一种双工蓄冷、蓄热存储单元的制作方法

文档序号:13171326阅读:555来源:国知局

本实用新型涉及一种双工蓄冷、蓄热存储单元,属于电力应用领域以及蓄能领域。



背景技术:

随着经济的发展、城市规模的扩大和用电结构的改变,使得城市以及地区电网昼夜电力负荷差值越来越大,加快构建我国“谷电大规模化学储能调峰板块”是解决这一问题的主要手段。

目前,全国低谷电的平均利用效率只有35%左右,存在着大量的能源浪费。采用低谷电进行采暖,可以大量利用闲置的低谷电量,提高能源的利用率。廉价的低谷电利用,同时可以降低用户的供暖成本;采用谷电储能设备,无污染气体的排放,对于节能减排具有非常重要的意义。因此使用蓄冷、蓄热技术对于电网“削峰填谷”起着至关重要的作用。蓄能技术提高能源利用效率、调整能源结构进而推动我国产业结构升级,实现经济绿色增长、包容性增长和持续增长的重要技术。蓄能技术相对于蓄电技术成本低、效率高,在热利用与热需求领域具有显著的竞争优势。

在相变蓄能工程中,温度相对恒定且相变潜热巨大,因而其蓄能密度高。由于在许多能源利用系统中存在着供能和耗能之间的不协调,造成能量利用的不合理,导致大量能量白白浪费,因此可以采用相变蓄能技术,利用相变材料发生相变时可吸收与释放来存储和释放能量。相变蓄热技术的应用一方面能二次利用工业废热、余热,减少环境污染,随着社会对能源需求量的不断增加,能源相对短缺的现状将进一步加剧,相变材料凭借着高储能密度优势,在节能和合理利用能源方面的研究中显得尤为重要。

本实用新型提供一种新型双工蓄冷、蓄热存储单元,主要利用相变蓄能技术,并结合太阳能以及低谷电能,集中满足建筑供暖、供冷、生活热水等需求。本系统集成多种可再生能源技术,包含太阳能热利用模块、低谷电相变储能单元、水力模块以及热泵技术,构成多能互补集成化系统。分布式能源站从能源站设计到运行优化都依据同一个原则:优先利用太阳能、低谷电次之,空气源热泵技术作为最后基础保障,从而实现了能源的梯级利用,使降低了系统的运行费用。



技术实现要素:

本实用新型是为了解决上述课题而进行的,目的在于提供一种能够有效利用低谷电能,又能冬季蓄热、夏季蓄冷的双工蓄能储存单元。

本实用新型提供一种新型双工蓄冷、蓄热存储单元,包括:相变蓄热棒(1)、相变蓄冷棒(2)、水箱内腔(3)、水箱外壳(4)、多孔网板(5)、支撑立柱(6)、支架(7)、排污口(8)电加热棒(9)、稳定架(10)、测温计(11)、进水口(12)、压力计(13)、出水口(14)、吊环(15)、聚氨酯保温材料(16)。其特点是水箱内腔(3)和水箱外壳(4)之间有聚氨酯保温材料(16)填充,相变蓄热棒(1)和相变蓄冷棒(2)安装在多孔网板(5)上面的孔洞里面,多孔网板(5)和支撑立柱(6)连接,支撑立柱(6) 固定在水箱内腔的下部,对多孔网板(5)和蓄能棒起到支撑的作用。水箱内腔下方有排污口(8)连接水箱内腔和外壳,辅助电加热管(9)在水箱内腔中进水管的出水口的下端,进水口(12)在水箱的上部,与水箱内腔相连接,出水口(14)从水箱的内腔的上方连接连通水箱的外壳,测温计(11)从水箱的外壳伸入水箱内腔,压力表(13)从水箱的外壳伸入水箱的内腔,吊环(15)一段固定在水箱的内腔,另一端在水箱的外壳上面,稳定架(10)固定在水箱外壳四周的侧面上,支架(7)固定在水箱外壳(4)的下方,组成了整个蓄冷、蓄热存储单元。

