高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，包括：發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元和儲(chǔ)氣罐，且所述儲(chǔ)熱單元包括相連接的高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元和低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元，所述發(fā)電機(jī)組的排氣裝置與所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元相連接，所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元又與所述高溫膨脹發(fā)電單元相連接，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元又與傳送儲(chǔ)熱介質(zhì)的所述儲(chǔ)氣罐相連接。通過(guò)上述方式，本發(fā)明能夠充分利用余熱，降低能耗，達(dá)到大容量?jī)?chǔ)熱、高效充熱放熱，使儲(chǔ)熱、釋熱過(guò)程更加有效合理。
【專利說(shuō)明】局效大谷里中局溫儲(chǔ)熱換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱交換領(lǐng)域，特別是涉及一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能熱和大部分工業(yè)余熱資源通常具有間歇和不穩(wěn)定的特點(diǎn)，通過(guò)儲(chǔ)熱作為橋梁，則可解決供需雙方在時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度上不匹配的矛盾，因而先進(jìn)儲(chǔ)熱技術(shù)是這兩大類不連續(xù)熱資源大規(guī)模高效利用的關(guān)鍵。大容量?jī)?chǔ)熱換熱器是先進(jìn)儲(chǔ)熱技術(shù)對(duì)應(yīng)的核心裝備。近年來(lái)，為了提高能量轉(zhuǎn)換效率和降低成本，太陽(yáng)能熱利用技術(shù)正朝著更高工作溫度發(fā)展，商業(yè)化運(yùn)行的熔融鹽熱發(fā)電站的工作溫度已經(jīng)超過(guò)560° C，以空氣為傳熱流體的太陽(yáng)能熱發(fā)電站工作溫度已超過(guò)680° C ;而大量工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的廢氣溫度也非常高(如轉(zhuǎn)爐煙氣溫度為1600° C左右)，面向中高溫?zé)豳Y源應(yīng)用的儲(chǔ)熱換熱器具有廣闊的應(yīng)用前景，當(dāng)前是國(guó)內(nèi)外研發(fā)的熱點(diǎn)。
[0003]當(dāng)前中高溫儲(chǔ)熱換熱器儲(chǔ)釋熱過(guò)程強(qiáng)化研究的主要趨勢(shì)為:探究多尺度界面熱阻的作用機(jī)理，確立低界面熱阻的調(diào)控方法與技術(shù)。以大容量?jī)?chǔ)熱單元的高效充熱放熱為目標(biāo)，通過(guò)儲(chǔ)熱換熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)充熱與放熱性能的最優(yōu)。
[0004]而對(duì)于儲(chǔ)熱換熱器，中國(guó)專利號(hào)為201220155966.9的專利，其公開了一種具有較高的儲(chǔ)熱容量，可以高效儲(chǔ)存如太陽(yáng)能集熱器、鍋爐、木爐、熱泵、工業(yè)廢熱等各種熱源產(chǎn)生的熱量的相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)，展示了力求高效通用的儲(chǔ)熱換熱器的設(shè)計(jì)技術(shù)，但在強(qiáng)化傳熱方面仍然欠缺有效的措施。
[0005]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越重視太陽(yáng)能與工業(yè)余熱的高效利用，儲(chǔ)熱換熱器技術(shù)不斷提高，但在儲(chǔ)熱換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，仍然欠缺有效的儲(chǔ)釋熱過(guò)程強(qiáng)化措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，能夠充分利用余熱，降低能耗，達(dá)到大容量?jī)?chǔ)熱、高效充熱放熱，使儲(chǔ)熱、釋熱過(guò)程更加有效合理。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，包括:發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元和儲(chǔ)氣罐，且所述儲(chǔ)熱單元包括相連接的高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元和低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元，所述發(fā)電機(jī)組的排氣裝置與所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元相連接，所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元又與所述高溫膨脹發(fā)電單元相連接，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元又與傳送儲(chǔ)熱介質(zhì)的所述儲(chǔ)氣罐相連接。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器還包括與所述儲(chǔ)氣罐相連接的干燥機(jī)、以及與所述干燥機(jī)相連接的壓縮機(jī)。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器還包括與所述發(fā)電機(jī)組相連接的發(fā)電機(jī)冷卻水箱、以及與所述發(fā)電機(jī)冷卻水箱相連接的儲(chǔ)熱水箱。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述發(fā)電機(jī)組為柴油發(fā)電機(jī)組。