CN217209547U - 一种多功能储能型热力柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能储能型热力柜，其包括热力柜本体和附属设备配套柜：所述热力柜本体内设置有储能核心罐、循环热水箱、采暖膨胀水箱、第一换热器、第二换热器、蒸锅及储能核心罐内填充的熔融盐等等，所述附属设备配套柜内设置有供热组件、生活热水箱和第三换热器等等。本实用新型中，该多功能储能型热力柜采用了单罐一体化的加热储能结构，并通过配置外置式换热装置和高温储热介质的非直接接触式换热，既有效地将热量根据需要进行释放，又不需要配置额外的高温储热介质的循环系统、伴热系统等等复杂的系统和设备，并且在热能输出系统的配置上实现供暖和供生活热水分别设置，可同时完成一柜多能的运行效果。

Description

一种多功能储能型热力柜

技术领域

本实用新型涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种多功能储能型热力柜，集储能和供热于一体,可以利用夜间电网用电负荷低谷时段，电价也相当低廉的时候将电能以热能的方式储存起来,等到电网用电高峰时段再直接以热能(如：提供生活热水﹑中央空调采暖及房间地暖﹑炊事蒸﹑煮用热﹑烧开水等等)的方式按需释放出来利用，利用谷电储能可以达到缓解用电高峰时段电网用电紧张，减小电网负荷峰谷差，提高电网对可再生绿色能源发电的消纳能力,有助于实现国家能源和环境保护战略中的“双碳”目标。

背景技术

储能是指通过介质或者设备，利用化学或者物理的方法把能量存储起来，根据应用的需求以特定能量形式释放的过程；储能设备按布置在供电系统中的不同位置可分为发电侧储能、电网侧储能和负荷侧储能；从储能原理的不同又将储能分为电储能、机械储能和热储能，如：电化学储能(如：铅蓄电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池、钠镍电池、超级电容器储能技术等等)属于电储能，抽水蓄能电站储能、压缩空气储能、飞轮储能则属于机械储能，而熔融盐储热以及通过材料相变储热等属于热储能。从国内外对储能技术的研究和应用情况来看，目前除了抽水蓄能电站储能外,电储能仍然是储能技术的主流技术，但相对于长时储能而言，电储能技术的成本比较高，实现大容量电储能技术还具有局限性,且安全性方面还有待进一步提高，而热储能技术则在设备成本投入和运行经济性及安全可靠性方面均具有优势。

但是在大型光热发电项目中利用熔融盐储能设备和系统因为储能容量大，正常情况下一年四季都是不间断运行，系统规模及储热容量也比较大，而且系统比较复杂，其中设有高温熔盐罐、低温熔盐罐、熔盐换热系统、熔盐循环系统、熔盐循环系统伴热保温等等复杂的换热流程，由于高温熔盐液体的流动，不仅会带来极大的安全隐患并影响系统运行的可靠性，而且高温熔盐泵的消耗电量及系统热损失也比较大，使得系统热转换效率比较低，并且循环高温熔盐液体，对整个系统的要求极高，需要配置更多的辅助设备及系统，设备投资比较大，对运行操作人员的技术要求也高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供将储能和采暖循环、生活热水供应、炊事热源及换热结构融合为一体，并通过与储热介质非接触的换热方式，实现热量高效、安全、有序释放的一种多功能储能型热力柜。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多功能储能型热力柜，包括热力柜本体和附属设备配套柜：

所述热力柜本体内设置有储能核心罐，且储能核心罐内填充有熔融盐；

所述附属设备配套柜内设置有供热组件，且供热组件包括位于储能核心罐外围的循环热水箱、采暖膨胀水箱、第一换热器、第二换热器和设置在附属设备配套柜内的生活热水箱和第三换热器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述储能核心罐内分别设置有电加热棒和测温电热偶。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述储能核心罐的外壁包裹有隔热垫。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述循环热水箱外壁设置有保温网及保温网内侧和隔热垫外侧间的绝热层。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述热力柜本体内设置有冷却风扇。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述储能核心罐上设置有向外延伸的透气管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述采暖膨胀水箱上设置有液位指示器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述热力柜本体上设置有自动控制器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述采暖膨胀水箱内胆内侧和储能核心罐顶上之间设置有蒸锅。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种多功能储能型热力柜，具有以下有益效果：