进一步,本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元还具有如下特征:所述相变蓄能存储单元可同时实现蓄热和蓄冷单元。

进一步,本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元还具有如下特征:所述水箱外壳为圆柱形。

进一步,本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元还具有如下特征:所述相变蓄热棒和相变蓄冷棒在水箱内腔中交替布置。

进一步,本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元还具有如下特征:所述进水口和出水口设置在水箱外壳的上部,从水箱的外壳连接在水箱的内腔。

进一步,本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元还具有如下特征:所述辅助电加热管在水箱内进水管的下端。

进一步,本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元还具有如下特征:所述制冷装置在水箱内进水管的下端。

本双工蓄冷、蓄热存储单元能够储存热量和冷量,利用廉价的低谷电能,夏季将冷量储存在蓄冷单元中,冬季可将热量存储在蓄热单元中,在用电高峰时段应用储存的能量,避免的用电高峰,同时将两种功能集中于一体,减小占地面积,提高系统施工速度。

附图说明

图1显示为本实用新型的双工蓄冷、蓄热存储单元。

具体实施方式

本实用新型提供一种新型双工蓄冷、蓄热存储单元,至少包括:相变蓄热棒、相变蓄冷棒、水箱内腔、水箱外壳、多孔网板、支撑立柱、支架、排污口电加热棒、稳定架、测温计、进水口、压力计、出水口、吊环、聚氨酯保温材料。

其特点是双工蓄冷、蓄热存储单元包含包含蓄热、供热、蓄冷和供冷四种功能,在系统的运行过程中,可根据使用季节由用户自由设定。

冬季运行时,冷水从进水管进入水箱内腔,在控制单元的控制下,晚上22:00到次日凌晨6:00的谷电时间段(时间可依据情况自行设置),电加热管利用谷电对水箱里面的水进行加热。当水箱中的水被加热到90℃时,相变蓄热棒内的相变材料熔化吸热,相变蓄热棒中存储大量的能量,当水温上升到91℃或者时间超过凌晨6:00时,电加热管停止工作,蓄热过程完后。谷电时间结束后,当冷水进入水箱内腔时,相变蓄热棒释放出热量,冷水被加热后从出水管送以供进一步使用。

夏季运行时,夜晚低谷电时段,在控制单元的控制下,制冷系统启动,对冷水进行降温,使冷水的温度降低到7℃,将温度降低的冷水从进水口送入到水箱内腔,将冷量储存在相变蓄冷棒中,蓄冷过程完成;谷电结束后,当温度较高的空调循环水进入水箱内腔时,相变蓄冷棒释放出冷量,循环水被冷却到7℃,从出水管送出以供进一步使用。

水箱外壳使用镀锌钢板进行加工成型,镀锌钢板的厚度依据水箱的容量大小和相关行业标准进行选择;水箱内腔使用高强度不锈钢板加工成型,不锈钢板的厚度依据水箱容量大小和相关行业标准进行选择,支撑立柱和多孔网板使用不锈钢或者其他耐腐蚀的金属材料加工成型;相变蓄热材料的蓄热温度在90~120℃之间,相变蓄冷材料的蓄冷温度在-2~7℃之间,吊环通过焊接固定在水箱内腔,稳定架通过3~4条高强度不锈钢通过焊接和机械固定的方式,均匀的固定在水箱外壳的侧壁上。

本实用新型的优势是使用高效的相变蓄热、蓄冷材料作为水箱的储能介质,在有限的空间和时间下,将要比传统的水箱储存更多的能量。对水箱进行储能的过程中,主要利用低谷电能,为国家电网的安全运行发电企业的经济效益提升做出了贡献,同时减小了有污染的供暖方式。

实施效果

本分布式蓄能能源站能够实现能源梯级利用、可再生能源利用、相变蓄热/蓄冷、低谷电力利用,同时提高了热泵的运行效率,能够避免热泵在最不利工况下的运行,从而保证了系统运行的稳定性,提高了系统运行效率。

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