一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统及其方法，包括导热油加热及蓄热系统、熔盐胶囊蓄热结构、供热系统和中央处理器；中央处理器分别与供热系统和导热油加热及蓄热系统连接，熔盐胶囊蓄热结构为胶囊型结构，多个熔盐胶囊蓄热结构设置在导热油加热及蓄热系统的储热罐内，供热系统用于对储热罐中的储热介质进行换热实现出口工况的稳定控制和输出，中央处理器用于实现自动控制。本发明专利技术通过将导热油蓄热和熔盐蓄热有机结合，有效地提高了系统的蓄热量，同时通过合理设置，同传统蓄热供热系统相比，大大减少了系统所需的设备，通过设置中央处理器及相应的控制仪表，实现了整个系统的安全可靠、高效节能运转。

【技术实现步骤摘要】
一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统及其方法
本专利技术属于供热
，具体涉及一种“峰谷电价”背景下的导热油储热、熔盐胶囊储热及相应的释热利用装置及方法。
技术介绍
随着国民经济的发展，人民生活水平的不断提高，我国特别是沿海地区用电结构发生了较大变化。一方面存在着高峰电力不足，另一方面更存在着峰谷差过大等问题，这些矛盾的出现又制约了国民经济的发展。为此，电业部门一方面加快电力建设的步伐，另一方面提出“削峰填谷”的政策以充分利用电力资源，缩小用电峰谷差。目前各省、市、地区电业部门纷纷公布用电政策和“峰谷分时电价”，以经济手段推动“削峰填谷”的实现。大力开发低谷用电，充分享受低谷电价政策，不仅给社会带来效益，同时给用户带来实惠。从这一思路入手，对利用低谷电进行制热并蓄热、峰值释热这一蓄热式系统进行了技术分析。并通过经济性比较，得出了随着“峰谷分时电价”的出台，从国家的宏观政策和用户的经济利益考虑，低谷电机组蓄热形式供应，具有良好而广阔的前景，在我国的发展已经具备了可行性和必要性。高温蓄热供热机组是利用夜间低谷电将储热介质加热到高温储存热量，在用电高峰期通过自控装置将热量按需释放，已达到“移峰填谷”、降低运行成本的效果。高温蓄热供热机组在技术上的重大突破在于采用固体储热材料和液体储热材料一体化结构设计，将加热、储热、换热、供热及控制功能组合在一起，形成一台常压供热机组。目前市场上主流的导热油蓄热系统及熔盐蓄热系统存在以下问题：1)导热油加热系统复杂，设备使用量多。当前主流的导热油蓄热释热系统主要是燃气导热油锅炉或电加热导热油锅炉，其导热油系统流程基本相似。先将导热油存储在高位槽中，然后用循环泵将导热油送至电加热器(或者热油炉)中加热至所需温度后并将其供给各用热设备，导热油经油气分离器排除其中的气体和杂质后再返回电加热器中继续加热，由此实现循环利用。其主要的设备有注油泵、低温槽、高位槽(膨胀槽)、油气分离器、循环泵、电加热器(热油炉)、热用户等设备。2)熔盐加热循环系统流程复杂，操作要求高。熔盐加热系统是对熔盐在高温加热后作为热载体在熔盐炉和用热设备之间进行加热循环的热传递体系，主要由熔盐炉、熔盐循环泵、熔盐罐以及一些管路配件等组成。以熔盐为热载体的工业给热装置，包括熔盐炉和熔盐储槽，熔盐储槽置于地下，熔盐炉的熔盐进口管与设置在熔盐储槽内部的两台并联的熔盐泵相连，熔盐炉的熔盐出口管与用热设备相连，用热设备的熔盐出口与熔盐储槽相通，熔盐储槽内置一个电加热器，电加热器进出口分别与热介质进口管和热介质出口管相连，熔盐炉的壳体为立式圆筒形，燃烧器置于炉体下部。装置可作为高温热源使用。熔盐加热系统运行过程如下：首先将粉状的混合盐放入熔盐罐内，通过安装在罐内电加热伴管等方式将熔盐加热到熔点以上，使其粘度达到可以用熔盐循环泵进行循环的值。与此同时，需对熔盐炉内空管进行预热，以防止熔盐在流经冷盘管时发生冷凝固化。盘管预热到一定程度之后，开启熔盐循环泵，将熔盐送入熔盐炉中加热，加热到特定温度的熔盐被输送到用热设备，供热后，再沿循环系统流回熔盐罐，上述过程不断循环，构成熔盐加热系统。系统运行停止时，全部熔盐将流回熔盐罐中。在传统的熔盐加热系统中，熔盐经过首次融化之后，不能再次凝固，否则将会消耗大量热量，对熔盐进行再次融化，造成热量浪费。而且整个系统在运行操作方面无法实现全自动化控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统及其方法，该装置通过结合我国现有的能源配置问题，开发了利用低谷电进行制热并蓄热、并在峰值释热这一有效的蓄热式系统，完成电力上的“移峰填谷”。本专利技术采用以下技术方案：一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，包括导热油加热及蓄热系统、熔盐胶囊蓄热结构、供热系统和中央处理器；中央处理器分别与供热系统和导热油加热及蓄热系统连接，熔盐胶囊蓄热结构为胶囊型结构，多个熔盐胶囊蓄热结构设置在导热油加热及蓄热系统的储热罐内，供热系统用于对储热罐中的储热介质进行换热实现出口工况的稳定控制和输出，中央处理器用于实现自动控制。具体的，导热油加热及蓄热系统包括注油泵、缓冲罐和氮气，注油泵与储热罐连接，储热罐顶部的排气管线分两路，一路接氮气，另一路经缓冲罐与注油泵连接。进一步的，缓冲罐内设置有液位自动检测装置，液位自动检测装置与中央处理器连接。具体的，供热系统包括风机和换热器，风机与换热器的进口端连接，换热器设置在储热罐内，位于熔盐胶囊蓄热结构的上方。进一步的，换热器为管壳式换热器，设置在储热罐的中上部，熔盐胶囊蓄热结构设置在储热罐的中下部。进一步的，供热系统还包括送风旁路，送风旁路与换热器的出口连接用于补充冷工质与热工质混合。