度大、蓄放热速率快且稳定、蓄放热效率高、输出温度稳定、安装简单、维护成本低、安全稳定性高等优点。
[0028](5)不同组装规模的蓄热主体可以实现不同热量级别的蓄存，为智能电网建设及改造提供保障，尤其适用于住宅、小区、厂房等具有峰谷电价差的地方，满足其生活热水供应及采暖的需求。
【附图说明】
[0029]图1为采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置的主视图；
[0030]图2为采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置的后视图；
[0031]图3为采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置的加热及导热单元分解图；
[0032]图4为采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置中蓄热单元的布置图。
[0033]其中，图号说明如下:
[0034]1-保温层2-蓄热堆项部镁铁蓄热砖
[0035]3-显-潜热蓄热单元 4-蓄热堆内埋藏的换热盘管
[0036]5-蓄热堆底部耐火砖6-长方体导热板
[0037]7-电加热棒8- 一次侧介质循环栗
[0038]9-换热器10- 二次侧介质出流口
[0039]11-二次侧介质进口 12-预制固体蓄热砖
[0040]13-熔盐14-蓄热单元盖板
【具体实施方式】
[0041]为使本发明的目的、技术方案及优点描述得更加清楚，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
[0042]如图1所示，本实施例中采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置由三大部分组成，分别为由显-潜热蓄热单元构建的蓄热堆、使用谷电作为热源的电加热单元和实现取热的换热单元。具体地，各个部分分别如下所述:
[0043]蓄热堆:包括显-潜热蓄热单元3，蓄热单元包括预制固体蓄热砖12和恪盐单元13，固体蓄热砖12的主要材料由粘土、镁铁等金属材料的粉末或颗粒烧制而成，熔盐封装单元12选用二元硝酸类熔盐作为相变材料(熔点为300°C )，其体积为蓄热砖中空部分体积的80% ;蓄热单元项部留有矩形通道以便于长方体导热板的通入，还留有换热盘管的孔道以便于换热盘管的埋入；蓄热堆周向和项部采用多层保温材料作为保温隔热维护结构，由内而外分别采用高温陶瓷纤维毯(能耐500°C以上高温)、中温岩棉(能耐200°C温度)、聚氨酯复合板、刚性纤维板(作为外壳)，项部保温层的厚度为周向保温层厚度的1.4倍，而底部采用耐火砖作为整个蓄热堆的承重结构，最终达到蓄热堆的外表面温度低于45°C的目标。整个蓄热堆的长宽比为1.2: 1，高度为长度的1.2倍，其布置方式如图4所示。
[0044]加热部分:包括如图3所示的电加热装置7和长方体导热板6，长方体导热板6在长度方向的两侧面留有加热棒7的孔道，加热棒为圆柱状。导热板的两端采用实心铸铁，中部采用中空的添加入铸铁、铜等金属导热材料结构，导热板和蓄热单元紧密贴合；为使蓄热堆中各个蓄热单元均匀受热，如图1和图2所示，电加热器采用两面布置的方式，并且考虑热流体会自主由下向上升的自然属性，蓄热堆项部两层的电热器的功率选为下部电加热器功率的75%。
[0045]换热部分:包括埋藏在蓄热堆内的换热盘管4、一次侧介质循环栗8、换热器9及其它必要的附属设备，换热盘管采用S形布置的方式置于蓄热堆中，由下而上最终形成通路，一次换热介质采用导热油，其先进入下层蓄热单元，由于蓄热堆上下层温度分布高低不同的差异，导热油可以在下层蓄热单元先得到预热，升温后进入上层蓄热单元，这样一来可以防止导热油升温过快导致不良膨胀和气化的后果，完成换热后经循环栗8推动进入换热器9与来自二次侧介质入口 11的二次侧水进行换热，一次侧换热介质的进口设在换热器的项部，二次侧换热介质经由二次侧介质出流口 10流出。
[0046]下面将详细描述本实施例中采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置充、放热的工作过程:
[0047]如图1所示，蓄热过程为:夜间谷电时段，接通电源，电加热装置7表面温度升高，其通过导热和辐射的方式将热量传给长方体导热板6，导热板6将热量均匀的传递给各个蓄热单元，由于固体蓄热砖12的导热系数较大，蓄热砖的温度升高较快，之后通过导热及辐射的方式将热量传给封装好的二元硝酸类熔盐单元13。达到设定蓄热温度后关闭电源，整个蓄热堆在高度方向温度分布较明显，上高下低且保持有较高的温度差。多层保温结构的存在使得整个蓄热主体能够保持长时间的高温状态。
[0048]进入放热阶段:先启动二次侧的水循环水栗，数分钟后启动一次侧导热油循环栗，导热油进入底层换热盘管，预热后进入高层换热盘管与高层蓄热单元换热，输出的导热油进入换热器和二次侧循环水换热。最终达到将蓄热堆内蓄存热量取出的目的。
