復合式高密度相變蓄熱裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種集熱能分配器、強制換熱、蓄熱、供熱分配器、保溫、快速接口于一體具有蓄熱、供熱功能的復合式高密度相變蓄熱供暖、供熱水裝置及其設計。它呈長方體，由外殼、保溫層、內箱體、相變蓄熱體、換熱盤管、加熱分配器、供熱分配器、溫度傳感器、控制器、底部支架、循環水進口、熱水出口、變頻循環泵、調溫閥、熱量表等部分組成。可進行熱電廠、熱源廠的余熱回收，通過移動運輸實現熱量的無管道傳送，將裝置所蓄熱量送到用戶實現供暖和提供生活熱水。具有使用方便、體積小、綜合熱費用低等優點。由于其所用熱源是廢熱或余熱，，可起到節約能源、減少污染物排放、保護環境等作用，有很好的經濟效益和社會效益。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
所屬領域本專利技術涉及一種集熱能分配器、強制換熱、蓄熱、供熱分配器、保溫、快速接口于一體具有蓄熱、供熱功能的復合式高密度相變蓄熱供暖、供熱水裝置及其裝置設計。目前，我國集中供熱尤其是熱電聯產發展迅速，但熱能供應緊張狀況并沒有得到根本改觀，主要表現在熱網的鋪設投資大，覆蓋區域主要是辦公區、繁華商業區、居住人口稠密區等，無法遍布整個市區，還有許多企事業單位、娛樂場所、新建小區靠小型自備鍋爐解決供暖和生活熱水問題，形成了多種供熱形式并存的狀況。由于分布式供熱所用的熱源容量小，熱效率低，環境污染嚴重，雖然近年大力推廣使用清潔能源，但由于運行費用高，整體所占比例不大；近3年來上海、武漢、南京等經濟發達地區夏季出現“電荒”，全國大部分省市相繼出現用電緊張狀況，其重要原因之一我國從20世紀90年代初開始電蓄能技術的研究、開發和利用工作。根據電力需求側管理部門的統計，僅1998年以前其總數就已超過4800臺，總容量超過60萬kw，其中直供的占90％以上，低谷蓄熱的不足10％，目前全國安裝的電熱鍋爐有90％是非蓄熱的。1995年以后，原電力部開始電蓄能技術試點工作，自1997年電力供應緩和之后，供電部門為促銷電力，大力提倡電力空調器和電熱鍋爐，許多地方出臺了用電優惠政策，實行梯級電價，鼓勵用電采暖。特別是在1998年4月國家電力公司在上海召開了蓄熱式電鍋爐推廣應用會后，電鍋爐發展速度驚人。但有些地方借推廣蓄熱式電熱鍋爐之機，搞了許多非蓄熱式電熱鍋爐，使高峰負荷異常升高。尤其是在電力部門內部，據自身優勢“推廣使用了”大量的非蓄熱直供式電熱鍋爐，據調查電鍋爐幾乎遍布所有縣級以上的供電部門。國家發改委與國家電網公司在削峰填谷專題會議中指出，要加強用電需求側管理，大力推廣應用低谷蓄能技術。據此應當對上述情況開展調查，對非蓄熱運行的電熱鍋爐應當限期改造為低谷蓄熱蓄熱運行的電鍋爐。就進行蓄能改造的可行性問題，曾向電力部門及有些用戶咨詢過，都認為受已有空間條件所限如用傳統的水蓄能技術體積太大，幾乎不太可能。又經與有關專家咨詢，了解到現在國內已有成熟的高蓄熱密度的相變蓄熱技術，同等蓄熱量其所需體積空間是蓄熱水箱的1/4---1/6，蓄能改造是確定可行的。據專業人士測算，截至日前僅電力部門內部使用的非蓄熱電鍋爐就有8000臺以上，其總容量超過300萬千瓦，如對其全部進行蓄能改造，可節約300萬千瓦的高峰容量，相當于15個20萬千瓦中型發電廠的裝機容量，同時可節約調峰電廠建設投資150億元，節約電網峰值增容投資超過60億元，增加供電高峰、平段售電收入22億元/年，為發電企業增加低谷發電收入10億元/年。其社會效益之大難以用數字表達。眾所周知，能源短缺逐漸威脅到人類的生存和發展，但由于熱電廠的發電設備、熱源設備與眾多熱源用戶的特點不同，熱電廠一年四季發電并伴生大量的余熱，但當供暖期只有120-160天，其他時間只有少部分近距離工業生產和賓館用戶，致使大量的余熱被白白浪費掉；而另有一部分集中供熱區域外的用戶(如賓館、洗浴中心等)卻要用自備鍋爐供熱，這種實況不但造成能源的雙倍浪費同時增加了用戶的運營成本。如果用蓄熱設備進行熱能配送就解決了這一矛盾，復合式高密度蓄熱技術是其最關鍵設備之一。目前被普遍采用的蓄熱技術主要有常壓水蓄熱和高溫水蓄熱、固相高溫蓄熱。由于水在0℃時的溶解潛熱(80cal/g)和100℃時的汽化潛熱(539cal/g)等相變潛熱都較大，但容積密度(1g/ml)和比熱(1cal/g.℃)較小，所以水的潛熱、顯熱蓄熱密度小，用水做介質蓄熱都是利用顯熱特性常壓水蓄熱和高溫水蓄熱技術是利用水的溫差顯熱特性，蓄熱密度小，蒸汽蓄熱是利用水的汽化潛熱，雖然汽化熱大，但蒸汽密度小，壓力高，故相對蓄熱密度小，不適合運輸；固相高溫蓄熱是用電加熱管將固態成型材料加熱到400-700℃，再通過高溫換熱將蓄存的熱量釋放出去，其換熱裝置復雜、壓力高、安全性能差，保溫難度大，熱損失大，也不適合運輸。