一种熔盐蓄热单罐供暖系统的制作方法

本发明涉及熔盐蓄热技术领域，具体涉及一种熔盐蓄热单罐供暖系统。

背景技术

在雾霾日益加重的环境下，国家都在为取消燃煤，减小排放，通过各种措施去改善环境，目前比较有效的措施是煤改电。通常居民用电的特点是在晚高峰时期用电较多，在夜间期间，用电量较少，为避免高峰期用电量过大使电网难以承受高负荷的压力，所以国家推广采用蓄热式电暖器和蓄热式锅炉，实现削峰填谷，但蓄热电暖器供热的舒适性比较差，造成环境干燥，另外蓄热电暖器温度控制精度不高，不能得到用户的喜欢。而其他蓄热式设备，往往体积过大，热能不能充分导出等问题，造成蓄热设备发展的瓶颈。采用电加热熔盐系统来实现集中供暖，可以在用电低谷时将多余的电力转换成热能储存于高温熔盐中，当用电高峰期时再将蓄存的热量进行释放采暖，不仅解决了城市燃煤锅炉对空气的污染，更是缓解电网峰谷差的一条有效的技术途径，目前也是很多专家的研究方向。

现有技术中，熔盐蓄热因其具有良好的性价比，已经得到了广泛应用。目前常用的双罐熔盐蓄热中冷、热熔盐分别储存于不同的罐体，参与换热的熔盐温度恒定，有利于稳定输出发电用高品质蒸汽，但双罐设计成本较高、循环管路较多，因此其能量损害较多，不适用于小型供暖系统中。鉴于此，如何提供一种结构简单、成本低廉、热效率利用高、能移峰填谷，使用谷期电力进行工作的熔盐蓄热单罐供暖系统是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供了一种结构简单、成本低廉、热效率利用高、能移峰填谷，使用谷期电力进行工作的熔盐蓄热单罐供暖系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：

一种熔盐蓄热单罐供暖系统，该供暖系统包括熔盐蓄热单元、盐气热交换单元和气水热交换单元，所述的熔盐蓄热单元包括熔盐储热罐、低温熔盐泵、熔盐电加热装置、第一熔盐热交换器、熔盐热交换箱和第一熔盐循环管道；所述的熔盐储热罐内充装有蓄热熔盐，所述的熔盐储热罐下端通过低温熔盐泵与第一熔盐热交换器一端连接，所述第一熔盐热交换器的另一端连接至熔盐储热罐的上端入口，第一熔盐热交换器与熔盐储热罐之间相联通的管道为第一熔盐循环管道；所述的熔盐电加热装置、熔盐热交换器设置在熔盐热交换箱内，且熔盐电加热装置与电网电压连接，所述熔盐热交换箱内充装有导热油；

所述的盐气热交换单元包括高温熔盐泵、盐气热交换箱、第二熔盐循环管道、第二熔盐热交换器、蒸汽循环管道和气水热交换箱；所述熔盐热交换箱和第二熔盐热交换器设置在盐气热交换箱的内部，所述熔盐储热罐上端出口连接高温熔盐泵，高温熔盐泵通过第二熔盐热交换器连接至熔盐储热罐的下端入口，第二熔盐热交换器与熔盐储热罐之间相联通的管道为第二熔盐循环管道；所述的第二熔盐热交换器与熔盐储热罐下端之间的第二熔盐循环管道上还设有流量阀；所述的盐气热交换箱内充装有蒸馏水，所述蒸馏水的高度漫过熔盐热交换箱和第二熔盐热交换器的最高处，且所述盐气热交换箱上端和下端均设有蒸汽循环管道，所述的蒸汽循环管道均与气水热交换箱相连接，形成循环管路结构；与盐气热交换箱上端连接的蒸汽循环管道高度高于盐气热交换箱内蒸馏水的液面高度，所述的气水热交换箱的最低端高于蒸馏水液面的高度；

所述的气水热交换单元包括气水热交换器、水循环管道和用户侧取暖装置，所述气水热交换器设置在气水热交换箱内，气水热交换器两端均通过水循环管道与用户侧取暖装置相连接，所述的气水热交换器、水循环管道和用户侧取暖装置内充装有循环水，所述水循环管道靠近用户侧取暖装置进水端一侧设有循环电机。