该热力柜采用了单罐一体化的加热储能结构设计，将储能核心区、采暖循环、生活热水供应、炊事热源及换热器等配套供热设备巧妙地融合为一体，并通过外置式换热方式将换热装置和高温储热介质非直接接触，所有高温熔盐液体不需流动换热，既有效地将储能核心区内的热量根据需要进行有序、安全、可靠的释放，又不需要配置额外的高温储热介质的循环系统、伴热系统等等复杂的系统和设备，使得本多功能储能型热力柜具有散热损失少、热转换效率高、结构紧凑、体积小、系统简单﹑操作方便且设备造价低的优点，并且在热能输出系统的配置上实现供暖和供生活热水分别设置，可完成一柜多能的运行效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种多功能储能型热力柜的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种多功能储能型热力柜的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的热力柜本体的内部侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的热力柜本体的内部俯视的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的热力柜本体的内部主视的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种多功能储能型热力柜的自动控制系统的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的自动控制器的控制界面的运行页的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的自动控制器的控制界面的设置页的示意图。

附图标记说明：

1、热力柜本体；2、自动控制器；3、附属设备配套柜；4、供热组件；5、生活热水箱；6、第三换热器；7、储能核心罐；8、循环热水箱；9、保温网；10、绝热层；11、冷却风扇；12、电加热棒；13、测温电热偶；14、采暖膨胀水箱；15、液位指示器；16、蒸锅；17、透气管；18、隔热垫；19、第二换热器；20、第一换热器；21、熔融盐。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1-图8所示，一种多功能储能型热力柜，包括热力柜本体1和附属设备配套柜3：

热力柜本体1内设置有储能核心罐7，且储能核心罐7内填充有熔融盐21，储能核心罐7采用316L材质，熔融盐21选用二元熔盐Ⅰ(60％NaNO3+40％KNO3)，其溶点温度为220℃，上限温度600℃，优等品的正常使用温度为230℃～590℃，合格品的正常使用温度为230℃～570℃，300℃时密度为1899kg/m³，热容为1495J/kg.K,运动粘度为0.81～0.84mm².s，导热系数为0.52W/m.K；此储热工质具有无毒安全可靠，可长期使用，废料还可以作为有机肥使用，无污染，液体温度范围宽，饱和蒸汽压低，接近常压，保证了高温下设备的安全性，密度大，具有化学稳定性好，而且价格较低；

附属设备配套柜3内设置有供热组件4，且供热组件4包括位于储能核心罐7外围的循环热水箱8、采暖膨胀水箱14、(生活热水供应用)第一换热器20、(采暖循环用)第二换热器19和设置在附属设备配套柜3内的生活热水箱5和(散热回收用)第三换热器6，储能核心罐7内分别设置有电加热棒12和测温电热偶13，实现储能核心罐7内熔融盐21储能介质温度的检测和储能；

供热组件4可以同时实现向不同用热性质的客户供热，本供热组件4包括生活热水加热和供应系统、采暖循环热水加热和供应系统、非采暖期循环热水余热回收系统以及炊事蒸、煮用热设施的配套；

1、生活热水加热和供应系统:由生活热水供应泵S1、生活热水箱5、第一换热器20、电磁阀D1、稳压罐及其系统管道、阀门和相应的仪表(如:T3、P1、H1等)组成，其中生活热水供应泵、生活热水箱5、电磁阀D1、稳压罐及其系统管道、阀门和相应的仪表(如:T3、P1、H1等)等设置在附属设备配套柜3内，而第一换热器20设置在热力柜本体1内，生活热水的加热和供应完全由自动控制器2进行自动控制；

2、采暖循环热水加热和供应系统:由循环热水泵S2、循环热水箱8、第二换热器19、采暖膨胀水箱14、电磁阀D2、电磁阀D4及其系统管道、阀门和相应的仪表(如:T4、P2、H2等)组成，其中循环热水泵S2、电磁阀D2、电磁阀D4及其系统管道、阀门和相应的仪表P2等设置在附属设备配套柜3内，而循环热水箱8、第二换热器19、采暖膨胀水箱14和相应的仪表(如:T4、H2等)设置在热力柜本体1内，采暖循环热水的加热和供应完全由自动控制器2进行自动控制，循环热水箱8和采暖膨胀水箱14还兼顾回收储能核心罐经隔热垫18和绝热层10后散发出来的少部分散热量；