[0011]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述儲(chǔ)熱介質(zhì)為氣體。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元中至少包含一個(gè)儲(chǔ)熱換熱器。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元中至少包含一個(gè)儲(chǔ)熱換熱器。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述儲(chǔ)熱換熱器中填充有儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱材料是以無(wú)機(jī)鹽、合金為相變材料的中高溫復(fù)合儲(chǔ)熱材料。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明面向以氣體為傳熱介質(zhì)的高效太陽(yáng)能熱發(fā)電和冶金過(guò)程余熱利用，通過(guò)模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，達(dá)到充分利用余熱、大容量?jī)?chǔ)熱、高效充熱放熱的作用，使儲(chǔ)熱、釋熱過(guò)程更加有效合理，降低能耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器的流程圖；
附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、發(fā)電機(jī)組，2、高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元，3、高溫膨脹發(fā)電單元，
4、低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元，5、儲(chǔ)氣罐，6、干燥機(jī)，7、壓縮機(jī)，8、發(fā)電機(jī)冷卻水箱，9、儲(chǔ)熱水箱，10、儲(chǔ)熱介質(zhì)，11、廢氣。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0018]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，包括:發(fā)電機(jī)組1、與所述發(fā)電機(jī)組I相連接的發(fā)電機(jī)冷卻水箱8、與所述發(fā)電機(jī)冷卻水箱8相連接的儲(chǔ)熱水箱9、儲(chǔ)熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元3、儲(chǔ)氣罐5，與所述儲(chǔ)氣罐5相連接的干燥機(jī)6、與所述干燥機(jī)6相連接的壓縮機(jī)7，且所述儲(chǔ)熱單元包括相連接的高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2和低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4,其中:
所述發(fā)電機(jī)組I的排氣裝置與所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2相連接，所述發(fā)電機(jī)組I的排氣裝置將廢氣11排出至所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2，再由所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2將廢氣11輸送至所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4，經(jīng)過(guò)所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4降溫處理后將廢氣11排出至大氣中；
所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2又與所述高溫膨脹發(fā)電單元3相連接，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4又與傳送儲(chǔ)熱介質(zhì)10的所述儲(chǔ)氣罐5相連接,其中，所述儲(chǔ)熱介質(zhì)10為氣體,所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2中至少包含一個(gè)儲(chǔ)熱換熱器，同樣地，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4中也至少包含一個(gè)儲(chǔ)熱換熱器，用于儲(chǔ)熱介質(zhì)10的傳遞；
所述壓縮機(jī)7將低壓氣體提升為高壓氣體，所述高壓氣體經(jīng)干燥機(jī)6干燥后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐5中，所述儲(chǔ)氣罐5將儲(chǔ)熱介質(zhì)10 (高壓氣體)輸送至所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4，由所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4中的儲(chǔ)熱換熱器將儲(chǔ)熱介質(zhì)10 (高壓氣體)輸送至所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2中，所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2將儲(chǔ)熱介質(zhì)10 (高壓氣體)加熱成高溫高壓氣體后，傳送至所述高溫膨脹發(fā)電單元3中，由所述高溫膨脹發(fā)電單元3緩慢釋放余熱發(fā)電給用戶；所述發(fā)電機(jī)組I為柴油發(fā)電機(jī)組，用于給用戶發(fā)電；所述發(fā)電機(jī)冷卻水箱8用于對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行冷卻，使柴油發(fā)電機(jī)組保持一定的溫度，并吸收所述柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)釋放的熱量，用于所述儲(chǔ)熱水箱9中，所述儲(chǔ)熱水箱9用于給用戶提供可使用的熱水(用于洗澡等)。
