一种受控自然循环的取热方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种受控自然循环的取热方法及装置，所述方法包括利用固体储热介质储存热能，并在固体储热介质中非水平布置若干取热管；使若干取热管的下部管口与存储有液态传热介质的储液容器连通，储液容器内的液态传热介质由取热管的下部管口进入取热管内；液态传热介质在取热管中吸收固体储热介质储存的热能相变为气态传热介质；气态传热介质受热沿取热管向上流动；将由取热管流出的气态传热介质在位于取热管出口处的换热器中液化；液化后的液态传热介质通过重力回流至储液容器中，以实现传热介质的循环；通过调节流入取热管的液态传热介质流量对换热器的对外输出参数进行控制。本申请无动力设备，可靠性更高，寿命长，运行费用低。

A heating method and device for a controlled natural cycle

An embodiment of the invention discloses a heating method and device for a controlled natural cycle. The method comprises the use of a solid heat storage medium for storing heat and non horizontal arrangement of a number of heat pipes in a solid heat storage medium; the lower pipe mouth of a number of heat collecting tubes is connected with a liquid storage container with liquid heat transfer medium and in a liquid storage container. The liquid heat transfer medium is entered into the heat pipe by the lower pipe entrance of the heat pipe. The heat transfer medium stored in the solid heat storage medium in the heat pipe is transformed into a gaseous heat transfer medium in the heat pipe, and the heat transfer medium flows upward along the heat pipe, and the heat transfer medium outflows from the heat pipe is replaced by the heat transfer medium at the outlet of the heat pipe. The liquid heat transfer medium is reflued into the liquid storage container through gravity to realize the circulation of the heat transfer medium, and control the external output parameters of the heat exchanger by adjusting the flow rate of the liquid heat transfer medium into the heat pipe. The application has no power equipment, and has higher reliability, longer life and lower running cost.

【技术实现步骤摘要】
一种受控自然循环的取热方法及装置
本专利技术涉及储热换热
，尤其涉及一种受控自然循环的取热方法及装置。
技术介绍
