一種利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儲(chǔ)熱裝置測(cè)試與評(píng)價(jià)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]因?yàn)槟茉春铜h(huán)境的問(wèn)題，我國(guó)正在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源，積極開發(fā)和利用可再生能源。太陽(yáng)能因具有分布廣泛，方便獲取并且清潔等一系列優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有希望的新能源。但因?yàn)槭軙円埂⒓竟?jié)、云霧、天氣以及建筑的影響，使地球上的太陽(yáng)能變得分散、間歇和不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致使用效率過(guò)低。為保證太陽(yáng)能熱利用連續(xù)、穩(wěn)定、高效率地進(jìn)行，需要利用儲(chǔ)熱裝置。但不同條件下所使用的儲(chǔ)熱裝置不同，所以要對(duì)儲(chǔ)熱裝置進(jìn)行充放熱測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定最佳使用條件，或者更改儲(chǔ)熱裝置設(shè)計(jì)來(lái)滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。但目前還沒(méi)有簡(jiǎn)單、易操作、高效的裝置，來(lái)測(cè)試與評(píng)價(jià)不同儲(chǔ)熱裝置的可逆性、安全性、穩(wěn)定性以及換熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，簡(jiǎn)單高效，且易于操作，方便更換儲(chǔ)熱單元中的儲(chǔ)熱材料以及各種形狀的導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管，能對(duì)儲(chǔ)熱單元充放熱過(guò)程的儲(chǔ)熱效率、安全性以及循環(huán)穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為封閉式管道回路系統(tǒng)，導(dǎo)熱工質(zhì)在封閉式管道回路系統(tǒng)中流動(dòng)，沿導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)方向在封閉式管道回路系統(tǒng)上依次設(shè)置導(dǎo)熱工質(zhì)儲(chǔ)存罐、栗、儲(chǔ)熱單元，儲(chǔ)熱單元包括殼體、上蓋，殼體與上蓋密封配合，殼體內(nèi)部設(shè)置儲(chǔ)熱材料、導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管，上蓋設(shè)置進(jìn)口管和出口管，導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管通過(guò)進(jìn)口管、出口管接入封閉式管道回路系統(tǒng)。進(jìn)口管的一端與栗連接，另一端與導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管連接；出口管的一端與導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管連接，另一端與導(dǎo)熱工質(zhì)儲(chǔ)存罐連接。
[0005]按上述技術(shù)方案，導(dǎo)熱工質(zhì)儲(chǔ)存罐包括熱罐、冷罐，熱罐、冷罐的出口分別與栗連接；沿導(dǎo)熱工質(zhì)的流動(dòng)方向，在出口管的后方設(shè)置閥門，閥門分別與熱罐、冷罐的進(jìn)口連接。
[0006]按上述技術(shù)方案，熱罐中設(shè)置第一控溫點(diǎn)，冷罐中設(shè)置第二控溫點(diǎn)。
[0007]按上述技術(shù)方案，在栗與儲(chǔ)熱單元的進(jìn)口管之間，沿導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)置流速控制器、溫度補(bǔ)償加熱器。
[0008]按上述技術(shù)方案，在溫度補(bǔ)償加熱器和儲(chǔ)熱單元的進(jìn)口管之間設(shè)置第三控溫點(diǎn)。
