基于光储热和相变储热联合的储热系统技术方案

本申请提供的基于光储热和相变储热联合的储热系统中，一方面在夜间用电低谷期，三相电加热器对相变储热单元内的相变材料进行电加热，将电能转化为热能并通过相变材料储存热能，向相变储热单元中通入导热油，相变材料中储存的热量传递给导热油；另一方面在白天光照较好时，槽式光热集热器对导热油持续加热，利用太阳能保持导热油的温度；当工业需求高温水蒸气时，导热油通过热交换器将热量传递给循环水，通过闪蒸、压缩得到生产加工所需要的高温饱和水蒸气。本申请耦合太阳能光储热和相变材料相变储热两种储热方式，利用夜间用电低峰的多余电量进行储热，在白天将热量输送给水，制成满足工艺要求的饱和水蒸气，实现能源的高效经济利用。

【技术实现步骤摘要】
基于光储热和相变储热联合的储热系统
本申请涉及储热
，尤其涉及一种基于光储热和相变储热联合的储热系统。
技术介绍
太阳能作为一种清洁环保的可再生能源，在我国能源结构占比中逐渐增加，但是由于太阳能的随机性和波动性，大规模发电并网加剧了电网波动。另外还有一种储热方式为相变储热，相变储热主要利用相变材料在发生可逆相变过程中吸热和放热进行能量的存储和释放。其中相变材料具有储热密度高、工作寿命长、循环稳定性好和控制简单等优点，但是相变材料导热系数较低，储热和放热的可用温区窄，制约了相变储热方式的利用。因此，需要一种能量储存系统以耦合太阳能光储热和相变储热两种储热方式。
技术实现思路
本申请提供了一种基于光储热和相变储热联合的储热系统，以解决耦合太阳能光储热和相变材料相变储热两种储热方式在工程应用中的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请提供了一种基于光储热和相变储热联合的储热系统，包括：三相电加热器、相变储热单元、第一油泵、第二油泵、循环油泵、槽式光热集热器、储油罐，其中：所述三相电加热器与所述相变储热单元电连接，所述相变储热单元上设有第一温度控制器；所述相变储热单元的两端连通有第一储热支路；所述第一储热支路包括依次连接的第一流量控制阀、第二流量控制阀、第一油泵、第三流量控制阀及第四流量控制阀；与所述第一储热支路并列设有第二储热支路，所述第二储热支路包括依次连接的第五流量控制阀及第二油泵；与所述第二储热支路并列设有第三储热支路，所述第三储热支路包括依次连接的第六流量控制阀、槽式光热集热器、第二温度控制器、储油罐及第七流量控制阀。所述第二储热支路与所述第三储热支路之间设有第八流量控制阀；所述第八流量控制阀的一端连接有热交换器，所述热交换器的一端连接有第三温度控制器；所述热交换器的一端连接有闪蒸罐及螺杆压缩机；所述热交换器的另一端连接有补充水及水泵。可选的，所述第一温度控制器用于控制所述相变储热单元内的温度；所述第二温度控制器用于控制所述槽式光热集热器内的温度；所述第三温度控制器用于控制所述热交换器内的温度。可选的，所述相变储热单元内设有相变材料。可选的，所述第六流量控制阀根据光照强度实现阀门的开关；所述第七流量控制阀根据所述储油罐内的液面高度实现阀门的开关。可选的，所述闪蒸罐的一端与所述水泵连接。与现有技术相比，本申请的有益效果为：由上述技术方案可见，本申请提供的基于光储热和相变储热联合的储热系统中，一方面，在夜间用电低谷期，三相电加热器对相变储热单元内的相变材料进行电加热，将电能转化为热能并通过相变材料储存热能。设备工作时向相变储热单元中通入导热油，相变材料中储存的热量传递给导热油，其中导热油的油温通过第一温度控制器控制，同时打开第四流量控制阀、第五流量控制阀、第一流量控制阀及第二油泵，实现整个导热油的循环预热；另一方面，在白天光照条件较好时，逐渐关闭第八流量控制阀，同时逐渐打开第六流量控制阀，槽式光热集热器对导热油持续加热，此时油温由第二温度控制器控制，导热油流入储油罐中，逐步关闭第八流量控制阀，第七流量控制阀通过顺控逻辑与第八流量控制阀和导热油储罐液位联动，逐渐打开至全开位置，利用太阳能保持导热油的温度，实现太阳能光储热和相变储热的联合利用；当工业需求高温水蒸气时，使导热油流入热交换器中，导热油通过热交换器将热量传递给循环水，将循环水较热为过热水，过热水通过闪蒸罐闪蒸出过热水蒸气，最后通过螺杆压缩机压缩得到生产加工所需要的高温饱和水蒸气。本申请耦合太阳能光储热和相变材料相变储热两种储热方式，利用夜间用电低峰的多余电量进行储热，在白天将热量输送给水，制成满足工艺要求的饱和水蒸气，实现能源的高效经济利用。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本专利技术实施例提供的基于光储热和相变储热联合的储热系统的结构示意图。其中：1-三相电加热器，2-相变储热单元，3-第一温度控制器，4-第一流量控制阀，5-第二流量控制阀，6-第一油泵，7-第三流量控制阀，8-第四流量控制阀，9-第五流量控制阀，10-循环油泵，11-第六流量控制阀，12-槽式光热集热器，13-第二温度控制器，14-储油罐，15-第七流量控制阀，16-第三温度控制器，17-热交换器，18-第八流量控制阀，19-第二油泵，20-闪蒸罐，21-螺杆压缩机，22-补充水，23-水泵。