一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，包括通過管路連接的熱源電加熱器(1)、相變儲熱器(2)和介質(zhì)循環(huán)泵(3)，循環(huán)介質(zhì)從相變儲熱器(2)流出，向用熱端供熱后經(jīng)熱源電加熱器(1)和介質(zhì)循環(huán)泵(3)流入相變儲熱器(2)，構成供熱回路，所述的介質(zhì)循環(huán)泵(3)的入口管路上設有熔鹽介質(zhì)存儲罐(5)。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型利用熱源電加熱器將熱量儲存至相變儲熱器中，儲熱能力高，能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供所需熱量，同時采用谷電作為系統(tǒng)熱源，運行安全簡單可靠，無污染，可在低溫下快速啟動整個系統(tǒng)，便于控制溫度，節(jié)省運行費用。
【專利說明】
一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于工商業(yè)領域中傳統(tǒng)鍋爐替代技術領域，涉及一種相變儲熱式供熱系統(tǒng)，尤其是涉及一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]工商業(yè)領域中，工藝流程用熱的溫度范圍通常高于100°C，常見的傳熱介質(zhì)為蒸汽、導熱油或者熔鹽。為傳熱介質(zhì)加熱的主要來源為以化石燃料或電力為能源的鍋爐，常見的化石燃料分為燃煤、柴油以及天然氣。其中燃煤鍋爐由于其低廉的能源價格優(yōu)勢占有鍋爐市場的最大的份額，然而其在環(huán)境保護與節(jié)能減排方面有著很大的弊端。普通國產(chǎn)燃煤鍋爐的設計效率為72 %至80 %之間，但實際運行普遍存在負荷較低、爐渣含碳量高、排煙溫度高、燃燒不完全等現(xiàn)象，造成嚴重的空氣污染與能量損失。近年來由于國家空氣污染治理壓力不斷增加，中小型燃煤鍋爐的拆除與代替已經(jīng)在各地開展。相比而言燃氣鍋爐的效率可達90 %以上，且燃燒過程較為清潔，其顆粒物排放標準限值為燃煤鍋爐的37.5 %，二氧化硫的排放標準限值為燃煤鍋爐的20%。目前國內(nèi)燃氣價格較高，單位熱量的價格為燃煤的25-35倍，使用燃氣鍋爐的成本遠高于燃煤鍋爐。在管道天然氣難以抵達或燃氣管道安裝成本較高的地方，使用燃氣鍋爐需要使用車輛運輸?shù)囊夯烊粴饣驂嚎s天然氣以及天然氣儲存和減壓裝置。燃油鍋爐效率雖與燃氣鍋爐相近，但其運輸完全依賴交通工具，且運行費用相比燃氣鍋爐還要高40%左右。電鍋爐效率較高通常可達95%以上，運營過程中不會產(chǎn)生本地污染，且電網(wǎng)覆蓋的廣度與密度遠高于管道天然氣。然而普通工商業(yè)用電電價較高，白天平均為0.8元/kWh左右，單位熱能價格為管道天然氣的2倍左右，使用電鍋爐的業(yè)主不得不承擔較高的運營費用，或者將生產(chǎn)時間改為夜間低價谷電時段承擔其它的附加成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種系統(tǒng)熱效率高、結構和安裝簡單，能有效解決運行費用高及綠色環(huán)保問題的谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0005]—種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，包括通過管路連接的熱源電加熱器、相變儲熱器和介質(zhì)循環(huán)栗，循環(huán)介質(zhì)從相變儲熱器流出，向用熱端供熱后經(jīng)熱源電加熱器和介質(zhì)循環(huán)栗流入相變儲熱器，構成供熱回路，其特征在于，所述的介質(zhì)循環(huán)栗的入口管路上設有熔鹽介質(zhì)存儲罐。
[0006]所述的熔鹽介質(zhì)存儲罐內(nèi)設有電加熱器。
[0007]所述系統(tǒng)的管路和管件上設有伴熱裝置。
[0008]所述的伴熱裝置為蒸汽伴熱裝置或電伴熱裝置。
[0009]所述的相變儲熱器本體內(nèi)設有電加熱器。
[0010]所述的熔鹽介質(zhì)存儲罐設有氮封裝置。[0011 ]所述的循環(huán)介質(zhì)為熔鹽。
[0012]所述的供熱系統(tǒng)還包括介質(zhì)換熱器，所述的介質(zhì)換熱器分別與相變儲熱器出口和用熱端連接。
[0013]所述的介質(zhì)換熱器為蒸汽發(fā)生器。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0015](I)利用熱源電加熱器將熱量儲存至相變儲熱器中，因相變材料相變過程穩(wěn)定，儲熱能力高，能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供所需熱量，同時采用谷電作為系統(tǒng)熱源，利用谷電清潔、價格低廉的特點，符合國家節(jié)能減排的政策導向，運行安全簡單可靠，節(jié)省運行費用。
