相变蓄能供热装置及蓄能供热方法制造方法及图纸

一种相变蓄能装置(1)，该装置包括：1)储能装置箱体体(2)；2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器(3)、储热回水布水器(4)、供热回水布水器(5)、储热出水布水器(6)、相变蓄热元件(7)，供热出水布水器(3)和储热回水布水器(4)设置在箱体(2)的上部，供热回水布水器(5)和储热出水布水器(6)设置在箱体(2)的下部，相变蓄热元件(7)设置在箱体(2)的中部，并且多个相变蓄热元件(7)排列而成阵列或层叠体。它具备将多种相变蓄热材料元件化，再将蓄热元件按照统一的排列方式和结构布置在不同的容器中实现储热和供热等功能。降低城市生活供热能耗，又提高工业余废热的综合回收利用率。

Phase change energy storage heating device and energy storage heating method

A phase change energy storage device (1), the device includes: 1) storage device box body (2); 2) Center for regenerative components, which comprises: heating water water distributor (3), the heat storage water water distributor (4), heating water water distributor (5), heat storage the effluent water distributor (6), a phase-change heat storage element (7), water heating water distributor (3) and the heat storage water water distributor (4) is arranged in the box body (2) of the upper part of the heating return water water distributor (5) and the heat storage water water distributor (6) is arranged in the box (2) the lower part of a phase-change heat storage element (7) is arranged in the box body (2) in the middle, and a plurality of phase-change heat storage element (7) arranged in array or laminate. The utility model has the advantages of having a plurality of phase change heat storage materials to be made into components, and arranging the heat storage elements in different containers according to the unified arrangement and structure to realize the functions of heat storage, heat supply, heat supply, etc.. Reduce the energy consumption of urban heating, and increase the comprehensive utilization rate of industrial waste heat.

