一种多运行模式的固液两相储热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多运行模式的固液两相储热系统，包括封闭循环的用户侧循环管路和封闭循环的系统侧多运行模式循环管路，所述的系统侧多运行模式循环管路包括储热模式循环管路、释热模式循环管路、热源独立供热模式循环管路、储热联合热源供热模式循环管路和释热联合热源供热模式循环管路。本实用新型专利技术的固液两相储热系统能够在多个运行模式下根据需要进行切换，多运行模式的系统结构设计，降低了系统运行成本。通过不同的阀门切换，可以灵活且合理的调度储能装置和热源的运行时间和出力大小，降低整个系统的运行成本。本实用新型专利技术的多运行模式的储能系统将模块化的固液两相储热装置应用到系统中，二者相互协同，联合增效。增效。增效。

【技术实现步骤摘要】
一种多运行模式的固液两相储热系统


[0001]本技术属于传热装置领域，涉及两相储热装置，具体涉及一种多运行模式的固液两相储热系统。

技术介绍

[0002]无论是在市政工程领域还是工业生产领域，供热是一个永恒的话题，也是能源消耗的主要方面。但是在供热过程中往往存在着与需求的不匹配性，这种不匹配及表现在需求量的不匹配，也表现在需求时间的不匹配上，这种不匹配就会造成能源的浪费。储热技术就是为了有效解决热能供需不平衡，提高能源利用效率的有效方法，因而得到了快速的发展。
[0003]固液两相储热，因为既可以利用储热材料的显热储热，也可以利用物态在变化过程中的潜热储热，因此具有储热密度高，储热装置体积小等优点而得到了发展。
[0004]现有技术方案一般采用在密闭金属箱体中填充储能材料，储能材料中设置一路蛇形布置储热管路及一路蛇形布置的释热管路，管路布置密度和方式，直接影响最终的取换热效果。
[0005]现有技术中存在以下缺陷和不足之处：
[0006](A)固液转变不彻底，设备运用效率低。大部分相蓄热材料传热效果较差，尤其是在释放热量的时候，由液转固态后，凝结在换热管上的固态材料会影响换热管和液态材料的换热，导致储热材料不能完全转变物态，不能实现最大限度的储热和释热。因此需要一种合理的结构来改善该缺陷
[0007](B)储热装置系统复杂。传统储热装置中，至少两路换热管路，储热介质换热管路和释热介质换热管路，各种管路占据储热装置的较大空间，大幅度减少储热材料的存储量，进而影响到了整个装置的总体储热量。
[0008](C)温度及应力分布不均，储热设备可靠性低。现有的蓄热器一般在换热介质入口段热量过于集中，储热材料温度较高，物态变化较快。而随着换热的进行，换热介质流动温度逐渐降低，与蓄热材料温差逐渐减小，导致在装置出口段蓄热量小，蓄热材料温度较低，从而导致局部过热和温度分层现象，影响储热装置的效果和使用寿命
[0009](D)系统寿命及可维修性差。目前绝大多数的蓄热装置主要以盘管为主要换热结构，换热盘管布置在储热装置内部。在换热盘管在长时间运行过程中，一但发生结垢堵塞，或者管壁腐蚀遗漏的情况，会影响整个储热装置的使用性能降低，甚至导致储热材料泄漏，影响系统安全和设备寿命。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种多运行模式的固液两相储热系统，解决现有技术中的储热系统难以兼顾储热效率和运行成本的技术问题。
[0011]设备储热量和储热效率有待提高的技术问题。
[0012]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
[0013]一种多运行模式的固液两相储热系统，包括封闭循环的用户侧循环管路和封闭循环的系统侧多运行模式循环管路，所述的用户侧循环管路上依次串联有用户侧循环泵、换热器的用户侧换热管和末端用户，形成一个用户侧换热介质闭合流通回路；
[0014]所述的系统侧多运行模式循环管路包括依次串联的系统侧循环泵、第一阀门、热源、第二阀门、储热装置、第三阀门、第四阀门和换热器的系统侧换热管组成的系统侧换热介质闭合流通回路；
[0015]所述的系统侧换热介质闭合流通回路上还设置有与系统侧循环泵、第一阀门、热源和第二阀门并联的第一旁路，第一旁路上设置有第五阀门；
[0016]所述的系统侧换热介质闭合流通回路上还设置有与第一阀门、热源和第二阀门并联的第二旁路，第二旁路上设置有第六阀门；
[0017]所述的系统侧换热介质闭合流通回路上还设置有与第二阀门、储热装置和第三阀门并联的第三旁路，第三旁路上设置有第七阀门。
[0018]本技术还具有如下技术特征：
[0019]所述的系统侧多运行模式循环管路包括储热模式循环管路、释热模式循环管路、热源独立供热模式循环管路、储热联合热源供热模式循环管路和释热联合热源供热模式循环管路；
[0020]所述的储热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵、第一阀门、热源、第七阀门、第三阀门、储热装置和第五阀门组成的循环管路；
[0021]所述的释热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵、第六阀门、储热装置、第三阀门、第四阀门和换热器的系统侧换热管组成的循环管路；
[0022]所述的热源独立供热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵、第一阀门、热源、第七阀门、第四阀门和换热器的系统侧换热管组成的循环管路；
[0023]所述的储热联合热源供热模式循环管路为储热模式循环管路和热源独立供热模式循环管路同时运行的并联循环管路，热源为固液两相储热装置提供热量储热的同时为换热器供热；
[0024]所述的释热联合热源供热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵、第一阀门、热源、第二阀门、储热装置、第三阀门、第四阀门和换热器的系统侧换热管组成的循环管路。
