[發(fā)明專利]一種利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐

在審

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• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111174433A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳佳睿;唐志偉;胡夢迪
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F24H7/02
• 分類號: F24H7/02;F24H9/18;F24D13/02;F24D15/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

本發(fā)明涉及一種利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐，包括機(jī)體外殼、絕熱層、空氣通道、蓄熱模塊、電熱絲、換熱器、高溫風(fēng)機(jī)、機(jī)架。本發(fā)明以空氣為機(jī)體的傳熱介質(zhì)，在利用空氣循環(huán)制熱儲熱放熱的高溫相變電鍋爐進(jìn)行熱量傳遞，蓄熱時，介質(zhì)空氣吸收電熱絲的熱量，將熱量傳遞于蓄熱模塊，并且電熱絲對蓄熱模塊進(jìn)行輻射換熱；放熱時，高溫蓄熱模塊將熱量傳遞給介質(zhì)空氣，通過介質(zhì)空氣將熱量傳遞于換熱器，進(jìn)而傳遞于用戶。本發(fā)明使用清潔能源電能采暖，并在夜間用電低谷時期儲熱，白天用電高峰時期放熱，能有效地平衡發(fā)電與用電的不協(xié)調(diào)，改善環(huán)境質(zhì)量，緩解電網(wǎng)負(fù)載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采暖設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐。

背景技術(shù)

在我國北方地區(qū)，冬季的采暖方式主要以煤等化石燃料為主，以此造成的環(huán)境問題日益突出，為保護(hù)環(huán)境，減少北方霧霾天氣，國家推出“煤改電”政策，鼓勵使用電采暖技術(shù)，減少二氧化碳排放量，因此，電鍋爐逐漸成為人們采暖的主要設(shè)備。

在冬季寒冷季節(jié)，供暖需求高峰期時，若繼續(xù)使用電采暖，無疑會對電網(wǎng)造成極大的負(fù)載，具有較大的安全隱患，另外，為減小電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差，使發(fā)電、用電趨于平衡，鼓勵人們將高峰時段的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷時段，因此，“削峰填谷”一直是人們節(jié)約資源、調(diào)整電負(fù)荷的一種措施，蓄熱技術(shù)便是對此措施的積極響應(yīng)，采用蓄熱式電鍋爐采暖，可以很好的解決電能供應(yīng)與需求的矛盾。

現(xiàn)階段蓄熱式電鍋爐研究較多的是顯熱蓄熱式電鍋爐，但由于其儲熱量較小，所需機(jī)械結(jié)構(gòu)龐大，只有通過增加蓄熱體的數(shù)量來獲得更多的熱量，將會增加蓄熱式電鍋爐的體積，因此顯熱蓄熱式電鍋爐的發(fā)展前景受到很大的限制。但目前市場上具有相變潛熱蓄熱式電鍋爐主要以中低溫蓄熱為主，并且蓄熱板的換熱效率較低，不能充分蓄熱，甚至蓄熱板不能完全蓄熱，浪費資源。為此，本發(fā)明提供了一種利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述環(huán)境問題及電力行業(yè)發(fā)電、用電不平衡的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐，其以空氣作為傳熱介質(zhì)，在高溫狀態(tài)下(800℃內(nèi))不發(fā)生狀態(tài)變化，因此傳熱時因空氣造成的阻力基本不發(fā)生變化。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的解決方案是：一種利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐，包括：機(jī)體外殼、絕熱層、空氣通道、蓄熱模塊、電熱絲、換熱器、高溫風(fēng)機(jī)、機(jī)架。其中：

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐機(jī)體外殼由耐高溫金屬鋼，其形狀為矩形外殼，內(nèi)貼絕熱層，在機(jī)體內(nèi)部并安裝有蓄熱模塊，電熱絲，換熱器，高溫風(fēng)機(jī)。

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐的絕熱層內(nèi)貼于機(jī)體外殼之上，并為電熱絲提供支撐框架。

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐的空氣通道，其內(nèi)部流通的介質(zhì)為空氣，空氣為此高溫相變電鍋爐熱量傳遞的介質(zhì)。空氣會流經(jīng)蓄熱磚所組成的蓄熱模塊、換熱器、高溫風(fēng)機(jī)、電熱絲。

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐的蓄熱模塊，其主要有蓄熱磚整齊排布于機(jī)體絕熱層內(nèi)部，蓄熱磚與蓄熱磚之間留有空隙，空氣經(jīng)過此處將熱量傳遞給蓄熱磚。蓄熱模塊為復(fù)合高溫相變蓄熱材料，最高可耐750℃的電熱絲加熱，蓄熱及傳熱平穩(wěn)，導(dǎo)熱性能好，機(jī)械強度高，并且易定型。

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐的電熱絲，其兩端由絕熱層作為支撐框架，電熱絲整齊分布于蓄熱磚的空隙之間，空氣流經(jīng)此處，會將電熱絲的一部分熱量吸收，被吸收的熱量經(jīng)過換熱器，將熱量傳遞給換熱器。

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐的換熱器，其安裝于絕熱層底部，只要換取空氣所傳遞的熱量，最后將熱量輸出給外界負(fù)荷。

所述利用空氣循環(huán)儲熱放熱的高溫相變電鍋爐的高溫風(fēng)機(jī)，其安裝于換熱器的左側(cè)，由空氣通道使高溫風(fēng)機(jī)與換熱器相連。