[0016](2)可以實現(xiàn)邊充熱邊供熱的聯(lián)合工況，在日間工作時，熱源電加熱器不通電，僅作為管道使用，利用相變儲熱裝置的儲存熱量向末端供熱，用于加熱、烘烤、消毒等工藝流程。
[0017](3)系統(tǒng)在停止使用時，相變儲熱器與循環(huán)管道中的循環(huán)介質(zhì)能夠全部收集回熔鹽介質(zhì)存儲罐中，熔鹽介質(zhì)存儲罐內(nèi)設有電加熱器，方便對循環(huán)介質(zhì)的集中加熱。
[0018](4)相變儲熱器本體內(nèi)設有電加熱器，可對相變儲熱器本體內(nèi)凝固的循環(huán)介質(zhì)進行加熱，從而在低溫下快速啟動整個系統(tǒng)，防止管路阻塞。
[0019](5)系統(tǒng)的管路和管件上設有伴熱裝置，在系統(tǒng)運行時將系統(tǒng)溫度維持在設定范圍，便于控制溫度。
[0020](6)循環(huán)介質(zhì)為凝固點范圍在130?210°C之間的熔鹽，可循環(huán)使用，克服了燃煤鍋爐高污染，燃氣、油以及電鍋爐供熱高運行費用的缺點，對環(huán)境零污染，零排放，符合國家節(jié)能減排的政策導向。
【附圖說明】
[0021]圖1為實施例1的結構示意圖；
[0022]圖2為實施例2的結構示意圖；
[0023]附圖標記:
[0024]I為熱源電加熱器;2為相變儲熱器;3為介質(zhì)循環(huán)栗;4為介質(zhì)換熱器;5為熔鹽介質(zhì)存儲罐;6為氮封裝置。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0026]實施例1
[0027]如圖1所示，一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，包括通過管路連接的熱源電加熱器1、相變儲熱器2和介質(zhì)循環(huán)栗3，循環(huán)介質(zhì)從相變儲熱器2流出，向用熱端供熱后經(jīng)熱源電加熱器I和介質(zhì)循環(huán)栗3流入相變儲熱器2，構成供熱回路，其特征在于，介質(zhì)循環(huán)栗3的入口管路上設有熔鹽介質(zhì)存儲罐5，系統(tǒng)在停止使用時，相變儲熱器2與循環(huán)管道中的循環(huán)介質(zhì)能夠全部收集回熔鹽介質(zhì)存儲罐5中，熔鹽介質(zhì)存儲罐5內(nèi)設有電加熱器，電加熱器功率根據(jù)介質(zhì)存儲罐體積而定，系統(tǒng)在停止使用時，相變儲熱器與循環(huán)管道中的循環(huán)介質(zhì)能夠全部收集回熔鹽介質(zhì)存儲罐中，并通過電加熱器對循環(huán)介質(zhì)的集中加熱。收集循環(huán)介質(zhì)的方法可使用且不限于壓縮空氣吹掃。
[0028]相變儲熱器2本體內(nèi)也設有電加熱器，可對相變儲熱器本體內(nèi)凝固的循環(huán)介質(zhì)進行加熱，從而在低溫下快速啟動整個系統(tǒng)，防止管路阻塞。
[0029]所述系統(tǒng)的管路和管件上設有伴熱裝置，伴熱裝置為蒸汽伴熱裝置或電伴熱裝置，在系統(tǒng)運行時將系統(tǒng)溫度維持在設定范圍，便于控制溫度。伴熱裝置的功率由系統(tǒng)運行環(huán)境溫度、系統(tǒng)尺寸與循環(huán)介質(zhì)的凝固點而定。伴熱裝置以及相變儲熱器中2的電加熱器在循環(huán)介質(zhì)接近凝固點時開啟加熱，在循環(huán)介質(zhì)遠高于凝固點時關閉加熱。該措施的目的是防止正常運行中發(fā)生意外，循環(huán)介質(zhì)溫度下降到凝固點導致相變儲熱器2與管路被堵塞。
[0030]熔鹽介質(zhì)存儲罐5還設有氮封裝置6。熔鹽介質(zhì)存儲罐5尺寸根據(jù)系統(tǒng)中循環(huán)介質(zhì)總量而定。
[0031]循環(huán)介質(zhì)為凝固點范圍在130?210°C之間的熔鹽，熔鹽可循環(huán)使用，克服了燃煤鍋爐高污染，燃氣、油以及電鍋爐供熱高運行費用的缺點，對環(huán)境零污染，零排放，符合國家節(jié)能減排的政策導向。循環(huán)介質(zhì)若與相變儲熱器2的儲熱材料混合不會發(fā)生安全風險。
[0032]供熱系統(tǒng)還包括介質(zhì)換熱器4，介質(zhì)換熱器4分別與相變儲熱器2出口和用熱端連接。若二次側(靠近用熱端的一側)的工藝介質(zhì)為蒸汽，則該介質(zhì)換熱器4可為蒸汽發(fā)生器，介質(zhì)換熱器4正常運行放出熱量時介質(zhì)溫度高于150°C，能夠穩(wěn)定地放出熱量。
