本发明专利技术公开了一种固体蓄热储能循环装置，包括蓄热体砖总成、进口风腔、出口风腔以及换热循环系统，进口风腔和出口风腔分别安装在蓄热体砖总成的入口和出口，换热循环系统的出口与进口风腔连通，换热循环系统的入口与出口风腔连通；进口风腔和出口风腔整体为一空心的柱体结构，该柱体结构的纵截面形状为一上窄下宽的形状。本发明专利技术能够使蓄热体内流体流场更为均匀，从而降低蓄热体内温度梯度，提高系统储能效率。效率。效率。
【技术实现步骤摘要】
一种固体蓄热储能循环装置
[0001]本专利技术属于蓄热储能
，具体涉及一种固体蓄热储能循环装置。
技术介绍
[0002]储能技术按照储能方式可分为抽水储能。压缩空气储能、飞轮储能、重力储能、电池储能、蓄热储能等。蓄热储能装置可用于电源侧储能。同时，蓄热储能装置可以满足日益增长的由“碳达峰”要求带来的调峰需求。此外，蓄热储能装置可有效利用低谷电、弃风、弃光、弃水电能，并将其以热能的形式储存在蓄热体中。较传统锅炉而言，固体蓄热储能装置的储热能力更强，约为同体积的水的6倍左右，同时，固体蓄热储能装置有体积小、成本低、环保性高、效率好、能耗低、安全性强等显著优势。
[0003]现有技术存在的问题：在蓄热体设计结构上：典型蓄热储能装置设计中高温风道组件中不设置导流装置，导致系统在运行工况下，介质(主要是空气)流场不均匀，进而产生换热效果不均匀，产生垂直流速方向上较大的温度梯度。同时，在系统边蓄放热工况下(一般发生为居民区夜间供热时，即利用谷电储能的同时对下游进行供热)，蓄热体在同一个流道中，随着流体流动发展，近出口位置部分的吸热量会远小于近入口位置，造成近出口位置附近温差较小，也形成了温度梯度。
[0004]在系统控制逻辑设计上：典型蓄热储能装置中当蓄热提内局部温度高于设定最高温度时，将通过反馈机制停止对蓄热体的加热，而由于上述结构设计问题的存在，此时蓄热体内仍存在局部较大温度梯度，蓄热体内最高温度与最低温度之间的温差可高达200摄氏度左右，这使得部分储能材料没有进行充分蓄热，造成储能不足。
专利
技术实现思路
[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种固体蓄热储能循环装置，本专利技术能够使蓄热体(主要为蓄热砖)内流体流场更为均匀，从而降低蓄热体内温度梯度，提高系统储能效率。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种固体蓄热储能循环装置，包括蓄热体砖总成、进口风腔、出口风腔以及换热循环系统，进口风腔和出口风腔分别安装在蓄热体砖总成的入口和出口，换热循环系统的出口与进口风腔连通，换热循环系统的入口与出口风腔连通；进口风腔和出口风腔整体为一空心的柱体结构，该柱体结构的纵截面形状为一上窄下宽的形状。
[0008]优选的，进口风腔和出口风腔纵截面形状为截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后剩余结构的形状，其中，进口风腔和出口风腔对应的锐角底角朝上设置，进口风腔对应的所述直角梯形的下底和出口风腔对应的所述直角梯形的下底分别与蓄热体砖总成入口和出口连接。
[0009]优选的，换热循环系统的出口与进口风腔的下部连通，所述进口风腔的下部为所述直角梯形的高对应的边；换热循环系统的入口与出口风腔的侧面连通，所述出口风腔的
侧面为所述直角梯形的上底对应的边。
[0010]优选的，所述进口风腔的参数满足如下关系：
[0011][0012][0013][0014]其中，a为进口风腔对应的所述直角梯形的上底，H为进口风腔对应的所述截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后下底剩余的长度，b为进口风腔对应的所述截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后形成的新边的长度，L为蓄热体砖总成的长度，e为进口风腔对应的所述直角梯形的高。
[0015]优选的，所述出口风腔的参数满足如下关系：
[0016][0017][0018][0019]其中，d为出口风腔对应的所述直角梯形的上底，H为出口风腔对应的所述截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后下底剩余的长度，c为出口风腔对应的所述截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后形成的新边的长度，L为蓄热体砖总成的长度，f为出口风腔对应的所述直角梯形的高。
[0020]优选的，所述换热循环系统包括风机、风机出口管、高温风道、换热器和风管，风机的出风口与风机出口管的入口连通，风机出口管的出口与进口风腔的入口连接，出口风腔的出口与高温风道的入口连通，高温风道的出口与换热器的热进口连通，换热器的热出口通过风管与风机的入口连通。
[0021]优选的，所述风管包括依次连接的回风变径直管、圆风道和回风变径弯管，回风变径直管的大端与换热器的热出口连接，回风变径直管的小端与圆风道的一端连接，圆风道的另一端回风变径弯管的小端连接，回风变径弯管的大端与风机的入口连接。
