CN219063565U - 一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，包括保温壳体、蓄热组件、加热组件和热循环组件。蓄热组件和热循环组件内填充有混合工质，加热组件用于加热混合工质，混合工质加热后进入储热室，储热室进行蓄热。热循环系统设有热交换机，热交换机通过高温管道和低温管道与蓄热组件相连接。本实用新型改进了电蓄热装置的结构和蓄热材料，减小了电蓄热装置的成本，提高了电蓄热装置的蓄热性能。

Description

一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置

技术领域

本实用新型涉及蓄热式电采暖技术领域，特别是涉及一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置。

背景技术

化石能源大量燃烧导致全球气温变暖，分布式新能源的大量接入电网导致负荷供需不平衡、峰谷差较大。为减小此类问题带来的危害，储能技术得到大力发展。电蓄热技术能吸纳弃风弃光、将弃电转换成热能存储在蓄热体中，为生产、生活提供热源，是平衡电网优化电能利用，减少化石能源燃烧的有效办法，既是能源利用的客观需要，也是今后发展的必然趋势。因此，我们提出一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，以解决现有技术存在的问题，实现一种合理利用混合工质进行循环蓄热供热的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，包括：保温壳体、蓄热组件、加热组件和热循环组件；所述蓄热组件和所述热循环组件内填充有混合工质；所述蓄热组件和所述加热组件位于所述保温壳体内；所述加热组件上支撑有所述蓄热组件；所述热循环组件位于所述保温壳体外部一端，并与所述蓄热组件连通；

所述蓄热组件包括蓄热管道和储热室；所述蓄热管道设置有多组并且弯折布置；若干所述蓄热管道一端与所述储热室连通；若干所述蓄热管道和所述储热室分别与所述热循环组件连通。

所述加热组件包括承重墙体、顶板和发热部；所述顶板固接于若干所述承重墙体顶部；所述顶板、若干所述承重墙体和所述保温壳体底面隔断形成有若干发热腔；所述发热腔内对应设有一个所述发热部；所述顶板上支撑有所述蓄热管道。

所述发热部包括电工陶瓷柱、基座、均压支架和电阻加热元件；所述电工陶瓷柱底部固接于所述保温壳体底面，顶部固接有所述基座；所述基座顶部固接有若干所述均压支架；所述均压支架两个为一组；每组的两个所述均压支架固定连接有若干所述电阻加热元件。

所述均压支架是指由电工陶瓷、玻璃或云母制成的杆状体，所述均压支架竖向固接与所述基座上，所述电阻加热元件由电热丝、电热片或电热管高温电阻材料制成，同组的两个所述均压支架上分别固接有若干所述电阻加热元件的两端，若干所述电阻加热元件等距间隔设置。

所述保温壳体底部形成有两个电缆沟；两个所述电缆沟内分别设有引入电缆和引出电缆；所述引入电缆和所述引出电缆均与外部电网电性连接；每个所述电阻加热元件阳极均与所述引入电缆电性连接，阴极均与所述引出电缆电性连接。

所述热循环组件包括高温管道、低温管道、热交换机、膨胀机和冷凝器；所述高温管道和所述低温管道是由金属或耐热材料构成的管道，所述热交换机一侧通过高温管道与所述膨胀机连通，另一侧通过所述低温管道与所述冷凝器连通；所述高温管道一端贯穿所述保温壳体并与所述储热室连通；若干所述蓄热管道合并成总管并与所述低温管道一端连通。

所述混合工质为R227ea/R245fa，混合物R227ea/R245f标准沸点、临界温度和临界压力分别为-16.34/15.14,101.75/154.01，2.32/3.65。在筛选组元工质时主要考虑合适的临界参数和良好。

所述热循环组件还包括旁通管道；所述旁通管道两端分别与所述高温管道和所述低温管道固接。

所述高温管道和所述蓄热管道对应固接于所述储热室上端的两侧。所述热循环组件表面铺设有保温层。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型在管路组件内放置混合工质，混合工质有良好热效率、导热速度快，利用电蓄热有效减少化石燃烧使用，且有利于减少设备成本、增加系统的安全性。本实用新型特别适用于光伏发电机组蓄热式调峰、风力发电机组蓄热式调峰、电网低谷期电蓄热平衡电网，并可作为冬季蓄热供暖热源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型装置结构主视图；