本发明提出的一种熔盐蓄热单罐供暖系统，有益效果在于：

(1)本发明通过熔盐电加热装置对蓄热熔盐进行加热并将热量储存在熔盐储热罐内的上层部分中，可以实现在用电低谷时进行加热，将热能蓄集在熔盐储热罐的熔盐中，有效地降低了取暖成本，同时也降低了高峰期电网的负荷，避免电网负荷过大造成的损失；

(2)本发明中熔盐热交换箱设置在盐气热交换箱内，熔盐电加热装置对熔盐加热时所散发的热量直接用于加热盐气热交换箱内的蒸馏水，进一步提高了电能的利用效率，降低了能耗水平，其节能水平更优；

(3)本发明中采用电供暖代替燃煤供暖，其环保价值大，有效提高环境质量，降低雾霾水平；本发明系统中引入盐气热交换单元，高温熔盐直接将蒸馏水加热汽化后再给热用户进行供暖，通过蒸汽与熔盐换热的过渡，能够保证输出侧热用户温度恒定，供暖过程更加稳定，易于控制。

(4)本发明系统现对于双罐装置，其结构简单，管路结构相应的减少，进而其成本更加的低廉，且外形更小，更适用于家庭、公司等小规模取暖领域。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明熔盐蓄热单罐供暖系统的结构示意图。

图中：熔盐储热罐1、低温熔盐泵2、熔盐电加热装置3、第一熔盐热交换器4、熔盐热交换箱5、第一熔盐循环管道6、高温熔盐泵7、盐气热交换箱8、第二熔盐循环管道9、第二熔盐热交换器10、蒸汽循环管道11、气水热交换箱12、气水热交换器13、水循环管道14、用户侧取暖装置15、循环电机16、止逆阀17、补水阀18、补盐口19、流量阀20、调节阀21。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参阅附图1所示，本发明一种熔盐蓄热单罐供暖系统，包括熔盐蓄热单元、盐气热交换单元和气水热交换单元，所述的熔盐蓄热单元包括熔盐储热罐1、低温熔盐泵2、熔盐电加热装置3、第一熔盐热交换器4、熔盐热交换箱5和第一熔盐循环管道6；所述的熔盐储热罐1外形为圆柱体结构，其内充装有蓄热熔盐，所述的熔盐储热罐1下端通过第一熔盐循环管道6与低温熔盐泵2的输入接口连接，所述的低温熔盐泵2的输出接口通过第一熔盐循环管道6与第一熔盐热交换器4连接，所述的第一熔盐热交换器4外形为蛇形结构，其用于接收外界的热量来加热内部的熔盐，所述第一熔盐热交换器4的另一端通过第一熔盐循环管道6连接至熔盐储热罐1的上端；所述的熔盐电加热装置3、第一熔盐热交换器4设置在熔盐热交换箱5内，且熔盐电加热装置3与电网电压连接，所述熔盐热交换箱5内充装有导热油；

所述的盐气热交换单元包括高温熔盐泵7、盐气热交换箱8、第二熔盐循环管道9、第二熔盐热交换器10、蒸汽循环管道11和气水热交换箱12；所述的盐气热交换箱8外形为圆柱形结构，所述熔盐热交换箱5和第二熔盐热交换器10设置在盐气热交换箱8的内部，且第二熔盐热交换器10外形也为蛇形结构，所述熔盐储热罐1上端设有高温熔盐泵7，高温熔盐泵7通过第二熔盐循环管道9与第二熔盐热交换器10的一端相连接，且第二熔盐热交换器10的另一端通过第二熔盐循环管道9连接至熔盐储热罐1的下端，所述的第二熔盐热交换器10与熔盐储热罐1下端之间的第二熔盐循环管道9上还设有流量阀20；所述的盐气热交换箱8内充装有蒸馏水，所述蒸馏水的高度漫过熔盐热交换箱5和第二熔盐热交换器10的最高处，且所述盐气热交换箱8上端和下端均设有蒸汽循环管道11，所述的蒸汽循环管道11均与气水热交换箱12相连接，形成循环管路结构，所述与盐气热交换箱上端相连的蒸汽循环管道11高度高于盐气热交换箱内蒸馏水的液面高度，所述的气水热交换箱12的最低端高于蒸馏水液面的高度。