[0009]按上述技術(shù)方案，儲(chǔ)熱單元內(nèi)部的導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管上設(shè)置第一測(cè)溫點(diǎn)、第一測(cè)速點(diǎn)、第二測(cè)溫點(diǎn)，其中第一測(cè)溫點(diǎn)、第一測(cè)速點(diǎn)設(shè)置在進(jìn)口管一側(cè)，第二測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置在出口管一側(cè)。
[0010]按上述技術(shù)方案，在閥門與冷罐的進(jìn)口之間，沿導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)置第三測(cè)溫點(diǎn)、冷凝器、第四測(cè)溫點(diǎn)。
[0011]按上述技術(shù)方案，儲(chǔ)熱單元的殼體包括儲(chǔ)熱單元外壁、儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁，儲(chǔ)熱單元外壁、儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁均采用耐高溫的鋼板制成，儲(chǔ)熱單元外壁與儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁之間填充保溫材料。填充的保溫材料采用硅酸鋁耐火纖維或硅酸鋁耐火纖維與礦渣棉板的組合。
[0012]按上述技術(shù)方案，熱罐的出口與栗之間、冷罐的出口與栗之間、栗與儲(chǔ)熱單元的進(jìn)口管之間、儲(chǔ)熱單元的出口管與熱罐的進(jìn)口之間的管道均為保溫管道。保溫管道為在常規(guī)管道外部包裹有保溫層，保溫層采用礦渣棉或者硅酸鈣或者膨脹珍珠巖材料。
[0013]按上述技術(shù)方案，導(dǎo)熱工質(zhì)為導(dǎo)熱油。
[0014]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，由于導(dǎo)熱油導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)于空氣、使用溫度范圍較廣、操作簡(jiǎn)單并且能夠重復(fù)利用，通過(guò)熱罐和冷罐中的導(dǎo)熱油進(jìn)行反復(fù)充放熱實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)試儲(chǔ)熱單元的循環(huán)穩(wěn)定性；在充放熱過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)熱油通過(guò)儲(chǔ)熱單元后的溫度變化，根據(jù)熱力學(xué)相關(guān)公式，可以計(jì)算出當(dāng)前流速時(shí)的熱交換效率；使用不同流速的導(dǎo)熱油通過(guò)儲(chǔ)熱單元，可以得到使熱交換效率最大化的最佳導(dǎo)熱油流速；本發(fā)明使用冷凝器，對(duì)從儲(chǔ)熱單元里流出的高溫導(dǎo)熱油進(jìn)行冷凝，可以有效降低導(dǎo)熱油溫度，避免高溫導(dǎo)熱油進(jìn)入冷罐發(fā)生意外。本發(fā)明系統(tǒng)簡(jiǎn)單高效且易于操作，方便更換儲(chǔ)熱單元中的儲(chǔ)熱材料以及各種形狀導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管，能對(duì)儲(chǔ)熱單元充放熱過(guò)程的儲(chǔ)熱效率、安全性以及循環(huán)穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是儲(chǔ)熱單元外形立體圖；
[0018]圖3是儲(chǔ)熱單元左視圖；
[0019]圖4是圖3中沿A-A面剖面圖；
[0020]圖5是圖3中沿B-B面剖面圖；
[0021]其中:1_熱罐，8-第一控溫點(diǎn)，2-冷罐，9-第二控溫點(diǎn)，3-栗，10-流速控制器，4-溫度補(bǔ)償加熱器，11-第三控溫點(diǎn)，12-接口一，13-第一測(cè)溫點(diǎn)，14-第一測(cè)速點(diǎn)，5-儲(chǔ)熱單元，15-第二測(cè)溫點(diǎn)，16-接口二，6-閥門，17-第三測(cè)溫點(diǎn)，7-冷凝器，18-第四測(cè)溫點(diǎn)，19-常規(guī)管道，20-保溫管道，21-出口管，22-進(jìn)口管，23-儲(chǔ)熱單元外壁，24-保溫材料，25-儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁，26-導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為封閉式管道回路系統(tǒng)，導