图2为本实用新型装置结构右视图；

图3为本实用新型装置结构俯视图；

图4为图3中B-B向剖视图；

其中，1、保温壳体；7、电缆沟；10、承重墙体；11、均压支架；12、基座；13、电工陶瓷柱；15、顶板；17、蓄热管道；19、电阻加热元件；2、高温管道；20、引入电缆；21、储热室；3、膨胀机；4、热交换机；5、冷凝器；6、低温管道；7、电缆沟；8、旁通管道；9、引出电缆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-4，本实用新型提供一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，包括：保温壳体1、蓄热组件、加热组件和热循环组件；蓄热组件和热循环组件内填充有混合工质；蓄热组件和加热组件位于保温壳体1内；加热组件上支撑有蓄热组件；热循环组件位于保温壳体1外部一端，并与蓄热组件连通；

在本实用新型的一个实施例中，蓄热组件包括蓄热管道17和储热室21；蓄热管道17设置有多组并且弯折布置，能够提升受热面，若干蓄热管道17一端与储热室21连通；若干蓄热管道17和储热室21分别与热循环组件连通。

在本实用新型的一个实施例中，加热组件包括承重墙体10、顶板15和发热部；顶板15固接于若干承重墙体10顶部；顶板15、若干承重墙体10和保温壳体1底面隔断形成有若干发热腔；发热腔内对应设有一个发热部，承重墙体10间隔设置能够确保发热部产生放电时无法击穿承重墙体10对保温壳体1内其他组件产生影响；顶板15上支撑有蓄热管道17。

在本实用新型的一个实施例中，发热部包括电工陶瓷柱13、基座12、均压支架11和电阻加热元件19；电工陶瓷柱13底部固接于保温壳体1底面，顶部固接有基座12；基座12顶部固接有若干均压支架11；均压支架11两个为一组；每组的两个均压支架11固定连接有若干电阻加热元件19。

在本实用新型的一个实施例中，均压支架11是指由电工陶瓷、玻璃或云母制成的杆状体，具备良好的绝缘性，均压支架11竖向固接于基座12上，电阻加热元件19由电热丝、电热片或电热管高温电阻材料制成，同组的两个均压支架11上分别固接有若干电阻加热元件19的两端，若干电阻加热元件19等距间隔设置。

在本实用新型的一个实施例中，保温壳体1底部形成有两个电缆沟7；两个电缆沟7内分别设有引入电缆20和引出电缆9；引入电缆20和引出电缆9均与外部电网电性连接；每个电阻加热元件19阳极均与引入电缆20电性连接，阴极均与引出电缆9电性连接。

在本实用新型的一个实施例中，热循环组件包括高温管道2、低温管道6、热交换机4、膨胀机3和冷凝器5；高温管道2和低温管道6是由金属或耐热材料构成的管道，热交换机4一侧通过高温管道2与膨胀机3连通，用于将高温管道2内的混合工质导入热交换机4内；另一侧通过低温管道6与冷凝器5连通，用于热交换后混合工质的冷凝；高温管道2一端贯穿保温壳体1并与储热室21连通；若干蓄热管道17合并成总管并与低温管道6一端连通。

在本实用新型的一个实施例中，混合工质为R227ea/R245fa，混合物R227ea/R245f标准沸点、临界温度和临界压力分别为-16.34/15.14,101.75/154.01，2.32/3.65。在筛选组元工质时主要考虑合适的临界参数和良好，每种纯工质都有着对应的热源温度适用范围。在热源温度一定时，临界点参数过高，系统性能会下降；临界点参数过低，工质循环过程会进入超临界区，工作压力会提高，对设备的安全性也会有所影响。针对亚临界工况，液相比热要大，汽化潜热要小。因此，选用R227ea/R245f混合工质来作为蓄热材料。