[0022]优选的，进口风腔和出口风腔上均设有保温结构。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术固体蓄热储能循环装置的进口风腔和出口风腔由现有的矩形风腔改为了上窄下宽的形状，经过实验，该形状的进口风腔和出口风腔能够使蓄热体砖总成内的空气通过的流场更均匀，因此减小了蓄热体砖总成中的蓄热体(主要为蓄热砖)内温度梯度，提高了蓄热体(主要为蓄热砖)在运行工况下储能效率。
附图说明
[0025]构成本专利技术一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0026]图1为固体蓄热储能循环装置系统示意图。
[0027]图2为进口风腔、蓄热砖总成和出口风腔的二维简化示意图。
[0028]其中，1蓄热砖总成，2进口风腔，3出口风腔，4风机出口管，5高温风道，6.1电机，6.2风机，7换热器，8换热器外壳，9回风变径直管，10圆风道，11回风变径弯管，12底部保温总成，13进口风腔保温内框架，14出口风腔保温内框架，15支架。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0030]参照图1，本专利技术固体蓄热储能循环装置主要是在现有的装置基础之上对进口风腔和出口风腔的结构进行了改进，解决了所述的技术问题。本专利技术固体蓄热储能循环装置具体包括蓄热体总成、换热循环系统、控制系统、保温系统、支架系统、进口风腔2、出口风腔3。图1中箭头所指方向为系统内气体流动方向。具体的，蓄热体总成包括蓄热砖总成1、电热丝(未在图中表示)和配电柜(未在图1中表示)，换热循环系统包括风机系统电机6.1、风机6.2、风机出口管4、高温风道5、换热器7、换热器外壳8、回风变径直管9、圆风道10和回风变径弯管11；保温系统包括底部保温总成12、进口风腔保温内框架13、出口风腔保温内框架14和保温层(未在图中表示)；支架系统包括支架15。
[0031]参见图1，本专利技术进口风腔2和出口风腔3整体为一空心的柱体结构，该柱体结构的纵截面形状为一上窄下宽的形状。具体的，进口风腔2和出口风腔3纵截面形状为截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部(以图1所示方位为例，裁去的一部分为进口风腔2和出口风腔3的上端)分后剩余结构的形状，其中，进口风腔2和出口风腔3对应的锐角底角朝上设置，进口风腔2对应的所述直角梯形的下底和出口风腔3对应的所述直角梯形的下底分别与蓄热体总成1入口和出口连接，进口风腔2右侧面的高和蓄热砖总成1左侧面的高度相匹配，出口风腔3左侧面的高与蓄热砖总成1左侧面的高度相匹配本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种固体蓄热储能循环装置，其特征在于，包括蓄热体砖总成(1)、进口风腔(2)、出口风腔(3)以及换热循环系统，进口风腔(2)和出口风腔(3)分别安装在蓄热体砖总成(1)的入口和出口，换热循环系统的出口与进口风腔(2)连通，换热循环系统的入口与出口风腔(3)连通；进口风腔(2)和出口风腔(3)整体为一空心的柱体结构，该柱体结构的纵截面形状为一上窄下宽的形状。2.根据权利要求1所述的一种固体蓄热储能循环装置，其特征在于，进口风腔(2)和出口风腔(3)纵截面形状为截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后剩余结构的形状，其中，进口风腔(2)和出口风腔(3)对应的锐角底角朝上设置，进口风腔(2)对应的所述直角梯形的下底和出口风腔(3)对应的所述直角梯形的下底分别与蓄热体砖总成(1)入口和出口连接。3.根据权利要求2所述的一种固体蓄热储能循环装置，其特征在于，换热循环系统的出口与进口风腔(2)的下部连通，所述进口风腔(2)的下部为所述直角梯形的高对应的边；换热循环系统的入口与出口风腔(3)的侧面连通，所述出口风腔(3)的侧面为所述直角梯形的上底对应的边。4.根据权利要求2所述的一种固体蓄热储能循环装置，其特征在于，所述进口风腔(2)的参数满足如下关系：的参数满足如下关系：的参数满足如下关系：其中，a为进口风腔(2)对应的所述直角梯形的上底，H为进口风腔(2)对应的所述截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后下底剩余的长度，b为进口风腔(2)对应的所述截面为直角梯形的柱体结构裁去锐角底角一部分后形成的新边的长度，L为蓄热体砖总成(1)的长度，e为进口...
【专利技术属性】
技术研发人员：高铁瑜，孙世洁，王勇浩，石志昊，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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