【技术实现步骤摘要】
相变蓄能供热装置及蓄能供热方法
本专利技术涉及一种热量回收、储存、再利用装置及其方法，具体为一种相变蓄能装置及其蓄热放热方法，属于节能环保型领域。
技术介绍
我国工业能源利用率普遍偏低，平均在27％以下，如城市垃圾焚烧、垃圾填埋沼气、钢铁、冶金、化工、污水处理、发电等多种行业生产过程产生的高品质余热中有65％左右基本被回收用于发电和工业蒸汽，但占余热总量85％以上的间断性、不稳定性、低品质的余废热因无成熟的储热工艺技术和工程化装备等问题未能得到充分的回收和利用，尤其在余热利用方面工艺和手段极为欠缺。现有常规的低品位余热回收和利用，工业余热设备产生的余热经管道输送到余热回收换热器，经余热回收换热器回收的余热通过供水管道送达热用户实现供热。余热回收换热器、余热管道、余热产生设备组成余热回收系统；换热器、供水管道、用户供热装置供热循环泵、回水管道组成余热利用系统。现有技术中，余热回收利用系统存在以下几点缺陷：1)余热的稳定性要求过高。用户则要求有稳定连续的能源供应，采用常规余热回收利用工艺技术方案就要求余热也必须是稳定连续的，这样就限制了大量属于间断性、无组织排放余热的回收利用。只有在余热回收系统增设储能工艺设备才能弥补该缺陷。2)余热品位要求高。一旦用户确定了供水温度，就对余热供应的波动性提出了严格的要求，因此采用常规余热回收利用工艺技术方案就要求余热的波动性小，因为该余热回收系统没有储热装置就限制了大量符合供热要求的波动性余热的回收利用。3)余热能力要求高，对于大量供热负荷是动态变化的用户，采用常规余热回收利用工艺技术方案就要求余热能力必须满足用户的最大用热负荷，因为该余热回收系统没有储热装置就必然造成余热的利用率下降，造成整个余热回收利用系统的效率底下。4)余热与用户间需具备管网铺设条件。在大多数余热能力较高而用户比较分散的情况下，采用常规余热回收利用工艺技术方案必然存在部分热需求用户无法铺设管网或铺设管网投资和热损失过大的情况，该类用户需要采用移动供热方式替代管网供热。5)余热供应能力与用户供热需求量匹配度要求高。对于用户，供暖负荷是随着环境温度的变化而变化。就一天而言，一般夜间环境温度低于白天，夜间的供热负荷也高于白天；对一个采暖期来说，三九、四九的环境温度最低，供暖负荷也最大；因此供暖最大负荷一般是在三九天的夜间，比初寒期和末寒期的供暖负荷高60％以上，虽然只有几天时间，却在春节期间，是老百姓要求供热质量最高的时段。采用常规工艺技术方案必然造成热源的供热能力余量过大，投资过高，然而余热利用率很低，极不利于余热的利用。如果采用蓄热调峰技术工艺就能很好的解决该问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种相变蓄能装置及其蓄热放热方法，它具备将多种相变蓄热材料元件化，再将蓄热元件按照统一的排列方式和结构布置在不同的容器中实现储热和供热等功能。可大大降低城市生活供热能耗，又能各种工业余废热的综合回收利用率。根据本专利技术的第一个实施方案，提供一种变蓄能装置；一种相变蓄能装置，该装置包括：1)储能装置箱体体，2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器、储热回水布水器、供热回水布水器、储热出水布水器、相变蓄热元件，供热出水布水器和储热回水布水器设置在箱体的上部，供热回水布水器和储热出水布水器设置在箱体的下部，相变蓄热元件设置在箱体的中部，并且多个相变蓄热元件排列而成阵列或层叠体，其中，供热出水布水器的出口位于储能装置箱体的外侧的上部，储热出水布水器的出口也位于储能装置箱体的外侧的上部，而供热回水布水器的入口位于储能装置箱体的外侧的下部，储热回水布水器的入口也位于储能装置箱体的外侧的下部。在本专利技术中，储能装置箱体体包括外保护壳体、箱体保温层、内箱体。外保护壳体位于储能装置箱体体的最外层。内箱体位于储能装置箱体体的最内层。箱体保温层设置在外保护壳体和内箱体之间。优选，箱体保温层使用高密度聚氨酯发泡保温层。优选的是，内箱体上设有蓄热元件支架。相变蓄热元件放置在蓄热元件支架上。在本专利技术中，相变蓄热元件由圆筒形壳体、圆形封头、相变蓄热材料构成。优选，多个相变蓄热元件排列而成阵列或层叠体，相变蓄热元件间设有通道隔离环。优选，圆筒形壳体、圆形封头和通道隔离环由具有一定支撑强度且导热性能良好的材料制成。在本专利技术中，所述相变蓄热材料包括以下组分或具有以下组成：a)八水合氢氧化钡[Ba(OH)2·8H2O]：72-88wt％，优选74-87wt％，优选78-85wt％；b)一水合氢氧化钡[Ba(OH)2·H2O]：4-10wt％，优选4.5-8wt％，优选5-7wt％；c)碳酸钡[BaCO3]：0.5-3wt％，优选0.7-2.5wt％，优选0.9-2.0wt％；d)水：1-5wt％，优选1.5-4.7wt％，优选2.0-4.0wt％，优选2.5-3.8wt％；e)粒度5-10μm的铁粉：0.08-1wt％，优选0.10-0.8wt％，优选0.15-0.6wt％，优选0.18-0.4wt％；f)六水合硝酸铈(III)：2.8-6wt％，优选3.0-5wt％，优选3.5-4.5wt％；和g)六水合硝酸铕(III)：2.2-5wt％，优选2.6-4.5wt％，优选3-4wt％。在本专利技术中，供热出水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。在本专利技术中，储热回水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。在本专利技术中，供热回水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。在本专利技术中，储热出水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。在本专利技术中，阵列或层叠体的排列方式为：多个管形或棒形相变蓄热元件的排列方式是分为多层次进行排列，每一层由多个管形或棒形相变蓄热元件水平平行排列，进而各层进行层叠，形成阵列或层叠体或堆叠体。优选的是，管形或棒形相变蓄热元件作为阵列或层叠体或堆叠体形式排列，阵列或层叠体或堆叠体的高度一般是1.0-2.9m，优选1.2-2.7m，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变蓄能装置(1)，该装置包括：1)储能装置箱体体(2)，2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器(3)、储热回水布水器(4)、供热回水布水器(5)、储热出水布水器(6)、相变蓄热元件(7)，供热出水布水器(3)和储热回水布水器(4)设置在箱体(2)的上部，供热回水布水器(5)和储热出水布水器(6)设置在箱体(2)的下部，相变蓄热元件(7)设置在箱体(2)的中部，并且多个相变蓄热元件(7)排列而成阵列或层叠体，其中，供热出水布水器(3)的出口(301)位于储能装置箱体(2)的外侧的上部，储热出水布水器(6)的出口(601)也位于储能装置箱体(2)的外侧的上部，而供热回水布水器(5)的入口(501)位于储能装置箱体(2)的外侧的下部，储热回水布水器(4)的入口(401)也位于储能装置箱体(2)的外侧的下部。