(dǎo)熱工質(zhì)在封閉式管道回路系統(tǒng)中流動(dòng)，沿導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)方向在封閉式管道回路系統(tǒng)上依次設(shè)置導(dǎo)熱工質(zhì)儲(chǔ)存罐、栗、儲(chǔ)熱單元，儲(chǔ)熱單元包括殼體、上蓋，殼體與上蓋密封配合，殼體內(nèi)部設(shè)置儲(chǔ)熱材料、導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管，上蓋設(shè)置進(jìn)口管和出口管，導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管通過(guò)進(jìn)口管、出口管接入封閉式管道回路系統(tǒng)。進(jìn)口管的一端與栗連接，另一端與導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管連接；出口管的一端與導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管連接，另一端與導(dǎo)熱工質(zhì)儲(chǔ)存罐連接。
[0024]進(jìn)一步地，導(dǎo)熱工質(zhì)儲(chǔ)存觸包括熱觸、冷觸，熱觸、冷觸的出口分別與栗連接；沿導(dǎo)熱工質(zhì)的流動(dòng)方向，在出口管的后方設(shè)置閥門，閥門分別與熱罐、冷罐的進(jìn)口連接。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，熱罐中設(shè)置第一控溫點(diǎn)，冷罐中設(shè)置第二控溫點(diǎn)。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，在栗與儲(chǔ)熱單元的進(jìn)口管之間，沿導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)置流速控制器、溫度補(bǔ)償加熱器。本發(fā)明實(shí)施例中熱罐儲(chǔ)存的高溫(如果溫度不夠，可以通過(guò)溫度補(bǔ)償加熱器加熱)導(dǎo)熱工質(zhì)，通過(guò)栗壓出，經(jīng)由流速控制器和溫度補(bǔ)償加熱器控制進(jìn)入儲(chǔ)熱單元的導(dǎo)熱工質(zhì)的流速與溫度，導(dǎo)熱工質(zhì)通過(guò)儲(chǔ)熱單元后流入熱栗中回收，即完成一次充熱過(guò)程。通過(guò)栗壓出冷罐中儲(chǔ)存的低溫導(dǎo)熱工質(zhì)，經(jīng)由流速控制器控制進(jìn)入儲(chǔ)熱單元的導(dǎo)熱工質(zhì)的流速，導(dǎo)熱工質(zhì)通過(guò)儲(chǔ)熱單元后溫度升高，經(jīng)由冷凝器后流入冷栗中回收，即完成一次放熱過(guò)程。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，在溫度補(bǔ)償加熱器和儲(chǔ)熱單元的進(jìn)口管之間設(shè)置第三控溫點(diǎn)。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，儲(chǔ)熱單元內(nèi)部的導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管上設(shè)置第一測(cè)溫點(diǎn)、第一測(cè)速點(diǎn)、第二測(cè)溫點(diǎn)，其中第一測(cè)溫點(diǎn)、第一測(cè)速點(diǎn)設(shè)置在進(jìn)口管一側(cè)，第二測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置在出口管一側(cè)。
[0029]進(jìn)一步地，在閥門與冷罐的進(jìn)口之間，沿導(dǎo)熱工質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)置第三測(cè)溫點(diǎn)、冷凝器、第四測(cè)溫點(diǎn)。
[0030]進(jìn)一步地，儲(chǔ)熱單元的殼體包括儲(chǔ)熱單元外壁、儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁，儲(chǔ)熱單元外壁、儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁均采用耐高溫的鋼板制成，儲(chǔ)熱單元外壁與儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁之間填充保溫材料。填充的保溫材料采用硅酸鋁耐火纖維或硅酸鋁耐火纖維與礦渣棉板的組合。