3、非采暖期循环热水余热回收系统:由循环热水泵S2(兼)、循环热水箱8(兼)、采暖膨胀水箱14(兼)、生活热水箱5(兼)、第三换热器6、电磁阀D3及其系统管道、阀门和相应的仪表(如:T4、P2等)组成，其中循环热水泵S2、生活热水箱5、第三换热器6、电磁阀D3及其系统管道、阀门和相应的仪表P2等设置在附属设备配套柜3内，而循环热水箱8、采暖膨胀水箱14和相应的仪表T4等设置在热力柜本体1内，本回收系统的主要功能是在“采暖循环热水加热和供应系统”不投运的情况下，当循环热水箱8和采暖膨胀水箱14回收储能核心罐7经隔热垫18和绝热层10后散发出来的少部分散热量后水温升高到某设定值时，通过本回收系统由第三换热器6的换热作用将这少部分散热损失的热量回收回来给生活热水加热，使得循环热水箱8和采暖膨胀水箱14内的水温不致于过高，这样可以使整个系统的热效率可以连续(不管是采暖期还是非采暖期)保持高效率。

热力柜本体1上设置有自动控制器2，由7寸触摸屏、PLC主控、热工仪表(测温T1、T2、T3、T4及液位电极H1、H2)和相应的生活热水供应泵S1、采暖循环热水泵S2、电磁阀D1、D2、D3、D4等执行元件组成，实现热力柜相关设备的自动智能控制。

储能核心罐7的外壁包裹有隔热垫18，循环热水箱8的外壁设置有保温网9及保温网9内侧和隔热垫18外侧间的绝热层10，用来尽可能的降低储能核心罐7、循环热水箱8和采暖膨胀水箱14的散热损失，从而确保热能的高效利用。

热力柜本体1内设置有冷却风扇11，用来防止自动控制器2元件及电源接线端处温度不致过高而设置的散热冷却风扇。

储能核心罐7上设置有向外延伸的透气管17，用来使储能核心罐7内腔和大气侧始终处于畅通状态，使得储能核心罐内腔始终处于常压。

采暖膨胀水箱14上设置有液位指示器15，用来显示采暖膨胀水箱14内的水位高低并兼具补充适量的循环水的功能。

采暖膨胀水箱14内胆内侧和储能核心罐7顶上之间设置有蒸锅16，可以用来实现蒸饭、蒸馒头、蒸鱼、烧开水、烧汤、煮汤圆、煮水饺等等操作。

将装有熔融盐21的储能核心罐7经隔热垫18和绝热层10进行绝热处理后，布置在五面都被包围的循环热水箱8内，其另外一面(顶面)也经绝热处理后大部分也被采暖膨胀水箱14的底面所包裹，这样储存在储能核心罐7内的热量经绝热处理后散热损失很少，即使有一少部分热量经绝热层10散热到循环热水箱8和采暖膨胀水箱14中时，也被水箱内的采暖循环水所吸收，循环热水箱8和采暖膨胀水箱14内的采暖循环水水温经自动控制器2保持在设定的温度范围内，当非采暖季时，循环热水箱8和采暖膨胀水箱14内的水作为回收储能核心罐7经绝热层10后散发出来的少部分热量，当水温达到设定值时，通过第三换热器6将热量传导给生活热水箱5中来加热生活热水，冬季采暖供热时，循环热水箱8和采暖膨胀水箱14内的水除了回收储能核心罐7经绝热层10后散发出来的少部分热量外，主要还是作为向采暖系统供热的载热介质，其温度由自动控制器2完成对第二换热器19的换热控制来获得采暖供热时所需要的温度设定范围。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种多功能储能型热力柜，包括热力柜本体(1)和附属设备配套柜(3)，其特征在于：

所述热力柜本体(1)内设置有储能核心罐(7)，且储能核心罐(7)内填充有熔融盐(21)；

所述附属设备配套柜(3)内设置有供热组件(4)，且供热组件(4)包括位于储能核心罐(7)外围的循环热水箱(8)、采暖膨胀水箱(14)、第一换热器(20)、第二换热器(19)和设置在附属设备配套柜(3)内的生活热水箱(5)和第三换热器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述储能核心罐(7)内分别设置有电加热棒(12)和测温电热偶(13)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述储能核心罐(7)的外壁包裹有隔热垫(18)。

4.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述循环热水箱(8)的外壁设置有保温网(9)及保温网(9)内侧和隔热垫(18)外侧间的绝热层(10)。

5.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述热力柜本体(1)内设置有冷却风扇(11)。

6.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述储能核心罐(7)上设置有向外延伸的透气管(17)。

7.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述采暖膨胀水箱(14)上设置有液位指示器(15)。

8.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述热力柜本体(1)的外壁设置有自动控制器(2)。

9.根据权利要求1所述的一种多功能储能型热力柜，其特征在于：所述采暖膨胀水箱(14)内胆内侧和储能核心罐(7)顶上之间设置有蒸锅(16)。

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