在本实用新型的一个实施例中，热循环组件还包括旁通管道8；旁通管道8两端分别与高温管道2和低温管道6固接，当不需要供热时，可开启旁通管道8使混合工质直接由高温管道2流向低温管道6并直接流回蓄热管道17内。

在本实用新型的一个实施例中，高温管道2和蓄热管道17对应固接于储热室21上端的两侧，储热室21内的混合工质由液体转化为气体，发热气体自然上升，因此高温管道2和蓄热管道17设置于储热室21上端有利于促进气体流动。

在本实用新型的一个实施例中，热循环组件表面铺设有保温层，避免热能损耗。

工作原理：当需要供热时，向装置内部通电，若干电阻加热元件19同时产热，热量向上传导至蓄热管道17内部的混合工质。加热后进入储热室21进行热储能，储热室21内的混合工质受热蒸发为气态，启动膨胀机3，气态混合工质经高温管道2进入热交换机4内，对热交换机4中传热介质做功以完成供热，供热后的气体经冷凝机凝结成液态后下沉至低温管道6，再进入蓄热管道17内重新加热循环。

当不需要向外界供热时，停止装置内部通电，开启旁通管道8再关闭膨胀机3，气态混合工质直接由高温管道2进入低温管道6，不再流入热交换机4内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，包括：保温壳体(1)、蓄热组件、加热组件和热循环组件；所述蓄热组件和所述热循环组件内填充有混合工质；所述蓄热组件和所述加热组件位于所述保温壳体(1)内；所述加热组件上支撑有所述蓄热组件；所述热循环组件位于所述保温壳体(1)外部一端，并与所述蓄热组件连通；

所述蓄热组件包括蓄热管道(17)和储热室(21)；所述蓄热管道(17)设置有多组并且弯折布置；若干所述蓄热管道(17)一端与所述储热室(21)连通；若干所述蓄热管道(17)另一端和所述储热室(21)分别与所述热循环组件连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述加热组件包括承重墙体(10)、顶板(15)和发热部；所述顶板(15)固接于若干所述承重墙体(10)顶部；所述顶板(15)、若干所述承重墙体(10)和所述保温壳体(1)底面隔断形成有若干发热腔；所述发热腔内对应设有一个所述发热部；所述顶板(15)上支撑有所述蓄热管道(17)。

3.根据权利要求2所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述发热部包括电工陶瓷柱(13)、基座(12)、均压支架(11)和电阻加热元件(19)；所述电工陶瓷柱(13)底部固接于所述保温壳体(1)底面，顶部固接有所述基座(12)；所述基座(12)顶部固接有若干所述均压支架(11)；所述均压支架(11)两个为一组；每组的两个所述均压支架(11)固定连接有若干所述电阻加热元件(19)。

4.根据权利要求3所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述保温壳体(1)底部形成有两个电缆沟(7)；两个所述电缆沟(7)内分别设有引入电缆(20)和引出电缆(9)；所述引入电缆(20)和所述引出电缆(9)均与外部电网电性连接；每个所述电阻加热元件(19)阳极均与所述引入电缆(20)电性连接，阴极均与所述引出电缆(9)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述热循环组件包括高温管道(2)、低温管道(6)、热交换机(4)、膨胀机(3)和冷凝器(5)；所述热交换机(4)一侧通过高温管道(2)与所述膨胀机(3)连通，另一侧通过所述低温管道(6)与所述冷凝器(5)连通；所述高温管道(2)一端贯穿所述保温壳体(1)并与所述储热室(21)连通；所述低温管道(6)一端贯穿所述保温壳体(1)并与所述蓄热管道(17)连通。

6.根据权利要求1所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述混合工质为R227ea/R245fa混合物。

7.根据权利要求5所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述热循环组件还包括旁通管道(8)；所述旁通管道(8)两端分别与所述高温管道(2)和所述低温管道(6)固接。

8.根据权利要求5所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述高温管道(2)和所述蓄热管道(17)对应固接于所述储热室(21)上端的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种基于混合工质的蒸汽式循环蓄热供热装置，其特征在于，所述热循环组件表面铺设有保温层。

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