目前常规的供暖系统或供应生活用热水系统的热源为燃烧锅炉，例如燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等，其他方式的锅炉有太阳能热水器、电热锅炉等。一般燃煤锅炉的运行费用较低，但排放的废气、废料、废水等会对环境造成严重污染；燃油锅炉、燃气锅炉的废气对环境污染较少，但运行费用较高；一般电热锅炉虽对环境无排放、无污染，但电费支出也很高；太阳能是目前最清洁的能源，但由于对太阳光的依赖，其应用的范围有限。生产生活对电力的需求，在一天当中白天(7：00-23：00)需求大，夜间(23：00-7：00)需求少，国家为了平衡白天和夜间的用电差距，推出了峰谷阶梯电价，鼓励生产生活在夜间用电。以2016年北京商业用电为例，一天当中低谷时段电价为0.36元/度，尖峰时段电价为1.5元/度，二者存在着巨大的价格差距。因此，有必要提供一种具有储能功能的取热装置，能利用晚间低电价的电能产生出热量并储存起来，白天输出热量用作取暖或他用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种受控自然循环取热的取热方法及与该方法对应的取热装置，该取热装置能够在一天当中的低电价时段将电能产生的热量进行储存，在高电价时段输出热量供生产生活使用。根据本专利技术的其中一个方面，提供了一种利用受控自然循环的取热方法，包括：利用固体储热介质储存热能，并在固体储热介质中非水平布置若干取热管；使若干取热管的下部管口与存储有液态传热介质的储液容器连通，所述储液容器内的液位高度高于所述取热管的液位高度，储液容器内的液态传热介质由取热管的下部管口进入取热管内；液态传热介质在取热管中吸收固体储热介质储存的热能相变为气态传热介质；气态传热介质受热沿所述取热管向上流动；将由取热管流出的气态传热介质在位于取热管出口处的换热器中液化；液化后的液态传热介质通过重力回流至所述储液容器中，以实现传热介质的循环；通过调节流入取热管的液态传热介质流量对所述换热器的对外输出参数进行控制。优选地，在所述气态传热介质由取热管输出之后、在换热器中液化之前，还包括：对气态传热介质进行饱和处理的步骤。作为另一优选实施方案，将所述储液容器设置在所述换热器的底部，每根所述取热管或多根取热管连通后经防回流处理后插入到所述储液容器中液态传热介质的液面以下；或者将所述储液容器设置在所述换热器的底部，若干取热管通过一连通管路连通，所述连通管路经防回流处理后插入到所述储液容器中液态传热介质的液面以下。进一步优选地，每根所述取热管插入到所述储液容器液态传热介质液面以下的那部分管体上，开有若干通孔；或者在所述连通管路插入到所述储液容器液态传热介质液面以下的那部分管体上，开有若干通孔。更进一步优选地，在所述液态传热介质流入取热管的起始管路处，设置预热装置以减小所述取热管的起始管路与所述液态传热介质之间的温差。优选地，所述换热器的对外输出参数包括：温度或功率；当所述温度或功率低于设定值时，增大流入若干取热管的液态传热介质的流量；当所述温度或功率高于设定值时，减少流入若干取热管的液态传热介质的流量。优选地，所述将气态传热介质进行饱和处理包括：使气态传热介质穿过饱和液态传热介质后，再通过能够增大换热面积的金属网、金属纤维或固体颗粒，使过热的气态传热介质变成饱和的气态传热介质。进一步优选地，在换热器对外输出工质的管路上设置缓冲装置，以降低所述换热器对外输出工质的温度变化幅度。优选地，所述取热方法包括至少一种如下所述的技术特征：所述固体储热介质为粒径小于50毫米的固体颗粒，或者所述固体储热介质为土壤或混凝土；所述固体储热介质储存的热能来源为电能或太阳能。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种利用受控自然循环的取热装置，包括：储热罐，内部填充有固体储热介质；换热器，设置于所述储热罐的上方；储液箱，其内存储有液态传热介质；若干取热管，均非水平布置在所述储热罐的固体储热介质中；每根所述取热管的下部管口与所述储液箱连通，所述储液箱内的液位高度高于所述取热管的液位高度；每根所述取热管的出口与所述换热器连接；液态传热介质在取热管中吸收固体储热介质储存的热能相变为气态传热介质；气态传热介质受热沿所述取热管向上流动，并在所述换热器中液化；控制阀，设置在连接所述储液箱与所述取热管的管路上，阀门由所述换热器的对外输出参数控制。进一步优选地，在所述换热器的底部还设置有对所述气态传热介质进行饱和处理的饱和器。其中，所述饱和器包括饱和液态传热介质和金属网或者金属纤维或固体颗粒。作为另一优选方案，所述储液箱设置于所述换热器的下部；每根所述取热管通过防回流装置插入到所述饱和器或储液容器中液态传热介质的液面以下；或者将若干取热管与一连通管路连通，所述连通管路通过防回流装置插入到所述饱和器或储液容器中液态传热介质的液面以下。进一步优选地，每根所述取热管插入到所述液态传热介质液面以下的那部分管体上开有若干通孔；或者在所述连通管路插入到所述液态传热介质液面以下的那部分管体上，开有若干通孔。优选地，每根所述取热管还包括预热装置，所述预热装置设置在取热管的下部管口内。优选地，所述预热装置为金属内管、金属纤维或金属片；所述金属内管插入所述取热管内，所述金属内管的底端与所述取热管的底端处于同一平面，金属内管的顶端与所述取热管的底端距离设定长度；金属纤维或金属片放置在取热管的下部管口处。进一步地，所述取热装置还包括缓冲装置，其设置在所述换热器对外输出工质的管路上，以降低所述换热器对外输出工质的温度变化幅度。