[發明專利]一種基于潛熱型傳熱流體的寬溫域的移動供熱系統

在審

• 申請號: 202210289531.1
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114791238A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 楊靜
• 申請（專利權）人: 廣東輕工職業技術學院
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F28F27/00
• 代理公司: 廣州中堅知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44515
• 代理人: 賴麗娟

本發明公開了基于潛熱型傳熱流體的寬溫域的移動供熱系統，包括：相變微熱管懸浮液、相變儲熱分配器、換熱管、溫度控制器及車罐，車罐內設有相連的低溫相變儲熱單元、中溫相變儲熱單元及高溫相變儲熱單元，相變微熱管懸浮液充斥在相變儲熱單元中，換熱管分布在相變儲熱單元中，換熱管兩端作為接口，低溫相變儲熱單元、中溫相變儲熱單元及高溫相變儲熱單元的換熱管依次連接，高溫相變儲熱單元的換熱管的外接端連接相變儲熱分配器，車罐設有溫度控制器。本發明可儲存不同溫度下的熱量，相變材料的加入提高了蓄熱的能力，從而提高了移動供熱的能力，提高系統的經濟性。

技術領域

本發明涉及基于一種潛熱型傳熱流體的寬溫域的移動供熱系統，屬于移動供熱和相變儲熱領域。

背景技術

我國的耗能主要集中在工業領域，工業領域能源消耗量約占全國能源消耗總量的70%，主要工業產品單位能耗平均比國際先進水平高出30%左右。除了生產工藝相對落后、產業結構不合理的因素外，工業余熱利用率低，能源沒有得到充分綜合利用是造成能耗高的重要原因，我國能源利用率僅為33%左右，比發達國家低約10%，至少約有50%的工業耗能以各種形式的余熱被直接廢棄。我國工業余熱資源豐富，它包括高溫廢氣余熱冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱等，余熱資源約占其燃料消耗總量的17%～67%，其中可回收率達60%，余熱利用率提升空間大，節能潛力巨大。當前余熱資源的特點是:由于工藝生產過程中存在周期性、間斷性或生產波動，導致余熱量不穩定；余熱介質性質惡劣，如煙氣中含塵量大或含有腐蝕性物質；余熱利用裝置受場地、生產狀況等固有條件限制，因此工業余熱資源利用系統或設備運行環境相對惡劣，要求設備具有適用能力強且穩定運行的特性，能適應多變的生產工藝要求，設備部件可靠性高，初期投入成本高，從經濟性出發，需要結合工藝生產進行系統整體的設計布置，綜合利用能量，以提高余熱利用系統設備的效率。目前一些工業企業不在熱力企業的管網覆蓋范圍內，通常采用自建燃煤、燃油以及燃氣鍋爐，這些鍋爐的運行效率低和排放的污染物多，對環境的影響較大，也有部分企業采用清潔的電鍋爐供熱，但供熱成本又較高。因此，采用移動蓄熱的供熱方式進行余熱回收，然后提供給工業用戶，是解決工業用戶用熱困境的有效途徑之一。

當前移動供熱裝置主要采用水和相變材料為蓄熱介質，通過蓄熱介質將工業企業的余熱進行回收和利用。目前應用較多的是常壓運輸100°C以內的熱水移動供熱裝置，該裝置的主要優點是設備成本較低、蓄放熱時間短，但最大缺點是蓄熱能力小，運輸成本高，經濟效益差。此外，還有部分相變蓄熱移動供熱裝置被應用，該裝置的優點是蓄熱能力大，運輸成本低，但缺點是設備投資大，蓄放熱時間長。針對當前兩類移動供熱裝置存在的問題，研制出一種具有高儲能密度、高導熱的復合相變儲能材料應用于移動供熱設備中，根據余熱的性質特點設計不同的換熱結構，從而提高移動供熱車的蓄熱能力，降低移動供熱的運輸成本，同時為用戶提供蒸汽和熱水。本項目研究的移動供熱車可廣泛應用于各類工業的廢熱和廢氣，與本項目類似的相關專利國內外還沒有出現，國家也未出臺針對移動供熱裝置的技術標準，本項目實施后對國家建立移動供熱裝置技術標準具有極大的參考價值。

鑒于上述背景，將具有相變蓄能材料與移動供熱設備相結合的系統，既能廣泛應用于各類工業的廢熱和廢氣，又能為用戶提供蒸汽和熱水。

發明內容

為了解決背景技術問題，本發明提出了一種基于潛熱型傳熱流體的寬溫域的移動供熱系統，包括：相變微熱管懸浮液、相變儲熱分配器、換熱管、溫度控制器及車罐，所述的相變微熱管懸浮液可以用物理法或化學法制成，所述車罐內設有相連的低溫相變儲熱單元、中溫相變儲熱單元及高溫相變儲熱單元，所述的相變微熱管懸浮液充斥在相變儲熱單元中，所述的換熱管分布在相變儲熱單元中，換熱管兩端作為接口，低溫相變儲熱單元、中溫相變儲熱單元及高溫相變儲熱單元的換熱管依次連接，所述的高溫相變儲熱單元的換熱管的外接端連接相變儲熱分配器，所述的車罐設有溫度控制器；當溫度控制器被設定所需的溫度時，溫度控制器會發出信號，啟動相變儲熱分配器向溶氣罐供熱儲熱，直到溫度達到設定值，溫度控制器發出信號停止熱源供熱儲熱后，即可將車罐移動至目標位置進行供熱。