[0033]實際使用時，供熱系統(tǒng)為常壓運行，熱源電加熱器I在夜間利用谷電對循環(huán)介質(zhì)加熱，并通過供熱循環(huán)回路放出熱量，同時，一部分熱量會儲存在相變儲熱器2中。而在白天峰電期間，熱源電加熱器I停止工作，此時，儲存在相變儲熱器2中的熱量通過介質(zhì)循環(huán)栗3輸送至介質(zhì)換熱器4放出熱量，而經(jīng)換熱冷卻后的循環(huán)介質(zhì)返回至相變儲熱器2重新加熱后，繼續(xù)進行循環(huán)供熱。
[0034]本實用新型一次側(靠近熱源電加熱器I的一側)夜間可以實現(xiàn)邊充熱邊供熱的聯(lián)合工況，在日間工作時，熱源電加熱器I不通電，僅作為管道使用，利用相變儲熱裝置2的儲存熱量向末端供熱，能夠穩(wěn)定持續(xù)地提熱量，通過連接末端用熱管路，用于加熱、烘烤、消毒等工藝流程。
[0035]相變儲熱器2利用相變材料的潛熱儲存熱量，低谷電價時將熱量儲存在相變儲熱器2中，相變材料吸熱，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài);高峰電價時，相變儲熱器2將熱量輸送給末端設備，相變材料放熱，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。
[0036]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型結構簡單、制作方便，且系統(tǒng)儲熱能力高，外形尺寸小，因相變材料相變過程穩(wěn)定，所以系統(tǒng)能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供所需熱量，同時采用谷電作為系統(tǒng)熱源，利用谷電清潔、價格低廉的特點，克服了燃煤鍋爐高污染，燃氣、油以及電鍋爐供熱高運行費用的缺點，符合國家節(jié)能減排的政策導向，對環(huán)境零污染，零排放，運行安全簡單可靠，節(jié)省運行費用。
[0037]實施例2
[0038]如圖2所示，與實施例1不同的是，二次側的工藝介質(zhì)為熔鹽，且能夠被一次側所用循環(huán)介質(zhì)所代替而不影響工藝流程，則撤去該介質(zhì)換熱器，用熱設備直接由一次側循環(huán)介質(zhì)供熱。
【主權項】
1.一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，包括通過管路連接的熱源電加熱器(I)、相變儲熱器(2)和介質(zhì)循環(huán)栗(3)，循環(huán)介質(zhì)從相變儲熱器(2)流出，向用熱端供熱后經(jīng)熱源電加熱器(I)和介質(zhì)循環(huán)栗(3)流入相變儲熱器(2)，構成供熱回路，其特征在于，所述的介質(zhì)循環(huán)栗(3)的入口管路上設有熔鹽介質(zhì)存儲罐(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的熔鹽介質(zhì)存儲罐(5)內(nèi)設有電加熱器。3.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的管路和管件上設有伴熱裝置。4.根據(jù)權利要求3所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的伴熱裝置為蒸汽伴熱裝置或電伴熱裝置。5.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的相變儲熱器(2)本體內(nèi)設有電加熱器。6.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的熔鹽介質(zhì)存儲罐(5)設有氮封裝置(6)。7.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的循環(huán)介質(zhì)為熔鹽。8.根據(jù)權利要求1所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的供熱系統(tǒng)還包括介質(zhì)換熱器(4)，所述的介質(zhì)換熱器(4)分別與相變儲熱器(2)出口和用熱端連接。9.根據(jù)權利要求8所述的一種谷電相變儲熱式供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的介質(zhì)換熱器(4)為蒸汽發(fā)生器。
【文檔編號】F24D11/00GK205536062SQ201620076748
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月26日
【發(fā)明人】馬力, 雷小明
【申請人】江蘇啟能新能源材料有限公司