[0025]所述的储热联合热源供热模式循环管路包括一条主路和两条并联的支路，一条主路上包括换热介质依次流经的系统侧循环泵、第一阀门、热源和第七阀门，一条支路上包括换热介质依次流经的第三阀门、储热装置和第五阀门；另一条支路上包括换热介质依次流经的第四阀门和换热器的系统侧换热管。
[0026]所述的储热装置的内部包括换热介质变径通路，换热介质变径通路的一端与换热介质大径端接头相连，换热介质变径通路的另一端与换热介质小径端接头相连；
[0027]所述的第二阀门和储热装置的换热介质大径端接头相连，所述的第三阀门和储热装置的换热介质小径端接头相连。
[0028]所述的储热装置为模块化的固液两相储热装置，所述的模块化的固液两相储热装置包括箱体，箱体内沿着纵向安装有储热模块组，所述的储热模块组包括多个纵向布设的
储热模块单元，多个储热模块单元呈现多层多列的阵列式排布结构，每层横向排布有数量相等的多个储热模块单元，沿着竖向排布有多层储热模块单元；
[0029]所述的储热模块单元包括封闭的内壳体，内壳体中安装有两端伸出内壳体轴向端面的换热管，换热管和内壳体之间的腔体内填充有储热材料；
[0030]储热模块组中，沿着竖向从顶层至底层或从底层至顶层的换热管的管径逐层递增，每个位于同一列的多层储热模块单元中的换热管通过变径连接弯头依次串联，形成多列竖向平行并列的换热介质变径S形通路；
[0031]储热模块组中，竖向最顶层或竖向最底层的管径最小的多个换热管的端部均通过变径连接管与小径端布水器相连，小径端布水器与换热介质小径端接头相连；竖向最底层或竖向最顶层的管径最大的多个换热管的端部均通过连接管与大径端布水器相连，大径端布水器与换热介质大径端接头相连，使得多列平行并列的换热介质变径S形通路并联在换热介质小径端接头和换热介质大径端接头之间。
[0032]所述的储热模块组中，相邻两层的储热模块单元的换热管的管径递增幅度为2％～10％。
[0033]所述的储热模块组中，位于同一层的储热模块单元的换热管的管径相等。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多运行模式的固液两相储热系统，其特征在于，包括封闭循环的用户侧循环管路(2)和封闭循环的系统侧多运行模式循环管路(3)，所述的用户侧循环管路(2)上依次串联有用户侧循环泵(201)、换热器(4)的用户侧换热管(401)和末端用户(202)，形成一个用户侧换热介质闭合流通回路；所述的系统侧多运行模式循环管路(3)包括依次串联的系统侧循环泵(301)、第一阀门(302)、热源(303)、第二阀门(304)、储热装置(1)、第三阀门(305)、第四阀门(306)和换热器(4)的系统侧换热管(402)组成的系统侧换热介质闭合流通回路；所述的系统侧换热介质闭合流通回路上还设置有与系统侧循环泵(301)、第一阀门(302)、热源(303)和第二阀门(304)并联的第一旁路，第一旁路上设置有第五阀门(307)；所述的系统侧换热介质闭合流通回路上还设置有与第一阀门(302)、热源(303)和第二阀门(304)并联的第二旁路，第二旁路上设置有第六阀门(308)；所述的系统侧换热介质闭合流通回路上还设置有与第二阀门(304)、储热装置(1)和第三阀门(305)并联的第三旁路，第三旁路上设置有第七阀门(309)。2.如权利要求1所述的多运行模式的固液两相储热系统，其特征在于，所述的系统侧多运行模式循环管路(3)包括储热模式循环管路、释热模式循环管路、热源独立供热模式循环管路、储热联合热源供热模式循环管路和释热联合热源供热模式循环管路；所述的储热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵(301)、第一阀门(302)、热源(303)、第七阀门(309)、第三阀门(305)、储热装置(1)和第五阀门(307)组成的循环管路；所述的释热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵(301)、第六阀门(308)、储热装置(1)、第三阀门(305)、第四阀门(306)和换热器(4)的系统侧换热管(402)组成的循环管路；所述的热源独立供热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵(301)、第一阀门(302)、热源(303)、第七阀门(309)、第四阀门(306)和换热器(4)的系统侧换热管(402)组成的循环管路；所述的储热联合热源供热模式循环管路为储热模式循环管路和热源独立供热模式循环管路同时运行的并联循环管路，热源(303)为固液两相储热装置(1)提供热量储热的同时为换热器(4)供热；所述的释热联合热源供热模式循环管路为换热介质依次流经的系统侧循环泵(301)、第一阀门(302)、热源(303)、第二阀门(304)、储热装置(1)、第三阀门(305)、第四阀门(306)和换热器(4)的系统侧换热管(402)组成的循环管路。3.如权利要求2所述的多运行模式的固液两相储热系统，其特征在于，所述的储热联合热源供热模式循环管路包括一条主路和两条并联的支路，一条主路上包括换热介质依次流经的系统侧循环泵(301)、第一阀门(302)、热源(303)和第七阀门(309)，一条支路上包括换热介质依次流经的第三阀门(305)、储热装置(1)和第五阀门(307)；另一条支路上包括换热介质依次流经的第四阀门(306)和换热器(4)的系统侧换热管(402)。4.如权利要求1所述的多运行模式的固液两相储热系统，其特征在于，所述的储热装置(1)的内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹龙，张瑾，田玉宝，胡波，种蕊，艾腾飞，王珊珊，
申请(专利权)人：西安联创分布式可再生能源研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：