具体的，熔盐胶囊蓄热结构设置在导热油中，胶囊型结构内部填充有熔融盐并留有空隙，表面设置有翅片结构。具体的，储热罐内沿储热罐的中轴安装有搅拌器，储热罐的底部设置有电加热器，电加热器通过温度检测装置与中央处理器连接，换热器的出口处设置有温度监测器，温度监测器用于将出口工质温度反馈给中央处理器，中央处理器根据换热器出口工质温度控制搅拌器。本专利技术的另一个技术方案是，一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统的工作方法，储热罐中先充满氮气；导热油由注油泵输送至储热罐中，储热罐中的氮气经过排气管线进入缓冲罐中；储热罐底部的电加热器开始加热蓄热，温度检测装置将温度数值反馈给中央处理器调节储热罐中搅拌器的转速；导热油在启动升温过程中，通过缓冲罐将产生的水蒸汽、空气及低沸点挥发物排出；熔盐胶囊蓄热结构内的低温熔盐与导热油进行传热，完成熔盐蓄热；通过调节供热系统的风机与送风旁路间的调节阀，使补充冷工质通过旁路与热工质进行混合；当储油罐开始放热的中后期，温度监测器将出口温度反馈给中央处理器，中央处理器通过调节搅拌器的转速改变导热油与对流管束的对流换热系数，实现出口热风工况的控制和输出。具体的，当缓冲罐中的导热油达到设定值时，液位自动检测装置传输信号反馈给中央处理器，注油泵开始工作，将缓冲罐中的导热油注入储热罐中继续工作。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，导热油加热及蓄热系统避免了传统导热油加热系统的复杂性，在满足设计要求下减少设备使用量。熔盐加热及蓄热系统充分考虑了熔盐加热系统的弊端，采用一种新型熔盐储热方式，可以有效的发挥熔盐潜热。供热系统中通过自动调节控制搅拌器，达到稳定对外输出热量。进一步的，导热油加热及蓄热系统通过将低谷电能转化为导热油和熔盐的热量存储起来，并通过工质释放给热用户利用。通过导热油、熔盐复合加热蓄热，大大提高了系统的蓄热能力。进一步的，液位自动检测装置的设置可以监测缓冲罐中的液位高度，程序化自动控制注油泵工作，向热储罐注入导热油，并且维持缓冲罐中与热储罐中导热油容积的稳定。进一步的，供热系统通过风机将空气通入热交换器，与导热油和热管换热得到具有稳定温度的热空气供用户使用。进一步的，管壳式换热器具有高效节能的优点，换热系数可达6000～8000W/m2.k，可实现导热油与热载体的高效换热。同时由于设计简单灵活，价格低廉，气设计成本较低。进一步的，送风旁路的目的在于调节出风口工质温度的稳定，防止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，包括导热油加热及蓄热系统、熔盐胶囊蓄热结构(7)、供热系统和中央处理器；中央处理器分别与供热系统和导热油加热及蓄热系统连接，熔盐胶囊蓄热结构(7)为胶囊型结构，多个熔盐胶囊蓄热结构(7)设置在导热油加热及蓄热系统的储热罐(3)内，供热系统用于对储热罐(3)中的储热介质进行换热实现出口工况的稳定控制和输出，中央处理器用于实现自动控制。

【技术特征摘要】
1.一种导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，包括导热油加热及蓄热系统、熔盐胶囊蓄热结构(7)、供热系统和中央处理器；中央处理器分别与供热系统和导热油加热及蓄热系统连接，熔盐胶囊蓄热结构(7)为胶囊型结构，多个熔盐胶囊蓄热结构(7)设置在导热油加热及蓄热系统的储热罐(3)内，供热系统用于对储热罐(3)中的储热介质进行换热实现出口工况的稳定控制和输出，中央处理器用于实现自动控制。2.根据权利要求1所述的导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，导热油加热及蓄热系统包括注油泵(1)、缓冲罐(2)和氮气(6)，注油泵(1)与储热罐(3)连接，储热罐(3)顶部的排气管线分两路，一路接氮气(6)，另一路经缓冲罐(2)与注油泵(1)连接。3.根据权利要求2所述的导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，缓冲罐(2)内设置有液位自动检测装置，液位自动检测装置与中央处理器连接。4.根据权利要求1或2所述的导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，供热系统包括风机(8)和换热器(9)，风机(8)与换热器(9)的进口端连接，换热器(9)设置在储热罐(3)内，位于熔盐胶囊蓄热结构(7)的上方。5.根据权利要求4所述的导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，换热器(9)为管壳式换热器，设置在储热罐(3)的中上部，熔盐胶囊蓄热结构(7)设置在储热罐(3)的中下部。6.根据权利要求4所述的导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，供热系统还包括送风旁路，送风旁路与换热器(9)的出口连接用于补充冷工质与热工质混合。7.根据权利要求1所述的导热油与熔盐胶囊复合蓄热供热系统，其特征在于，熔盐胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树众，赵军，蒋卓航，王涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61