[實用新型]交互式固體粒塊換熱蓄熱系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520512448.1
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN205037795U
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設計）人: 李建民
• 申請（專利權(quán)）人: 成都奧能普科技有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及熱能利用，特別是利用固體粒塊及流體實現(xiàn)熱能交換、儲存和利用。

背景技術(shù)

換熱器是對熱能進行儲存的設備，現(xiàn)有的換熱器為蒸汽型和液體等換熱器；此種熱交換工作介質(zhì)采用流體，因而稱為流體換熱器。

在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進行回收并儲存，通常采用相變技術(shù)進行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實現(xiàn)蓄熱；

在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實現(xiàn)高溫的儲存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。但其換熱器，本質(zhì)上還是采用液-液或者液-氣換熱器。

蓄能電站采用電能進行儲存，特別是風電及光伏組成的電能，由于其無法實現(xiàn)儲存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費。如果采用熱能進行儲存，需要具備大功率的存儲能力的儲存器。、

本實用新型人發(fā)明了固體粒塊實現(xiàn)高溫的換熱，本實用新型就是固體粒塊換熱技術(shù)的一種設備和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供交互式固體粒塊換熱蓄熱系統(tǒng)，包括至少一個高溫固體粒塊換熱器以及一個低溫流體換熱器、至少一個固體粒塊交互式蓄熱器；高溫固體粒塊換熱器與固體粒塊交互式蓄熱器相互連接，高溫固體粒塊換熱器為固體粒塊交互式蓄熱器提供熱能并通過高溫固體粒塊或熱流體將熱能儲存在固體粒塊交互式蓄熱器的蓄熱材料中，低溫流體換熱器與固體粒塊交互式蓄熱器相互連接，并通過低溫熱流體與固體粒塊交互式蓄熱器進行換熱，將固體粒塊交互式蓄熱器蓄熱材料中的熱能交換到低溫熱流體中加以利用，高溫熱流體與低溫熱流體交互的在固體粒塊交互式蓄熱器中進行充熱和放熱過程，實現(xiàn)熱能的儲存和利用；高溫流體溫度為400-1500度，低溫流體為10-600度。這樣通過固體粒塊實現(xiàn)了高溫的傳熱、蓄熱、換熱。

具體發(fā)明內(nèi)容如下：

交互式固體粒塊換熱蓄熱系統(tǒng)，包括固體粒塊，保溫材料，殼體，保溫材料等，其特征是：包括至少一個高溫固體粒塊換熱器以及一個低溫流體換熱器、至少一個固體粒塊交互式蓄熱器；高溫固體粒塊換熱器與固體粒塊交互式蓄熱器相互連接，高溫固體粒塊換熱器為固體粒塊交互式蓄熱器提供熱能并通過高溫固體粒塊或熱流體將熱能儲存在固體粒塊交互式蓄熱器的蓄熱材料中，低溫流體換熱器與固體粒塊交互式蓄熱器相互連接，并通過低溫熱流體與固體粒塊交互式蓄熱器進行換熱，將固體粒塊交互式蓄熱器蓄熱材料中的熱能交換到低溫熱流體中加以利用，高溫熱流體與低溫熱流體交互的在固體粒塊交互式蓄熱器中進行充熱和放熱過程，實現(xiàn)熱能的儲存和利用；

固體粒塊換熱器由至少含有一個腔體的容器，容器上還是至少兩組進口和出口，一組為固體粒塊的進口與出口，另外一組為流體的進口和出口，在容器設置有固體粒塊與流體的流動通道，固體粒塊的流動通道連接容器內(nèi)固體粒塊的進口和出口，固體粒塊可以從進口進入到容器內(nèi)，然后從經(jīng)固體粒塊流動通道后從出口流出，同時流體的流動通道連接容器內(nèi)流體的進口和出口，流體可以從進口進入到容器內(nèi)，然后從經(jīng)流體的流動通道后從出口流出，固體粒塊與流體通過流動通道時實現(xiàn)相互的換熱，從而實現(xiàn)固體粒塊與流體的換熱；

固體粒塊交互式蓄熱器由蓄熱材料和殼體組成，蓄熱材料采用固體粒塊，固體粒塊之間形成多個通道，有多個通道可以使流體（高溫或低溫）在其通道內(nèi)進行流動，高溫熱流體在多個通道內(nèi)流體為蓄熱材料充熱，低溫熱流體在多個通道內(nèi)流體實現(xiàn)放熱，高溫熱流體與低溫熱流體交互的在固體粒塊交互式蓄熱器中進行充熱和放熱過程，實現(xiàn)對蓄熱材料的充熱或放熱；

高溫流體溫度為400-1500度，低溫流體為10-600度。

所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀；在固體粒塊上加工有凹或/和凸部位，或者在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個通道；用于流體進行流通，在固體粒塊內(nèi)設置有空腔，在空腔內(nèi)設置有蓄熱材料。

所構(gòu)成的流體通道為柱體、多面體、菱形、拋物線體、旋轉(zhuǎn)拋物線體的一種或其組合，流體可以在流道內(nèi)流動并被壓縮或膨脹。

固體粒塊為多孔磚，壘砌在固體粒塊交互式蓄熱器中，多孔磚的壘砌過程中，保證多孔磚之間的孔相互連接為一個通道，使得流體可以從其中通過，實現(xiàn)熱能的交換。

固體粒塊換熱器或者固體粒塊交互式蓄熱器中，換熱結(jié)構(gòu)選自下列一種：