[0049]本发明不限于上述实施例，实施例的目的是让本领域的普通技术人员能够更好的理解本发明，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，并不能以此限制本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，包括蓄热堆、电加热单元和换热部分，其中， 所述的蓄热堆由若干蓄热单元构建而成，每块蓄热单元为由中空的镁铁砖内部封装熔盐而形成的立方体，每块蓄热单元在顶部预留有矩形通道并在侧壁预留有管道孔道；所述蓄热堆在顶部和周向设有多层耐高温的保温层，依据温度分布的不同选用不同耐温级别的保温材料，所述蓄热堆底部使用耐火砖作为整个蓄热堆的承重结构； 所述的电加热单元包括导热板和设置于所述导热板两端的电加热装置，所述电加热单元设置于蓄热单元的矩形通道内； 所述的换热部分包括导热油换热盘管、一次侧介质循环栗和换热器，所述的导热油换热盘管布置于所述蓄热堆内部，由下而上最终形成通路，所述的导热油换热盘管通过高温导热油栗与换热器相连；换热器的热端与一次侧高温导热油管相连，冷端与二次侧低温流体介质管相连，一次侧高温介质从换热器顶部的管口进入并从下部管口流出，二次侧低温流体介质则从换热器的下部管口进入上部管口流出，从而换热器完成一次侧高温介质和二次侧低温流体介质之间的换热。2.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述镁铁蓄热砖具有高密度、高导热系数和高比热容，使得其储热密度相应增大；所述的熔盐依据不同蓄热温度的要求进行选择，当蓄热温度在3000C?400°C范围内时，选用凝固点在300 V?400°C范围内的硝酸盐，当蓄热温度高于450°C时，可以选用凝固点在450°C以上的碳酸类熔盐；封装的熔盐体积不超过镁铁砖中空体积的85%，为充分采用镁铁砖的中空空间，封装的熔盐体积不小于镁铁砖中空体积的60%。3.根据权利要求2所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述的镁铁砖的密度约为2700kg/m3?3000kg/m 3，导热系数约为4.2w/m.k?5.07w/m.k，比热容约为900J/kg.k ?1100J/kg.k04.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述的蓄热堆的长、宽比为1:1?1.2: I，高度的尺寸为长度尺寸的1.2?1.4倍。5.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述的多层耐高温的保温层由内向外据温度高低，分别选用高温陶瓷纤维毯、保温岩棉或者玻璃岩棉、聚氨酯复合板、刚性纤维外壳；同时周向和顶部采用不同厚度的保温结构，顶部厚度约为周向厚度的1.2 ?1.5 倍。6.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述导热板的两端采用耐800°C以上高温的金属材料、中部采用中空的添加入铸铁或铜金属导热材料结构。7.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述的导热板为金属导热板，所述的电加热装置为圆柱状加热管。8.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，位于所述蓄热堆顶部电加热装置的功率小于蓄热堆下层的电加热装置的功率。9.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，位于所述蓄热堆顶部电加热装置的功率为蓄热堆下层的电加热装置功率的60%?80%。10.根据权利要求1所述的高温蓄热谷能利用装置，其特征在于，所述的导热油换热盘管呈S型布置于所述蓄热堆的内部。
【专利摘要】本发明公开了一种采用镁铁砖封装熔盐的高温蓄热谷能利用装置，包括蓄热堆、电加热单元和换热部分，其中，蓄热堆由若干蓄热单元构建而成，每块蓄热单元为中空的镁铁砖内部封装熔盐而形成的立方体并预留有矩形通道和管道孔道；蓄热堆在顶部和周向设有多层耐高温的保温层，依据温度分布的不同选用不同耐温级别的保温材料，蓄热堆底部使用耐火砖作为整个蓄热堆的承重结构；电加热单元包括导热板和设置于所述导热板两端的电加热装置，电加热单元设置于蓄热单元的矩形通道内；换热部分包括导热油换热盘管、一次侧导热油循环泵和换热器。本发明用于高温热能存储，将低谷时段电能转化为热能储存，为用户提供生活热水或者采暖用热。
【IPC分类】F24H9/20, F28D20/02, F24H7/04, F24H9/00, F24H9/18
【公开号】CN105004053
【申请号】CN201510423916
【发明人】陆勇, 段文军, 鹿浩伟, 钟文琪
【申请人】东南大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月17日