所述的气水热交换单元包括气水热交换器13、水循环管道14和用户侧取暖装置15，所述的气水热交换器13外形为蛇形状，其设置在气水热交换箱12内，所述的气水热交换器13两端均通过水循环管道14与用户侧取暖装置15相连接，所述的气水热交换器13、水循环管道14和用户侧取暖装置15内充装有循环水，所述水循环管道14靠近用户侧取暖装置15进水端一侧设有循环电机16。

所述的熔盐热交换箱5内设有温度传感器，通过该温度传感器控制熔盐电加热装置3处于断开和正常工作状态，当熔盐热交换箱5内导热油温度超过设定温度时，熔盐电加热装置3断开工作；在工作时间段，当熔盐热交换箱5内导热油温度低于设定温度时，熔盐电加热装置3处于正常工作状态；所述的低温熔盐泵2与第一熔盐热交换器4之间的第一熔盐循环管道6上还设有止逆阀17；所述与盐气热交换箱8下部连接的蒸汽循环管道11上还设有补水阀18；所述的熔盐储热罐1的上端还设有补盐口19；所述的熔盐储热罐1、第一熔盐循环管道6、盐气热交换箱8、第二熔盐循环管道9、蒸汽循环管道11、气水热交换箱12和水循环管道14外均包覆有保温层；所述的第一熔盐循环管道6和第二熔盐循环管道9插设进熔盐储热罐1的端部均套设有过滤网；

所述水循环管道14靠近用户侧取暖装置15出水端一侧设有流量调节阀21，所述熔盐储热罐1、第一熔盐循环管道6和第二熔盐循环管道9中均设有温度传感器，若所述温度传感器感知的温度低于150℃时，所述低温熔盐泵2、熔盐电加热装置3和高温熔盐泵7启动工作。

本发明的工作原理是：熔盐储热罐1内充装有蓄热熔盐，依靠液态盐的显热来进行蓄热，首先熔盐电加热装置3通过导热油作为传热介质将第一熔盐热交换器4中的熔盐进行加热，而第一熔盐热交换器4中的熔盐依靠低温熔盐泵2在熔盐储热罐1底端进行输送，经过电加热装置3加热以后的熔盐被输送至熔盐储热罐1的上端入口；而熔盐储热罐1利用熔盐密度与温度之间的关系，当高温熔融盐液在熔盐储热罐1顶部被高温熔盐泵7抽出至第二熔盐热交换器10时，盐气热交换箱8中的蒸馏水通过水蒸气的形式将第二熔盐热交换器10的热量带走，第二熔盐热交换器10中的熔盐冷却以后输送至熔盐储热罐1的底端；根据上述的工作方式便在熔盐储热罐1内形成一个温度梯度很大的自然分层，使得上端的盐保持相对较高的温度，下端的盐保持相对较低的温度，自然地将高温盐和低温盐自然分层地储存在一个储热罐中；而本发明中的熔盐热交换箱5设置在第二熔盐热交换器10内，当熔盐电加热装置3进行加热时，其一部分热量自然传递至第二熔盐热交换器10内，用于加热盐气热交换箱8内的蒸馏水，相比于现有技术有效提高了熔盐电加热装置3释放的热量的利用效率；而蒸馏水产生的水蒸汽经蒸汽循环管道11流至气水热交换箱12中，通过水蒸汽对气水热交换箱12中的气水热交换器13进行加热，实现了蓄热供暖的有益效果。

另外，由于采用了单罐结构，在实际应用中本发明系统占地面积小，熔盐储热罐1、盐气热交换箱8、气水热交换箱12为一体化结构，且由于在熔盐储热罐1、第一熔盐循环管道6和第二熔盐循环管道9中设置有温度传感器，一旦当温度传感器感知的温度低于150℃左右时，低温熔盐泵2、熔盐电加热装置3和高温熔盐泵7便启动工作，避免熔盐储热罐1、盐气热交换箱8、气水热交换箱12中的熔盐发生凝固。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。