[實用新型]可用于高壓電源的納米電熱蓄能裝置

無效

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• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN201688736U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖濱;高華新
• 申請（專利權(quán)）人: 廖濱;高華新
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;H05B3/20
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型屬于電加熱蓄能領(lǐng)域，特別是涉及一種可以用于高壓電源的電加熱蓄能裝置。?

二、背景技術(shù)：

電能是一種高效、潔凈的能源，一百多年來世界各國都在積極擴大電能的使用。但在電能的使用上也存在一定的問題，電力不能儲存，必須隨發(fā)、隨供、隨用，因此電網(wǎng)普遍存在著較大的峰谷負荷差。我國是一個能源供應(yīng)十分緊張的國家，也是世界上電負荷最大的國家，政府雖用了大量的財力建設(shè)電廠，仍滿足不了每年用電增長的需要。但全國發(fā)電利用小時數(shù)卻逐年下降，發(fā)電能力未能充分利用，有些新投產(chǎn)機組甚至處于基本閑置狀態(tài)，存在用電高峰負荷增長很快，電網(wǎng)負荷率逐年下降，峰谷差很大等問題。全國有數(shù)十GW的裝機每年僅在負荷高峰運行數(shù)百小時，造成發(fā)電資源很大閑置，而在電網(wǎng)低谷時又要停掉很多機組。頻繁停機不僅增加能耗，而且影響機組壽命。?

而通過削峰或移峰填谷新技術(shù)，將高峰需求盡可能抑制到最低或轉(zhuǎn)移高峰需求，對能源有效利用、減少發(fā)電廠投入、以及電網(wǎng)的經(jīng)濟運行都有好處。因此，電熱蓄能技術(shù)做為電網(wǎng)削峰填谷、節(jié)能減排的一項技術(shù)手段得到推廣和應(yīng)用。?

但目前的技術(shù)及產(chǎn)品在使用上存在一定的問題：?

1、加熱元件壽命短；?

目前國內(nèi)電熱蓄能產(chǎn)品的加熱方式基本上均采用電熱絲、金屬電熱管或紅外線方式，因其散熱面積及電流導(dǎo)電面積相對較小，加熱元件壽命短，工作時間只有3000--4000小時。?

2、轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換速率低；?

采用電熱絲、金屬電熱管或紅外線方式加熱會使發(fā)熱元件發(fā)光，加熱過程中都會有相當一部分電能轉(zhuǎn)換成了光能，減低了電能轉(zhuǎn)換成熱能的效率，而且其散熱的表面積也較小，電能轉(zhuǎn)換熱能的速率也很低。?

3、低電壓加熱設(shè)計限制了電熱蓄能項目的推廣和應(yīng)用；?

商住樓、居民小區(qū)、成規(guī)模的工業(yè)企業(yè)，一般均采用10KV高壓供電，但線路到達用戶后，多會經(jīng)過低壓配電變壓器等設(shè)備轉(zhuǎn)換成380v或220v低電壓供其他電器使用，因此目前的蓄能電熱鍋爐基本上均設(shè)計成采用380V或220V電能來加熱。但是，電熱蓄能需要在6-8小時的低谷時段內(nèi)，將全天需要的熱能存儲起來，就需要較大的電功率，多數(shù)用戶的低壓配電設(shè)備容量有限，如果安裝目前的電熱蓄能鍋爐，用戶常常需要更換現(xiàn)有的部分或全套供電設(shè)備，包括變壓器、開關(guān)柜、控制柜和線路等，常常造成較大的額外支出。因此，由于用戶的低電壓配電設(shè)備限制，形成了蓄能電熱鍋爐推廣使用的瓶頸，制約了蓄能電熱項目的發(fā)展。?

4、已有的相變蓄能材料未考慮耐高電壓設(shè)計，耐電壓水平較低；非相變蓄熱材料蓄能密度相對低，蓄能裝置體積較大；?

目前電蓄能的主要方式有：?

潛熱蓄能：即相變蓄能，就是通過加熱的方式使物質(zhì)發(fā)生相變(如固態(tài)液態(tài)之間的轉(zhuǎn)化)，將相變時吸收熱能儲存起來，在需要時釋放出去。?

顯熱蓄能：物質(zhì)由于自身溫度的升高而將其加熱的熱能存儲到物質(zhì)里。?

相變蓄能最主要的優(yōu)點就是蓄能密度高，但相變材料在其呈現(xiàn)液態(tài)時耐電壓水平較低，同時蓄熱裝置在蓄熱材料設(shè)計時也未考慮采用高電壓加熱(如采用金屬合金材料)，使其蓄能裝置無法采用高電壓加熱方式；少數(shù)企業(yè)為解決低電壓加熱方式對電熱蓄能項目的推廣和應(yīng)用的制約，而采用顯熱蓄能方式，因其蓄能密度相對較低而使產(chǎn)品體積龐大。?

三、發(fā)明內(nèi)容：

1、發(fā)明目的：?

本實用新型提供一種可用于高壓電源的納米電熱蓄能裝置，其目的是為了?解決目前的技術(shù)及產(chǎn)品在使用上存在加熱元件壽命短、電熱轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換速率低、低電壓設(shè)計限制推廣及相變蓄能材料耐電壓較低等方面存在的問題。?

2、技術(shù)方案：?

本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：?

一種可用于高壓電源的納米電熱蓄能裝置，其特征在于：該納米電熱蓄能裝置由蓄能組合單元構(gòu)成，蓄能組合單元為以下三種結(jié)構(gòu)形式之一：?

a、蓄能組合單元為管狀結(jié)構(gòu)且兩端封閉的加熱管，加熱管內(nèi)壁或外壁帶有納米電熱材料層，納米電熱材料層與設(shè)置在加熱管兩端的導(dǎo)電電極相連接，加熱管內(nèi)部裝有能夠相變的蓄熱材料；?

b、該蓄能組合單元由容器、管狀結(jié)構(gòu)且通透的加熱管和能夠相變的蓄熱材料構(gòu)成，通透的加熱管設(shè)置在容器內(nèi)且兩端置于容器壁外用于加熱和導(dǎo)熱，在加熱管和容器之間裝填有能夠相變的蓄熱材料；加熱管的內(nèi)壁或外壁帶有納米電熱材料層，納米電熱材料層與設(shè)置在加熱管兩端的導(dǎo)電電極相連接；?