一种温度稳定输出的电储热系统的制作方法

文档序号:15192886发布日期:2018-08-17 21:53阅读:352来源:国知局

本实用新型属于节能生产领域,涉及一种电储热装置,具体地说是一种温度稳定输出的电储热系统。



背景技术:

随着我国经济不断发展,生产型企业的规模不断增大,数量不断增多,生产型企业的生产过程需要使用大量的石化能源产生热能进行生产,而石化资源大都为不可再生的资源,且在使用过程中产生大量的污染排放。为了解决上述的问题,国家提出“在保障电力系统安全运行的前提下,发挥电储能技术优势,探索电储能在电力系统运行中的调峰调频作用及商业化应用,推动建立促进可再生能源消纳的长效机制”的要求。之所以提出上述的要求,是因为电能在一天的使用过程中会出现三个阶段:峰电、谷电、平电,其中一天之中07:00-18:00是人类活动最频繁的时间段,此段时间内用电量最大,因此称为峰电,此时的工业用电价格最高;一天中的06:00-07:00、18:00-22:00为用电相对较为频繁的时间段,称为平电,此时工业用电价格相较峰电时期稍低;而一天中的00:00-06:00、22:00-24:00为用电量最少的阶段,称为谷电,此时工业用电价格最低,因此根据上述划分的时间段,国家鼓励在谷电阶段企业通过电能存储能量,而在峰电、平电阶段企业通过谷电阶段存储的能量进行生产耗能,尽量少的利用其他石化能源,减少能源消耗,降低污染排放。

为相应国家号召,目前生产企业设计了谷电储热装置,基本实现谷电阶段存储热量,峰电、平电阶段释放热量用于生产,但现有技术中红的谷电储热装置放热功率不稳定、放热温度波动大的问题,因此不能够为工业提供稳定、高品质热源。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题,是提供一种温度稳定输出的电储热系统,有效解决了现阶段工业应用中对稳定、高品质热源的需求。

为解决上述技术问题,本实用新型所采取的技术方案是:

一种温度稳定输出的电储热系统, 它包括:

在外部控制系统的控制下分时进行储热和放热的储热装置,所述储热装置内设有用于传热介质流动的流通管道,所述流通管道的入口通过基于外部控制系统控制的循环泵连接盛装有传热介质的介质箱,出口通过气体管道连接放热单元,所述储热装置内设有储热材料,以及用于对储热材料进行加热的电加热装置;所述流通管道为在控制系统的控制下于储热装置内由下至上依次换热的层状结构;流通管道的出口与气体管道之间设有气液分离器,同时气液分离器还通过液体管道连接介质箱。

作为对本实用新型的限定:所述流通管道包括于储热装置内由下至上依次设置的至少两级管道,所述位于储热装置最底部的管道的入口连接介质箱,出口与之后其他管道依次首尾相连,且所有管道的出口汇总为总管道后连接气液分离器的入口;所述每级管道的入口与出口处均设有基于外部控制系统控制的开关,位于储热装置最底部的管道的出口上还设有基于外部控制系统控制的第一排液阀,所述位于储热装置最底部的管道的入口处的开关与第一排液阀沿介质箱向管道入口依次排列;所述总管道上设有基于外部控制系统控制的第二排液阀;所述各级管道的出口处均设有与外部控制系统连接的温度检测机构。

作为对本实用新型的进一步限定:所述流通管道位于储热装置内的所有管道均为U形管道。

作为对本实用新型的更进一步限定:所述总管道对应的各U形管道的出口处均设有与外部控制系统连接的温度检测机构。

作为对本实用新型的另一种限定:所述气液分离器的顶端及位于储热装置最底部的管道出口处均设有基于外部控制系统控制的安全阀;液体管道上设有基于外部控制系统控制疏的液阀。

对本实用新型还有一种限定:所述气体管道与液体管道上也分别设有基于外部控制系统控制的开关。

由于采用了上述的技术方案,本实用新型与现有技术相比,所取得的技术进步在于:

(1)本实用新型设于储热装置内的流通管道为层状设计,即将流通管道设计成梯度放热的布置方式,在放热时热介质首先进入储热装置最底部一层的换热管路,由下至上依次换热,令本实用新型输出热能更加稳定;而气液分离器能够将气态与液态的热传递介质分离,有效解决气态与液态热传递介质混合造成的热功率低、放热温度温差大的问题;

(2)本实用新型通过设置基于外部控制系统控制的开关与温度检测机构实现流通管道的梯度换热,结构简单,易实现;

(3)本实用新型将流通管道位于储热装置内的部分设计为U形管道,增大了流通管道与储热装置的接触面积,令换热更加彻底;

(4)本实用新型的气液分离器上设有安全阀,保证系统在出现内部压力过大时及时泄压,避免压力过大造成危险;

(5)本实用新型的设有排液阀,当系统处于冲热或者停止状态时,可以将管路中的热介质放出,避免管路中的热介质被加热而造成危险,或长时间停机造成热介质冻结凝固;