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄能装置(1)，该装置包括：1)储能装置箱体体(2)，2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器(3)、储热回水布水器(4)、供热回水布水器(5)、储热出水布水器(6)、相变蓄热元件(7)，供热出水布水器(3)和储热回水布水器(4)设置在箱体(2)的上部，供热回水布水器(5)和储热出水布水器(6)设置在箱体(2)的下部，相变蓄热元件(7)设置在箱体(2)的中部，并且多个相变蓄热元件(7)排列而成阵列或层叠体，其中，供热出水布水器(3)的出口(301)位于储能装置箱体(2)的外侧的上部，储热出水布水器(6)的出口(601)也位于储能装置箱体(2)的外侧的上部，而供热回水布水器(5)的入口(501)位于储能装置箱体(2)的外侧的下部，储热回水布水器(4)的入口(401)也位于储能装置箱体(2)的外侧的下部。2.一套相变蓄能装置，该装置包括：1)储能装置箱体或壳体(2)，2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器(3)、储热回水布水器(4)、供热回水布水器(5)、储热出水布水器(6)、相变蓄热元件(7)，供热出水布水器(3)和储热回水布水器(4)设置在箱体(2)的上部，供热回水布水器(5)和储热出水布水器(6)设置在箱体(2)的下部，相变蓄热元件(7)设置在箱体(2)的中部，并且多个相变蓄热元件(7)排列而成阵列或层叠体，3)工业余热设备(8)、余热管道(L1)，4)余热回收换热器(9)、第一供水管道(L2)，5)第二供水管道(L3)、用热装置(10)、第一回水管道(L4)，6)第二回水管道(L5)、回收管道(L6)；其中，供热出水布水器(3)的出口(301)位于储能装置箱体(2)的外侧的上部，储热出水布水器(6)的出口(601)也位于储能装置箱体(2)的外侧的上部，而供热回水布水器(5)的入口(501)位于储能装置箱体(2)的外侧的下部，储热回水布水器(4)的入口(401)也位于储能装置箱体(2)的外侧的下部；和余热管道(L1)连接工业余热设备(8)和余热回收换热装置(9)，第一供水管道(L2)连接余热回收换热装置(9)和储热回水布水器(4)的入口(401)，第二供水管道(L3)连接供热出水布水器(3)的出口(301)和用热装置(10)，第一回水管道(L4)连接用热装置(10)和供热回水布水器(5)的入口(501)，第二回水管道(L5)连接储热出水布水器(6)的出口(601)和余热回收换热器(9)，回收管道(L6)连接余热回收换热器(9)和工业余热设备(8)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：储能装置箱体体(2)包括外保护壳体(201)、箱体保温层(202)、内箱体(203)，外保护壳体(201)位于储能装置箱体体(2)的最外层，内箱体(203)位于储能装置箱体体(2)的最内层，箱体保温层(202)设置在外保护壳体(201)和内箱体(203)之间；优选，箱体保温层(202)使用高密度聚氨酯发泡保温层；优选的是，内箱体(203)上设有蓄热元件支架(204)，相变蓄热元件(7)放置在蓄热元件支架(204)上。4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于：相变蓄热元件(7)由圆筒形壳体(701)、圆形封头(702)、相变蓄热材料(703)构成；和/或多个相变蓄热元件(7)排列而成阵列或层叠体，相变蓄热元件(7)间设有通道隔离环(704)；优选，圆筒形壳体(701)、圆形封头(702)和通道隔离环(704)由具有一定支撑强度且导热性能良好的材料制成。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述相变蓄热材料(703)包括以下组分或具有以下组成：a)八水合氢氧化钡[Ba(OH)2·8H2O]：72-88wt％，优选74-87wt％，优选78-85wt％；b)一水合氢氧化钡[Ba(OH)2·H2O]：4-10wt％，优选4.5-8wt％，优选5-7wt％；c)碳酸钡[BaCO3]：0.5-3wt％，优选0.7-2.5wt％，优选0.9-2.0wt％；d)水：1-5wt％，优选1.5-4.7wt％，优选2.0-4.0wt％，优选2.5-3.8wt％；e)粒度5-10μm的铁粉：0.08-1wt％，优选0.10-0.8wt％，优选0.15-0.6wt％，优选0.18-0.4wt％；f)六水合硝酸铈(III)：2.8-6wt％，优选3.0-5wt％，优选3.5-4.5wt％；和g)六水合硝酸铕(III)：2.2-5wt％，优选2.6-4.5wt％，优选3-4wt％。6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于：供热出水布水器(3)包括彼此平行的两根主管(302)和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管(303)；优选，在支管(303)的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智慧，
申请(专利权)人：中益能北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11