[0031 ] 本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，熱罐的出口與栗之間、冷罐的出口與栗之間、栗與儲(chǔ)熱單元的進(jìn)口管之間、儲(chǔ)熱單元的出口管與熱罐的進(jìn)口之間的管道均為保溫管道。保溫管道為在常規(guī)管道外部包裹有保溫層，保溫層采用礦渣棉或者硅酸鈣或者膨脹珍珠巖材料。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)一步地，導(dǎo)熱工質(zhì)為導(dǎo)熱油。
[0033]采用第一控溫點(diǎn)、第二控溫點(diǎn)、流速控制器、溫度補(bǔ)償加熱器、第三控溫點(diǎn)控制流入儲(chǔ)熱單元的導(dǎo)熱工質(zhì)的溫度和流速；第三測(cè)溫點(diǎn)、冷凝器、第四測(cè)溫點(diǎn)、控制流入冷罐回收的導(dǎo)熱工質(zhì)溫度；收集并分析計(jì)算第一測(cè)溫點(diǎn)、第一測(cè)速點(diǎn)、第二測(cè)溫點(diǎn)的數(shù)據(jù)完成測(cè)試與評(píng)價(jià)目的。
[0034]實(shí)施例一:一種利用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)的儲(chǔ)熱測(cè)試與評(píng)價(jià)系統(tǒng)，如圖1所示，它包括熱罐1、第一控溫點(diǎn)8、冷罐2、第二控溫點(diǎn)9、栗3、流速控制器10、溫度補(bǔ)償加熱器4、第三控溫點(diǎn)11、接口一 12、第一測(cè)溫點(diǎn)13、第一測(cè)速點(diǎn)14、儲(chǔ)熱單元5、第二測(cè)溫點(diǎn)15、接口二16、閥門6、第三測(cè)溫點(diǎn)17、冷凝器7、第四測(cè)溫點(diǎn)18、管道(常規(guī)管道)19、保溫管道20。常規(guī)管道在圖1中使用細(xì)線表示，保溫管道使用粗線表示。通過(guò)接口一 12和接口二 16可以更換儲(chǔ)熱單元中的儲(chǔ)熱材料以及各種形狀導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管。
[0035]設(shè)置有第一控溫點(diǎn)8的熱罐I與栗3相連，經(jīng)栗3壓出的導(dǎo)熱工質(zhì)依次通過(guò)流速控制器10、溫度補(bǔ)償加熱器4、第三控溫點(diǎn)11、儲(chǔ)熱單元5后流入熱罐儲(chǔ)存；設(shè)置有第二控溫點(diǎn)9的冷罐2與栗3相連，經(jīng)栗3壓出的導(dǎo)熱工質(zhì)依次通過(guò)流速控制器10、溫度補(bǔ)償加熱器4、第三控溫點(diǎn)11、儲(chǔ)熱單元5、第三測(cè)溫點(diǎn)17、冷凝器7、第四測(cè)溫點(diǎn)18后流入冷罐儲(chǔ)存；儲(chǔ)熱單元入口設(shè)有第一測(cè)溫點(diǎn)13和第一測(cè)速點(diǎn)14，儲(chǔ)熱單元出口設(shè)有第二測(cè)溫點(diǎn)15。
[0036]第一測(cè)溫點(diǎn)13和第二測(cè)溫點(diǎn)15是測(cè)量該處的溫度，用于測(cè)量流入儲(chǔ)熱單元和流出儲(chǔ)熱單元導(dǎo)熱油的溫度，從而計(jì)算出儲(chǔ)熱單元在充放熱過(guò)程吸收或放出的熱量；第三測(cè)溫點(diǎn)17和第四測(cè)溫點(diǎn)18是測(cè)量流經(jīng)冷凝器7前后的溫度，用于控制流入冷罐導(dǎo)熱油的溫度；控溫點(diǎn)是采集該處的溫度，然后再通過(guò)溫度補(bǔ)償器使該點(diǎn)達(dá)到需要的溫度；流速控制器10和第一測(cè)速點(diǎn)14可以控制和測(cè)量流入儲(chǔ)熱單元導(dǎo)熱油的流速，通過(guò)使用不同流速的導(dǎo)熱油測(cè)試不同儲(chǔ)熱單元的最適宜流速。
[0037]如圖2、圖3、圖4、圖5所示，儲(chǔ)熱單元5整體為長(zhǎng)方體，包括出口管21，進(jìn)口管22，儲(chǔ)熱單元外壁23，保溫材料24，儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁25，導(dǎo)熱工質(zhì)盛裝盤管26 ;儲(chǔ)熱單元外壁23與儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁25采用耐高溫的鋼板制成，儲(chǔ)熱單元外壁23與儲(chǔ)熱單元內(nèi)壁25之間填充保溫材料24以防止熱量損失；出口管21和進(jìn)