[發明專利]一種相變磚蓄熱裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 202210514516.2
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114923358A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張帥;楊豫森;杜藏寶
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種相變磚蓄熱裝置及其工作方法，裝置包括蓄熱體保溫層、蓄熱結構、換熱風機、空間分隔板、盤管換熱器、蒸汽進出口管路和水進出口管路；所述蓄熱結構為相變磚堆垛而成的蓄熱體，并且所述蓄熱體中間設置有孔洞作為空氣換熱流道；所述相變磚包括外殼，以及填充在所述外殼內的相變蓄熱材料。本發明利用低品位熱源蒸汽進行儲熱，并且將固體蓄熱和熔鹽儲熱相結合，既提高了能源的利用率，實現了大規模出熱的應用，又避免了熔融鹽腐蝕性強的缺陷。

技術領域

本發明屬于蒸汽蓄熱技術領域，具體涉及一種相變磚蓄熱裝置及其工作方法。

背景技術

儲熱技術是以儲熱材料為媒介將太陽能光熱、地熱、工業余熱、低品位廢熱等熱能儲存起來，在需要的時候釋放；力圖解決由于時間、空間或強度上的熱能供給與需求間不匹配所帶來的問題，最大限度地提高整個系統的能源利用率而逐漸發展起來的一種技術。儲熱技術具有儲能容量大、儲存周期長、成本低等優點，目前常用儲熱技術有固體蓄熱、熔鹽蓄熱等。

低谷電固體蓄熱設備是一種先進、高效的清潔供熱產品，低谷電固體蓄熱原理是將電網滯納的低谷電能轉化成熱能儲存起來，用于白天高峰電時供暖或供熱水使用，或者利用風電將不穩定的風能蓄存起來，變成穩定的熱源往外輸出，屬于清潔無污染產品。

固體蓄熱設備工作原理：在蓄熱體內電熱絲通電發熱，由電能轉化為熱能，通過熱交換將熱能存儲于固體蓄熱體中。主要是利用低谷電或棄風電來加熱蓄熱池，滿足白天高峰時段的用熱需求。但是此種方式是將高品位的電能轉化為低品位的熱能，能源利用不合理，有一定的局限性。熔鹽蓄熱目前使用的熔鹽多為氯化鹽，氯化鹽價格一般都很便宜，可以制成不同熔點的混合鹽，缺點是腐蝕性強，蓄熱密度比較小。

綜上，兩種常見的儲熱方式都具有一定的缺陷，因此需要開發一種解決上述問題的裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相變磚蓄熱裝置及其工作方法，將利用低品位熱源蒸汽進行儲熱，并且將固體蓄熱和熔鹽儲熱相結合，既提高了能源的利用率，實現了大規模出熱的應用，又避免了熔融鹽腐蝕性強的缺陷。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供了一種相變磚蓄熱裝置，包括蓄熱體保溫層、蓄熱結構、換熱風機、空間分隔板、盤管換熱器、蒸汽進出口管路和水進出口管路；

所述蓄熱結構為相變磚堆垛而成的蓄熱體，并且所述蓄熱體中間設置有孔洞作為空氣換熱流道；所述相變磚包括外殼，以及填充在所述外殼內的相變蓄熱材料；

所述蓄熱結構設置于所述蓄熱體保溫層之內，且所述蓄熱結構的兩端分別與所述蓄熱體保溫層之間分別設置第一預留空間和第二預留空間，第一預留空間由所述空間分隔板分隔為上通道和下通道；

所述盤管換熱器包括風道外殼以及設置于所述風道外殼內的換熱盤管；所述換熱盤管的一端連接所述蒸汽進出口管路，另一端連接所述水進出口管路；所述風道外殼的第一端連通換熱風機的風機進口，第二端連通換熱風機的風機出口；

所述風道外殼、風機出口、上通道、與上通道連通的空氣換熱流道、第二預留空間、與下通道連通的空氣換熱流道、下通道、風機進口和風道外殼組成換熱循環空間。

作為本發明的一種可選方案，所述蓄熱體保溫層設置于圍護結構之內。

作為本發明的一種可選方案，所述蓄熱結構之內還設置有電加熱組件，所述電加熱組件位于相鄰兩個所述空氣換熱流道之間。

作為本發明的一種可選方案，所述相變磚的外殼為金屬、陶瓷、耐火材料、石墨、碳化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鋯、碳納米管、碳纖維及石墨烯中任意一種材料制成。

作為本發明的一種可選方案，所述相變蓄熱材料為有機相變蓄熱材料或無機相變蓄熱材料中任意一種。