents

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Abstract

一种储热装置，包括箱体、翅片式换热器及储热材料，所述翅片式换热器设于所述箱体内，所述储热材料填充于所述箱体和所述翅片式换热器之间；所述翅片式换热器包括传热管和设于所述传热管外侧的翅片；所述储热材料为岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种。上述储热装置，具有以下优点通过在储热模块设置翅片式换热器，并采用岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种作为储热材料，传热界面面积大，换热效率高，充放热速度快。改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻。耐高温，耐高压。结构紧凑，重量轻，安装方便。应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换。易操作，清洗方便。此外，还提供一种使用上述储热装置的电蓄热系统。

Description

储热装置及使用该储热装置的电蓄热系统
技术领域
本实用新型涉及能源技术领域，尤其涉及一种储热装置及使用该储热装置的电蓄热系统。
背景技术
随着人类对能源需求的增长以及环境问题的日益严峻，电加热导热油炉技术成为解决能源问题的一种有效途径。储热技术由于可以实现电加热导热油炉供暖系统24小时连续运行，成为电加热导热油炉技术推向商业化的关键。
目前已经商业化运行的供暖系统中，储热系统大部分采用双罐熔融盐储热系统。但是熔融盐储热技术存在储热材料熔点高，运行和投资成本高等缺点。固体储热技术(混凝土，陶瓷，PCM)由于材料成本较低，运行维护方便等优势，是非常有应用前景的储热技术。然而，由于模块内部的换热器结构以及固体储热材料热导率较低，传热流体的热量不能及时的传递到材料内部，使得充放热的速率较慢。
实用新型内容
鉴于此，有必要提供一种充放热速度较快的储热装置及使用该储热装置的电蓄热系统。
一种储热装置，包括箱体、翅片式换热器及储热材料，所述翅片式换热器设于所述箱体内，所述储热材料填充于所述箱体和所述翅片式换热器之间；
所述翅片式换热器包括传热管和设于所述传热管外侧的翅片；
所述储热材料为岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种。
在其中一个实施例中，所述传热管为弯曲形成的圆形管、螺旋形管或蛇形管。
在其中一个实施例中，所述传热管为金属管，所述翅片为金属翅片。
一种电蓄热系统，包括导热油加热装置、储热装置、油气分离器、膨胀油箱和换热器；
所述导热油加热装置、所述储热装置和所述油气分离器依次连接并形成一个循环，所述油气分离器的液体出口和所述导热油加热装置连接；
所述油气分离器的气体出口和所述膨胀油箱连接；
所述换热器和所述导热油加热装置并联，所述油气分离器的液体出口和所述换热器的导热油进口连接，所述换热器的导热油出口和所述储热装置连接；
所述储热装置包括箱体、翅片式换热器及储热材料，所述翅片式换热器设于所述箱体内，所述储热材料填充于所述箱体和所述翅片式换热器之间；
所述翅片式换热器包括传热管和设于所述传热管外侧的翅片；
所述储热材料为岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种。
在其中一个实施例中，所述导热油加热装置包括第一导热油加热单元，所述第一导热油加热单元包括依次连接的第一导热油泵、第一导热油炉和第一电动阀，其中，所述第一导热油泵和所述油气分离器的液体出口连接，所述第一电动阀和所述储热装置连接。
在其中一个实施例中，所述导热油加热装置还包括第二导热油加热单元，所述第二导热油加热单元包括依次连接的第二导热油泵、第二导热油炉和第二电动阀，所述第一导热油加热单元和所述第二导热油加热单元并联连接。
在其中一个实施例中，所述换热器的导热油进口设有第三导热油泵，所述换热器的冷水进口设有水泵。
在其中一个实施例中，还包括控制系统，所述导热油加热装置与所述控制系统连接。
上述储热装置，具有以下优点：
1、储热装置内部通过设置翅片式换热器，传热界面面积大，换热效率高。
2、改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻。
3、换热速度快，耐高温，耐高压。
4、结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节约土建投资。
5、设计灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金。
6、应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换。
7、维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便。
8、应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
上述电蓄热系统，通过在储热模块设置翅片式换热器，并采用岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种作为储热材料，传热界面面积大，换热效率高，充放热速度快。且结构简单，检修拆卸方便，维修成本低。此外，上述电蓄热系统，使用导热油作为导热介质对内加热储热装置，对外放热加热换热器内的水，安全稳定，不排放有毒有害气体，无污染，热效率高。
附图说明
图1为一实施方式的储热装置的结构示意图；
图2为一实施方式的蛇形传热管的结构示意图；
图3为一实施方式的电蓄热系统的结构示意图。。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，一实施方式的储热装置20，包括箱体22、翅片式换热器24及储热材料(图未示)。翅片式换热器24设于箱体22内，储热材料填充于箱体22和翅片式换热器24之间。
翅片式换热器24包括传热管和设于传热管外侧的翅片。传热管为弯曲形成的圆形管、螺旋形管或蛇形管(如图2所示)。传热管为金属管，翅片为金属翅片。翅片可以是平行设置的多个翅片，每个翅片上均设有多个通孔，弯曲的传热管穿设于通孔内，并和翅片固定连接。翅片也可以是螺旋状固定设于传热管外侧的翅片。可以理解，翅片式换热器24也可以为其他常规的结构。翅片式换热器24具有结构简单和操作方便等优点。
储热材料为岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种。在实际工作中，储热材料还可以包括其他物质。
