高效固态电热储能装置的制作方法

本发明属于环保电热储能技术的领域，涉及一种高效固态电热储能装置。

背景技术：

近些年，随着人们节能环保意识的提高和国家的大力推动，电热储能技术也称电蓄热技术的应用得到了快速的发展。但目前在实践中存在两个方面的问题：一是电热元件加热工作时，由于热动力推动热气流上升，不同高度的固态储热模块周围的空气形成了不同的温度分层，使装置内上层储热模块和下层储热模块的温度形成了很大的温差，储热模块叠放的越高则温差越大，每台装置加热时都有最高控制温度，如出现储热模块温度上高下低的情况，会造成装置总体上的储热能力大幅度下降，特别是高度尺寸较大的大型装置，会严重影响其储热效率；二是固态电储热装置多是以装置内的空气做为换热介质，在风机的驱动下，空气在储热模块和换热器间经风道形成循环，将模块中的热能释放出来。装置在放热过程中，由于不同层高的空气在流动换热时的路径不同、风阻不同，造成距离风机出口较远的模块换热较慢、温度较高；而距离风口较近的模块换热较快、温度较低，严重影响了装置的换热效率。

技术实现要素：

发明目的：

本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种储热温度均匀，储热、换热效率高，方便控制的高效固态电热储能装置。

技术方案：

高效固态电热储能装置，其特征在于：包括储能模块、电热元件、外壳、换热循环风机、换热器、隔板、上隔层、下隔层和支撑部件；多个储能模块在外壳内由下至上叠放构成储能体，储能体一侧与外壳形成一个高温腔，另一侧与外壳形成一个低温腔，隔板放置于低温腔上端，隔板下平面与最上层储能模块上平面齐平，储能模块内具有储能体换热通道，电热元件由下至上按功率由大到小布置在储能体换热通道内，储能体上下连接有上隔层和下隔层，上隔层的上部或下隔层的下部与外壳之间形成同流程换热通道，同流程换热通道内设置有支撑部件，外壳的外壁设置有换热器，外壳与换热器相同侧的下部和上部分别开有进风口和出风口，换热器与外壳内部通过出风口连通，换热器下端出风处安装有换热循环风机，换热循环风机的出风方向正对着进风口；

所述同流程换热通道与远离出风口一侧的高温腔或低温腔连通。

所述外壳内壁附有保温层。

所述保温层内壁附有反射层。

所述电热元件为一层或多层相同功率电热元件为一组，以组为单位由下至上按功率由大到小、方向为水平横向或水平纵向布置在储能体换热通道内。

所述电热元件不直接与外壳接触，一端设置在外壳的外部，外部的端部设置有单独控制开关。

所述电热元件是不同电功率的电热管，或同材质同截面积的电热合金制成的不同螺距的螺旋电热元件，或同材质同截面积的电热合金制成的电热元件的分层组合。

所述单独控制开关外侧设置有外仓，外仓将单独控制开关遮挡在其中，外仓与外壳为一体的结构或分体的结构安装在外壳的外壁。

所述保温层、上隔层、下隔层皆为保温材料制作。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细说明：

图1、进风同程换热风道方案原理示意图；

图2、出风同程换热风道方案原理示意图。

所述标注为：1.储能模块、2.电热元件、3.反射层、4.同流程换热通道、5.保温层、6.外壳、7.换热循环风机、8.换热器、9.储能体换热通道、10.外仓、11.隔板、12.低温腔、13.高温腔、14.支撑部件、15.出风口、16.进风口、17上隔层、18.下隔层、19.单独控制开关。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，多个储能模块1在外壳6内由下至上叠放构成储能体，外壳6内壁附有保温层5，保温层5内壁附有反射层3，反射层3能够反射热能，储能体左侧与外壳6形成一个高温腔13，右侧与外壳6形成一个低温腔12，低温腔12上端设置有隔板11，该隔板11下平面与最上层储能模块1上平面齐平。储能模块1内具有储能体换热通道9，电热元件2由下至上按功率由大到小布置在储能体换热通道9内，电热元件2一端在外壳6外侧，设置有单独控制开关19，单独控制开关19外侧设置有外仓10，外仓10安装于外壳6上。电热元件2与外壳6无接触。储能体上下连接有保温材料制作的上隔层17和下隔层18，下隔层18的下部与外壳6之间形成同流程换热通道4，同流程换热通道4内设置有支撑部件14，外壳6左侧的外侧设置有换热器8，外壳6相同的该侧下部和上部分别开有进风口16和出风口15，换热器8与外壳6内部的高温腔13通过出风口15连通，换热器8下端出风处安装有换热循环风机7，换热循环风机7的出风方向正对着进风口16。

所述电热元件2为一层或多层相同功率电热元件2为一组，以组为单位由下至上按功率由大到小、方向为水平横向或水平纵向布置在储能体换热通道9内。

所述电热元件2是不同电功率的电热管，或同材质同截面积的电热合金制成的不同螺距的螺旋电热元件，或同材质同截面积的电热合金制成的电热元件的分层组合。

所述外仓10也可以是与外壳6为一体的结构。

该固态电热储能装置的运行方式：

空气由换热循环风机7从进风口16吹入同流程换热通道4，再经由低温腔12，进入储能模块1的储能体换热通道9内，电热元件2将空气加热，加热后的空气经由高温腔13从出风口15进入换热器8将热能输出，换热器8内的空气再由换热循环风机7从进风口16吹入同流程换热通道4，完成一个循环。

该固态电热储能装置能够制作3米以上高度的高储能装置，最上层和最下层储能模块1温度的温差能够控制在10%内。

实施例2：

如图2所示，多个储能模块1在外壳6内由下至上叠放构成储能体，外壳6内壁附有保温层5，保温层5内壁附有反射层3，反射层3能够反射热能，储能体右侧与外壳6形成一个高温腔13，左侧与外壳6形成一个低温腔12，低温腔12上端设置有隔板11，该隔板11下平面与最上层储能模块1上平面齐平。储能模块1内具有储能体换热通道9，电热元件2由下至上按功率由大到小布置在储能体换热通道9内，电热元件2一端在外壳6外侧，设置有单独控制开关19，单独控制开关19外侧设置有外仓10，外仓10安装于外壳6上。电热元件2与外壳6无接触。储能体上下连接有保温材料制作的上隔层17和下隔层18，上隔层17的上部与外壳6之间形成同流程换热通道4，同流程换热通道4内设置有支撑部件14，外壳6左侧的外侧设置有换热器8，外壳6相同的该侧下部和上部分别开有进风口16和出风口15，换热器8与外壳6内部的同流程换热通道4通过出风口15连通，换热器8下端出风处安装有换热循环风机7，换热循环风机7的出风方向正对着进风口16。

所述电热元件2为一层或多层相同功率电热元件2为一组，以组为单位由下至上按功率由大到小、方向为水平横向或水平纵向布置在储能体换热通道9内。

所述电热元件2是不同电功率的电热管，或同材质同截面积的电热合金制成的不同螺距的螺旋电热元件，或同材质同截面积的电热合金制成的电热元件的分层组合。

所述外仓10也可以是与外壳6为一体的结构。

该固态电热储能装置的运行方式：

空气由换热循环风机7从进风口16吹入低温腔12，再进入储能模块1的储能体换热通道9内，电热元件2将空气加热，加热后的空气进入高温腔13，经由同流程换热通道4从出风口15进入换热器8将热能输出，换热器8内的空气再由换热循环风机7从进风口16吹入低温腔12，完成一个循环。

该固态电热储能装置能够制作3米以上高度的高储能装置，最上层和最下层储能模块1温度的温差能够控制在10%内。