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。请参考附图1，附图1为本专利技术实施例提供的基于光储热和相变储热联合的储热系统的结构示意图；下述具体实施例的描述均以附图1为基础。如图1示出，本申请提供的基于光储热和相变储热联合的储热系统包括：三相电加热器1、相变储热单元2、第一油泵6、第二油泵19、循环油泵10、槽式光热集热器12、储油罐14，其中：所述三相电加热器1与所述相变储热单元2电连接，所述相变储热单元2上设有第一温度控制器3；在夜间用电低峰期时，利用三相电加热器1对相变储热单元2内的相变材料进行电加热，这样将电能转化为热能并通过相变材料储存热能。所述相变储热单元2的两端连通有第一储热支路，第一储热支路的功能为实现相变储热，具体包括：所述第一储热支路包括依次连接的第一流量控制阀4、第二流量控制阀5、第一油泵6、第三流量控制阀7及第四流量控制阀8；所述相变储热单元2中通入导热油，相变材料中储存的热量传递给导热油，其中导热油的油温通过第一温度控制器3控制。第一流量控制阀4受到第一温度控制器3的控制，根据相变储热单元2的温度调节第一流量控制阀4阀门的大小，当相变储热单元2温度越低时第一流量控制阀4控制导热油流向储热单元的流量越小。与所述第一储热支路并列设有第二储热支路，所述第二储热支路包括依次连接的第五流量控制阀9及第二油泵19；为了实现导热油的循环预热，需同时打开第五流量控制阀9及第二油泵19。第一油泵6及第二油泵19由电源供电，使导热油循环于系统。与所述第二储热支路并列设有第三储热支路，所述第三储热支路包括依次连接的第六流量控制阀11、槽式光热集热器12、第二温度控制器13、储油罐14及第七流量控制阀15。第三储热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光储热和相变储热联合的储热系统，其特征在于，包括：/n三相电加热器(1)、相变储热单元(2)、第一油泵(6)、第二油泵(19)、循环油泵(10)、槽式光热集热器(12)、储油罐(15)，其中：/n所述三相电加热器(1)与所述相变储热单元(2)电连接，所述相变储热单元(2)上设有第一温度控制器(3)；/n所述相变储热单元(2)的两端连通有第一储热支路；/n所述第一储热支路包括依次连接的第一流量控制阀(4)、第二流量控制阀(5)、第一油泵(6)、第三流量控制阀(7)及第四流量控制阀(8)；/n与所述第一储热支路并列设有第二储热支路，所述第二储热支路包括依次连接的第五流量控制阀(9)及第二油泵(19)；/n与所述第二储热支路并列设有第三储热支路，所述第三储热支路包括依次连接的第六流量控制阀(11)、槽式光热集热器(12)、第二温度控制器(13)、储油罐(14)及第七流量控制阀(15)；/n所述第二储热支路与所述第三储热支路之间设有第八流量控制阀(18)；/n所述第八流量控制阀(18)的一端连接有热交换器(17)，所述热交换器(17)的一端连接有第三温度控制器(16)；/n所述热交换器(17)的一端连接有闪蒸罐(20)及螺杆压缩机(21)；/n所述热交换器(17)的另一端连接有补充水(22)及水泵(23)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于光储热和相变储热联合的储热系统，其特征在于，包括：
三相电加热器(1)、相变储热单元(2)、第一油泵(6)、第二油泵(19)、循环油泵(10)、槽式光热集热器(12)、储油罐(15)，其中：
所述三相电加热器(1)与所述相变储热单元(2)电连接，所述相变储热单元(2)上设有第一温度控制器(3)；
所述相变储热单元(2)的两端连通有第一储热支路；
所述第一储热支路包括依次连接的第一流量控制阀(4)、第二流量控制阀(5)、第一油泵(6)、第三流量控制阀(7)及第四流量控制阀(8)；
与所述第一储热支路并列设有第二储热支路，所述第二储热支路包括依次连接的第五流量控制阀(9)及第二油泵(19)；
与所述第二储热支路并列设有第三储热支路，所述第三储热支路包括依次连接的第六流量控制阀(11)、槽式光热集热器(12)、第二温度控制器(13)、储油罐(14)及第七流量控制阀(15)；
所述第二储热支路与所述第三储热支路之间设有第八流量控制阀(18)；
所述第八流量控制阀(18)的一端连接有热交换器(17)，所述热交换器(17)的一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁俊宇，陶庆，袁兴宇，秦牙富，唐立军，杨洋，任志超，杨家全，赵明，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53