為了克服上述蓄熱裝置的種種不足，本專利技術提供一種復合式高密度相變蓄熱裝置。該專利技術不僅涉及一種復合式蓄熱裝置；而且涉及一種特殊的高密度相變蓄熱模棒；還涉及一種能夠進行快速安裝和移動的裝置設計；同時還涉及一種能夠將熱量均勻傳遞到相變蓄熱材料并快速釋放進行供熱的能量分配器的設計；也還涉及一種能夠進行全自動控制的溫度時間控制器設計。由此設計制造成的復合式高密度相變蓄熱裝置不僅能夠獨立進行供暖和熱水，而且還能通過調溫閥進行水溫調節；還具有利用余熱的蓄熱功能，大大地降低了能源消耗和環境污染，同時還增加了熱電廠的效益。他的推廣利用將帶來巨大的經濟效益和社會效益。附圖說明圖1是用本專利技術設計的供熱裝置的縱剖面構造圖。圖1中1.外箱體，2.保溫層，3.內箱體，4.相變蓄熱棒體，5.換熱盤管，6.相變蓄熱材料，7.加熱分配器，8.供熱分配器，9.溫度傳感器，10.蓄熱棒體分隔架，11.蓄熱體底部金屬支撐，12.供暖循環水回水口，13.供暖循環水出水口，14.生活熱水出口，15.自來水進口，16.生活熱水供水溫度調節閥，17.溫度控制器、18.供暖變頻調速循環泵，19.導熱介質，20.熱量表，21.運輸車底架，22.蓄熱箱體上蓋，23.檢查口，24.液位指示計，25.密封回水彎。本專利技術解決上述問題所采用的技術方案是箱型外殼(1)與箱型內殼體(3)通過底部金屬支撐(11)焊接在一起，在二者之間填充保溫層(2)；在相變蓄熱箱體內，高密度相變蓄熱棒(4)通過分隔架(10)呈m列n行均分布置；在內箱體上方布置有用c型彎頭穿行連接呈u字蛇形的換熱盤管(5)，換熱盤管浸沒在換熱介質(19)中，在盤管的兩端一個做自來水進口(15)，另一個做熱水出口(14)，進出口之間并聯有供水溫度調節閥(16)；在換熱盤管(5)的上方均布著帶孔的金屬圓管作為供熱分配器(8)；與變頻循環水泵(18)的進口連接，循環泵出口與供熱系統相連；在蓄熱體底部金屬支撐(18)的下方布置有用帶孔的金屬圓管制成的加熱分配器(7)；分配器的出口端穿過并焊接在相變蓄熱內外兩側箱體金屬板上；蓄熱棒(4)內充滿熔點為75-95℃、融解熱為50-75kcal/kg的相變蓄熱材料(6)；蓄熱箱(3)的側板上下部位設置溫度傳感器(9)通過導線與時間溫度控制器(17)電連接；相變蓄熱殼體(1)的底部焊接金屬支撐架(11)，并將其與運輸車底架(21)相連；熱量表(20)分別接在供暖出口(13)和供生活熱水出口(14)處。本專利技術的工作原理和工作流程是蓄熱過程將外部熱源的載熱介質(90℃以上的水或100℃--130℃蒸汽)接入加熱分配器，其所載熱量通過導熱介質和蓄熱棒體(4)的外壁均勻擴散傳遞到相變材料(6)中，相變材料(6)的溫度逐漸升高，在未達到相變溫度-熔點以前存儲顯熱，相變材料獲得足夠的熱量后，逐漸發生晶格變化----相變潛熱，相變結束并達到設定溫度時蓄熱過程完成，蓄熱量為顯熱(60-95℃)加潛熱，合計約為92-95kcal/kg。釋熱供暖(熱水)過程對于供暖用戶，將供暖系統的供回水管口分別與復合式蓄熱裝置的熱量表(20)的出口和供暖回水口(12)相連，其相變材料(6)中所儲存的熱量通過蓄熱棒(4)壁均勻傳遞到導熱介質(19)--水中本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合式高密度相變蓄熱裝置，在外箱體與內箱體之間填充保溫層；在相變蓄熱箱體內，相變蓄熱模棒以５－１０ｍｍ間距并行地呈ｍ列ｎ行均分布置，蓄熱箱內的上部布置有換熱盤管，該盤管是用ｃ型彎頭穿行連接呈ｕ字蛇形盤管，盤管的兩端一個做冷水進口，與變頻循環水泵的出口連接，另一個做熱水出口，與供熱水系統相連，進出口之間并聯有供水溫度調節閥；在相變蓄熱殼體的底部和頂部分別設置有加熱分配器和供熱分配器，分配器的前端穿過箱體并焊接有連接法蘭，分別作為加熱和供暖用的進出水口，分配器是由無縫鋼管制成，鋼管上均布著許多不同孔徑的園孔，穿過箱體兩層金屬板時進行焊接密封；內箱體上不和下部設置有測溫探管，探管內部設置溫度傳感器，通過導線與時間溫度控制器電連接；箱體內９０％充滿水或其他導熱介質；相變蓄熱殼體的底板外側焊接金屬支撐架，并用其與運輸車連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王智慧，
申請(專利權)人：王智慧，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]