上述储热装置20，具有以下优点：
1、储热装置内部通过设置翅片式换热器，传热界面面积大，换热效率高。
2、改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻。
3、换热速度快，耐高温，耐高压。
4、结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节约土建投资。
5、设计灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金。
6、应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换。
7、维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便。
8、应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
此外，请参阅图3，还提供一实施方式的使用上述储热装置20的电蓄热系统100，包括导热油加热装置10、储热装置20、油气分离器30、膨胀油箱40和换热器50。
导热油加热装置10、储热装置20和油气分离器30依次连接并形成一个循环，油气分离器30的液体出口32和导热油加热装置10连接。
油气分离器30的气体出口34和膨胀油箱40连接。循环过程中，使用油气分离器30与膨胀油箱40达到自动排气与膨胀定压的作用。
换热器50和导热油加热装置10并联，油气分离器30的液体出口32和换热器50的导热油进口52连接，换热器50的导热油出口54和储热装置20连接。
进一步的，导热油加热装置10包括第一导热油加热单元。第一导热油加热单元包括依次连接的第一导热油泵12、第一导热油炉14和第一电动阀16。其中，第一导热油泵12和油气分离器30的液体出口32连接，第一电动阀16和储热装置20连接。
在图3所示的实施方式中，导热油加热装置还包括第二导热油加热单元。第二导热油加热单元包括依次连接的第二导热油泵17、第二导热油炉18和第二电动阀19，第一导热油加热单元和第二导热油加热单元并联连接。第二导热油泵17和油气分离器30的液体出口32连接，第二电动阀19和储热装置20连接。可以理解，导热油加热装置还可以根据需要设置更多的导热油加热单元。
进一步的，换热器50的导热油进口52处设有第三导热油泵60，换热器50的冷水进口56设有水泵70。
在图3所示的实施方式中，换热器50的导热油出口54还设有第三电动阀80。
进一步的，电蓄热系统100还包括控制系统，导热油加热装置10与控制系统连接。通过控制系统，可以自动控制导热油加热装置10的开启与关闭。可以理解，导热油加热装置10的开启与关闭也可以手动进行控制。
上述电蓄热系统100导热油加热储能过程如下：导热油在第一导热油炉14和第二导热油炉18内加热后，通过第一电动阀16、第二电动阀19后进入储热装置20中的翅片式换热器24，通过翅片式换热器24和储热材料进行换热并将热量存储，进行热量交换后的导热油接着进入油气分离器30，后进入第一导热油泵12和第二导热油泵17增压后，回到第一导热油炉14和第二导热油炉18完成循环。
上述电蓄热系统100导热油放热过程如下：导热油经第三油泵60后进入换热器50，与进入换热器50的待加热流体进行热交换后进入第三电动阀80，而后进入储热装置20，经储热装置20加热后回到油气分离器30后，再回到第三油泵60完成循环。
上述电蓄热系统100，可以通过在用电低谷期间通过导热油加热装置对导热油进行加热后，加热后的导热油进入储热装置20，并将热量存储在储热装置20内，在用电高峰期，又将存储在储热装置20中的热量通过导热油和换热器传递给待加热的流体，能够充分利用低谷电价，运行费用低。
上述电蓄热系统100，通过在储热模块20设置翅片式换热器24，并采用岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种作为储热材料，传热界面面积大，换热效率高，充放热速度快。且结构简单，检修拆卸方便，维修成本低。此外，上述电蓄热系统100，使用导热油作为导热介质对内加热储热装置20，对外放热加热换热器50内的水，安全稳定，不排放有毒有害气体，无污染，热效率高。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种储热装置，其特征在于，包括箱体、翅片式换热器及储热材料，所述翅片式换热器设于所述箱体内，所述储热材料填充于所述箱体和所述翅片式换热器之间；
所述翅片式换热器包括传热管和设于所述传热管外侧的翅片；
所述储热材料为岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种。
2.如权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述传热管为弯曲形成的圆形管、螺旋形管或蛇形管。
3.如权利要求1所述的储热装置，其特征在于，所述传热管为金属管，所述翅片为金属翅片。
4.一种电蓄热系统，其特征在于，包括导热油加热装置、储热装置、油气分离器、膨胀油箱和换热器；
所述导热油加热装置、所述储热装置和所述油气分离器依次连接并形成一个循环，所述油气分离器的液体出口和所述导热油加热装置连接；
所述油气分离器的气体出口和所述膨胀油箱连接；
所述换热器和所述导热油加热装置并联，所述油气分离器的液体出口和所述换热器的导热油进口连接，所述换热器的导热油出口和所述储热装置连接；
所述储热装置包括箱体、翅片式换热器及储热材料，所述翅片式换热器设于所述箱体内，所述储热材料填充于所述箱体和所述翅片式换热器之间；
所述翅片式换热器包括传热管和设于所述传热管外侧的翅片；
所述储热材料为岩石、混凝土、沙石和石墨中的至少两种。
5.如权利要求4所述的电蓄热系统，其特征在于，所述导热油加热装置包括第一导热油加热单元，所述第一导热油加热单元包括依次连接的第一导热油泵、第一导热油炉和第一电动阀，其中，所述第一导热油泵和所述油气分离器的液体出口连接，所述第一电动阀和所述储热装置连接。
6.如权利要求5所述的电蓄热系统，其特征在于，所述导热油加热装置还包括第二导热油加热单元，所述第二导热油加热单元包括依次连接的第二导热油泵、第二导热油炉和第二电动阀，所述第一导热油加热单元和所述第二导热油加热单元并联连接。
7.如权利要求4所述的电蓄热系统，其特征在于，所述换热器的导热油进口设有第三导热油泵，所述换热器的冷水进口设有水泵。
8.如权利要求4所述的电蓄热系统，其特征在于，还包括控制系统，所述导热油加热装置与所述控制系统连接。
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