一种受控自然循环的取热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种受控自然循环的取热装置，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。

Heat collecting device of controlled natural circulation

The embodiment of the utility model discloses a heating device controlled by natural circulation, the method includes storing heat using solid heat storage medium, and in the solid heat storage medium in non horizontal heat pipe to some heat pipe; some lower nozzle and the storage liquid storage container with liquid heat transfer medium connected. The liquid heat transfer medium liquid storage container into the lower nozzle heat pipe heat pipe; liquid heat transfer medium in heat pipe heat absorbing solid phase change heat storage medium for storage of gaseous heat transfer medium; gaseous heat transfer medium heated along the heat upflow; by gaseous heat transfer medium heat pipe in the heat pipe outlet of the heat exchanger for liquefaction; liquefied liquid heat transfer medium by gravity flow back to the liquid storage container, in order to achieve heat transfer medium circulation; by adjusting the flow of liquid heat pipe The heat transfer medium flow controls the external output parameters of the heat exchanger. The utility model has the advantages of no power device, high reliability, long service life and low running cost.

【技术实现步骤摘要】
一种受控自然循环的取热装置
本技术涉及储热换热
，尤其涉及一种受控自然循环的取热装置。
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
本技术的目的在于提供一种受控自然循环取热的取热装置，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。根据本技术的实施例，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技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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其他实施例，都属于本技术保护的范围。国家制定了一天当中不同时段不同价格的电价机制，技术人意识到，可以将较低电价时段的电能转化成热能，并存储到储热介质中；在较高电价时段，将热能释放出来，供生产生活使用，不但成本低，且利于环境保护。为实现上述目的，本申请提供了一种利用受控自然循环的取热方法及利用该方法所设计的取热装置。图1为本申请中利用受控自然循环的取热方法的原理图。如图1所示，取热方法包括：利用固体储热介质101储存热能，并在固体储热介质101中非水平布置若干取热管102。本申请中采用固体储热介质进行储热，而不选用液态储热介质储热，其原因在于，液态介质虽然不会对储热装置内布置的管道产生应力的问题，但是高温下液态介质容易重现相变汽化，出现高温高压的现象，这就对壳体的密封性能及抗压性能具有较高要求，从而提高储热装置的成本。在本申请中的实施方式中，固体储热介质可为土壤或混凝土。但考虑到固体储热介质在升温过程中，会存在受热膨胀的现象，容易对储热介质中的取热管和设置在储热介质外侧的壳体产生较大的应力，有导致破坏取热管道和壳体的可能。因此作为更优选的实施例，本申请的固体储热介质优选粒径小于50毫米的固体颗粒，例如石英砂、河砂、建筑废料、铜矿砂或铁矿砂。固体颗粒由于颗粒之间空隙较大，与液体介质不同的时，固体颗粒受热膨胀后能够产生较大变形但却释放变形量较少的应力，故固体颗粒能够适应较高的温差变化。本申请优选固体颗粒作为储热介质的本质原因是因为从高温到低温的反复变化中，固定颗粒能够适应温差所带来的反复伸缩变化，避免设置在储热介质外侧的壳体受疲劳应力而易破坏。其中，本申请中固体储热介质储存的热能来源为电能或太阳能。当热源类型采用电能时，则通过利用峰谷电进行合理分配，即在电价低谷时段，通过电加热装置将电能转化为热能，固体储热介质将热能进行存储；在电价较高的时段，将热能进行释放。当热源类型采用太阳能时，可将固体储热介质与能够将太阳能产生的热量进行传递的加热管进行匹配，从而使固体储热介质将太阳能产生的热量进行存储。在固体储热介质和热源确定后，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103连通。其中，储液容器103内的液位高度高于取热管的液位高度，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受控自然循环的取热装置，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种受控自然循环的取热装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的取热装置，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的取热装置，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的取热装置，其特征在于，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。5.根...

【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：新型
国别省市：北京,11