(6)本实用新型基于外部控制系统的控制,能够按照运行要求输出能量,令本实用新型更加智能化。

综上所述,本实用新型结构简单,能够按照要求输出稳定的、热力品质高的热量。

本实用新型适用于目前所有谷电储热装置。

本实用新型下面将结合具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构原理框图。

图中:1、储热装置,2、流通管道,3、介质箱,4、气液分离器,5、放热单元,6、其他管道,7、液体管道,8、循环泵,9、安全阀,10、疏液阀。

具体实施方式

实施例 一种温度稳定输出的电储热系统

本实施例基于外部控制系统的控制,如图1所示,包括:

储热装置1,其内部设有存储热量的储热材料,以及用于对储热材料进行加热的电加热装置,其中储热材料可以根据具体要求选择不同的材料,例如现有技术中镁基材料、铁基材料或碳基材料中的一种,而电加热装置则可采用现有技术中的电加热器或红外辐射散热体。

所述的储热装置1在外部控制系统的控制下,在谷电阶段将电能转换为热能,而在峰电和平电阶段将热能释放。所述储热装置1内设有用于传热介质流动的流通管道2,所述管道2的一端连接盛装有传热介质的介质箱3,另一端通过气液分离器4及气体管道6连接放热单元5,同时气液分离器4还通过液体管道7连接介质箱3。而传热介质即在上述的系统中循环流动,实现热量的交换。而本实施例中的传热介质则采用现有技术中的相变介质,例如现有技术中的酒精等。

本实施例中的流通管道2为于储热装置1内由下至上依次换热的层状结构。为实现上述的效果,所述流通管道2包括于储热装置1内由下至上依次设置的至少两级管道,本实施例中如图1所示设有四级管道,所述位于储热装置1最底部的管道的入口连接介质箱3,出口与之后其他管道依次首尾相连,且所有管道的出口汇总为总管道后连接气液分离器4的入口。本实施例为了增大流通管道2与储热装置1内储热材料的接触面积,采用的为U形管道。

而本实施例每级U形管道的入口与出口处均设有开关,如图1所示为第开关K1至第八开关K8,且第一开关K1至第八开关K8均基于外部控制系统的控制;而位于储热装置1最底部的U形管道的出口上还设有第一排液阀KA,且第一排液阀KA也基于外部控制系统的控制,且位于储热装置1最底部的管道的入口处的第一开关K1与第一排液阀KA的排布方式为:第一开关K1与第一排液阀KA沿介质箱3出口向流通管道2入口方向依次排列。

而本实施例的总管道上设有第二排液阀KB,所述第二排液阀KB也基于外部控制系统的控制。且所述各级U形管道的出口处均设有与外部控制系统连接的温度检测机构,用于检测各级U形管道的温度,进而通过检测到的温度值控制各个开关的打开。本实施例中的温度检测机构采用现有技术中的温度传感器T即可。

为了完善本实施例,所述气液分离器4的顶端以及位于储热装置1最底部的管道的出口处均设有安全阀9;液体管道7上设有疏液阀10,且安全阀9与疏液阀10均基于外部控制系统的控制;所述气体管道6与液体管道7上也分别设有基于外部控制系统控制的开关,如图1所述分别为第九开关K9与第十开关K10。

此外,所述流通管道2的入口与介质箱3之间还设有基于外部控制系统控制的循环泵8,而循环泵8与介质箱3之间的管路上设有基于外部控制系统控制的第十一开关K11。

本实施例的工作原为:当处于谷电阶段时,外部控制系统控制第一开关K1至第八开关K8关闭,第九开关K9至第十一开关K11、第一排液阀KA、第二排液阀KB全部打开,将管道中内的热传递介质排净,然后控制储热装置1内的电加热装置加热储热材料;而当谷电阶段结束时,外部控制系统控制第一排液阀KA与第二排液阀KB关闭,而位于储热装置1最底部的U形管道入口处的第一开K1与出口处的第二开关K2打开,介质箱3中的热传递介质在循环泵8的作用下进入流通管道2内,此时只有位于储热装置1最底部的U形管道内的热传递介质吸收最底部储热材料的热量,在此过程中,位于储热装置1最底部的U形管道出口处的温度传感器实时检测流通管道2内热传递介质的温度变化,并将检测结果传送给外部控制系统,当检测到的温度不再升高时,外部控制系统控制位于该U形管道上一级的U形管道入口处的第三开关K3和出口处的第四开关K4打开,此时热传递介质沿管道向上流通,继续吸收上一层储热材料的热量,而此时位于U形管道出口处的温度传感器实时检测温度变化,并将检测结果传递给外部控制系统,当温度不再升高时,外部控制系统控制再上一级U形管道入口处和出口处的开关打开,重复上述过程,直至所有U形管道入口处和出口处的开关全部打开。由于流通管道2内的热传递介质吸热发生相变,变为气态,但并不能保证所有的热传递介质均能发生相变,因此在流通管道2内会有气液混合物,而本实施例中的气液分离器4能够将气态与业态分离,其中气态部分通过气体管道6进入放热单元5内以供生产使用,而液态部分则通过液体管道7流回介质箱3内。此外,由于循环泵8受到外部控制系统的控制,当外界用热负荷发生变化时,通过循环泵8可以调整热传递介质的循环流量,实现对储热装置1放热功率的调整。

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