优选地，所述储热罐包括用于加热所述储热介质的若干根与外部电源电连接的加热棒；或者所述储热罐包括用于加热所述储热介质的若干根能够传递利用太阳能产生的热量的加热管。优选地，取热装置的外形尺寸与标准集装箱的相同或标准集装箱的尺寸为取热装置外形包装尺寸的整数倍。本实施例通过在电价低谷的时段，利用电能储存热能，在电价高峰时段，不再使用电能，而是通过将存储的热能输出以满足热能的需求，具有节省电能，绿色环保的优点，同时本实施例中的受控自然循环的取热装置，依靠自然循环，无动力驱动，与当前市场上采用风扇和空气换热器来实现主动循环方式的蓄热储能锅炉相比，本申请中的取热装置可靠性更高，寿命更长，运行费用较低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请中利用受控自然循环的取热方法的原理图；图2为根据一优选实施例示出的取热管延伸至储热介质之外的结构示意图；图3为根据一优选实施例示出的受控自然循环的取热装置；图4为图2所示受控自然循环的取热装置的正视图；图5为将储液箱设置在换热器底部的结构示意图；图6为根据一优选实施例示出的改进后的取热管的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受控自然循环的取热方法，其特征在于，包括：利用固体储热介质储存热能，并在固体储热介质中非水平布置若干取热管；使若干取热管的下部管口与存储有液态传热介质的储液容器连通，所述储液容器内的液位高度高于所述取热管的液位高度，储液容器内的液态传热介质由取热管的下部管口进入取热管内；液态传热介质在取热管中吸收固体储热介质储存的热能相变为气态传热介质；气态传热介质受热沿所述取热管向上流动；将由取热管流出的气态传热介质在位于取热管出口处的换热器中液化；液化后的液态传热介质通过重力回流至所述储液容器中，以实现传热介质的循环；通过调节流入取热管的液态传热介质流量对所述换热器的对外输出参数进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种受控自然循环的取热方法，其特征在于，包括：利用固体储热介质储存热能，并在固体储热介质中非水平布置若干取热管；使若干取热管的下部管口与存储有液态传热介质的储液容器连通，所述储液容器内的液位高度高于所述取热管的液位高度，储液容器内的液态传热介质由取热管的下部管口进入取热管内；液态传热介质在取热管中吸收固体储热介质储存的热能相变为气态传热介质；气态传热介质受热沿所述取热管向上流动；将由取热管流出的气态传热介质在位于取热管出口处的换热器中液化；液化后的液态传热介质通过重力回流至所述储液容器中，以实现传热介质的循环；通过调节流入取热管的液态传热介质流量对所述换热器的对外输出参数进行控制。2.根据权利要求1所述的取热方法，其特征在于，在所述气态传热介质由取热管输出之后、在换热器中液化之前，还包括：对气态传热介质进行饱和处理的步骤。3.根据权利要求1所述的取热方法，其特征在于，将所述储液容器设置在所述换热器的底部，每根所述取热管或多根取热管连通后经防回流处理后插入到所述储液容器中液态传热介质的液面以下；或者将所述储液容器设置在所述换热器的底部，若干取热管通过一连通管路连通，所述连通管路经防回流处理后插入到所述储液容器中液态传热介质的液面以下。4.根据权利要求3所述的取热方法，其特征在于，每根所述取热管插入到所述储液容器液态传热介质液面以下的那部分管体上，开有若干通孔；或者在所述连通管路插入到所述储液容器液态传热介质液面以下的那部分管体上，开有若干通孔。5.根据权利要求1至4中任一所述的取热方法，其特征在于，在所述液态传热介质流入取热管的起始管路处，设置预热装置以减小所述取热管的起始管路与所述液态传热介质之间的温差。6.根据权利要求1所述的取热方法，其特征在于，所述换热器的对外输出参数包括：温度或功率；当所述温度或功率低于设定值时，增大流入若干取热管的液态传热介质的流量；当所述温度或功率高于设定值时，减少流入若干取热管的液态传热介质的流量。7.根据权利要求2所述的取热方法，其特征在于，所述将气态传热介质进行饱和处理包括：使气态传热介质穿过饱和液态传热介质后，再通过能够增大换热面积的金属网、金属纤维或固体颗粒，使过热的气态传热介质变成饱和的气态传热介质。8.根据权利要求5所述的取热方法，其特征在于，在换热器对外输出工质的管路上设置缓冲装置，以降低所述换热器对外输出工质的温度变化幅度。9.根据权利要求1所述的取热方法，其特征在于，包括至少一种如下所述的技术特征：所述固体储热介质为粒径小于50毫米的固体颗粒，或者所述固体储热介质为土壤或混凝土；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，俞志强，
申请(专利权)人：北京兆阳能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11