[0019]所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2和所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4中的儲(chǔ)熱換熱器均填充有儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱材料是以無(wú)機(jī)鹽、合金為相變材料的中高溫復(fù)合儲(chǔ)熱材料，其在200 ° C溫差條件下的儲(chǔ)熱密度超過(guò)600 kj/kg(現(xiàn)在為450 kj/kg);導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到4 W/(m*K)(現(xiàn)在2 W/(m -K));所述儲(chǔ)熱材料的工作溫度高于800° C ;熱循環(huán)7500次后性能不明顯衰減，單位熱循環(huán)的熱損失不超過(guò)10%。
[0020]通過(guò)壓縮機(jī)7將低壓氣體提升為高壓氣體，再由干燥機(jī)6將高壓氣體進(jìn)行干燥后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐5中，由儲(chǔ)氣罐5將高壓氣體儲(chǔ)存起來(lái)，用于能源不足時(shí)的使用。使用時(shí)，儲(chǔ)氣罐5中的高壓氣體輸送至低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4，在由低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元4中的儲(chǔ)熱換熱器將高壓氣體輸送至高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2中，高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元2將高壓氣體轉(zhuǎn)換成高溫高壓氣體后，傳送至高溫膨脹發(fā)電單元3中，再由高溫膨脹發(fā)電單元3緩慢釋放余熱發(fā)電給用戶，可以節(jié)約燃料、降低能耗。同時(shí)，還可充分利用余熱，給生活用水進(jìn)行加熱，提高了能量?jī)?chǔ)存和釋放效率。
[0021]本發(fā)明的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其中的儲(chǔ)熱換熱器能滿足200° C-1OOO0 C的熱源模擬，適用于溫度為100° C -600°c的中溫?zé)嵩矗蜏囟却笥?00°C的高溫?zé)嵩?，主要適用于三類典型的中高溫?zé)嵩?300°C、500°C、800°C。
[0022]本發(fā)明揭示了一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，面向以氣體為傳熱介質(zhì)的高效太陽(yáng)能熱發(fā)電和冶金過(guò)程余熱利用，通過(guò)模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，達(dá)到充分利用余熱、大容量?jī)?chǔ)熱、高效充熱放熱的作用，使儲(chǔ)熱、釋熱過(guò)程更加有效合理，降低能耗。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，包括:發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)熱單元、高溫膨脹發(fā)電單元和儲(chǔ)氣罐，且所述儲(chǔ)熱單元包括相連接的高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元和低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元，所述發(fā)電機(jī)組的排氣裝置與所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元相連接，所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元又與所述高溫膨脹發(fā)電單元相連接，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元又與傳送儲(chǔ)熱介質(zhì)的所述儲(chǔ)氣罐相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器還包括與所述儲(chǔ)氣罐相連接的干燥機(jī)、以及與所述干燥機(jī)相連接的壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器還包括與所述發(fā)電機(jī)組相連接的發(fā)電機(jī)冷卻水箱、以及與所述發(fā)電機(jī)冷卻水箱相連接的儲(chǔ)熱水箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組為柴油發(fā)電機(jī)組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述儲(chǔ)熱介質(zhì)為氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述高溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元中至少包含一個(gè)儲(chǔ)熱換熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述低溫?fù)Q熱儲(chǔ)熱單元中至少包含一個(gè)儲(chǔ)熱換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6-7任一所述的高效大容量中高溫儲(chǔ)熱換熱器，其特征在于，所述儲(chǔ)熱換熱器中填充有儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱材料是以無(wú)機(jī)鹽、合金為相變材料的中高溫復(fù)合儲(chǔ)熱材料。
【文檔編號(hào)】F02G5/02GK103822518SQ201410069073
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】丁玉龍, 陶保國(guó) 申請(qǐng)人:常熟噴嘴廠有限公司