智能化车载移动式相变蓄热供热系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种智能化车载移动式相变蓄热供热系统，包括牵引车和相变蓄热换热装置，相变蓄热换热装置固定安装在牵引车上；相变蓄热换热装置包括箱体，箱体的后壁上安装有箱体水温表和相变蓄热材料温度表；在箱体的内部自下至上依次设置有加热管组、冷水进水管、相变蓄热组件和热水出水管，箱体的底部出水口与箱体上部的热水出水管均通过管路连接到同一个供水总管。本实用新型专利技术利用热电厂、钢铁厂等高能耗单位以蒸汽形式排放的余热或废热，为热能用户提供热水供应和供暖服务；具有整体结构简单、紧凑，空间利用率高，储能密度高，换热效率高，智能化控制，运行稳定安全可靠，便于维护及运行管理方便等特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可利用工业余热及废热为特殊热能用户提供热水供应和供暖服务且便于运行管理的车载移动式相变蓄热供热系统，属于移动供热

技术介绍
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。我国是当今世界上最大的发展中国家，也是目前世界上第二位能源生产国和消费国。长期以来，我国以煤为主的能源结构和粗放型的能源生产和消费方式使能源发展与环境保护之间的矛盾日益尖锐。改革能源消费方式，节约能源和减少污染物排放，已关系到我国经济社会的可持续发展。供热行业作为对国民经济发展有着全局性、先导性影响的基础产业，与人们的生活息息相关。为节约能源和保护环境，集中供热已逐渐成为我国城镇的主要供热方式。但现有的热电联产和区域锅炉房供热等大集中供热模式，也带来了建设投资巨大、节能减排水平不高、管网过长损耗严重、供热调节不灵活、供热成本较高和收缴费用困难等诸多弊端； 同时，也无法满足非采暖地区、非采暖期以及集中供热管网未覆盖地区诸多新建小区、企事业单位、体育场馆、宾馆、健身娱乐场所等特殊热能用户的供暖及供热水需求。目前我国城市中钢铁、电力、化工等高耗能工业行业有大量工业余热、废热以蒸汽和高温烟气等形式被排放而白白浪费，而上述热能用户依靠自备燃油、燃气锅炉来产生热能，造成热量浪费和优质能源消耗双重能耗损失，这种热能供给与需求失配矛盾已成为我国供热行业发展所面临的严峻问题。蓄热储能技术可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术。目前主要的蓄热方法有显热蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热。显热蓄热主要是利用蓄热材料的热容量，通过温度的升高或降低进行能量的蓄存和释放。化学反应蓄热是利用可逆化学反应的结合热储存热能。用于潜热蓄热的相变蓄热材料(Phase Change Materials，简称PCM)是利用相变物质在凝固一熔化、凝结一气化、凝结一升华以及其他形式的相变过程中，都会吸收或放出相变潜热的原理进行能量的蓄存和释放。相变蓄热技术因其储能密度大，蓄热和发热过程近似等温过程，易于运行控制而得以广泛应用。无机相变蓄热材料一结晶水合盐作为中、低温固一液相变蓄能材料，在受热达到熔点时，其所含结晶水脱出，脱出的结晶盐溶解而吸热；降温时发生逆过程，吸收结晶水而放热；具有价格便宜，体积蓄热密度大，熔解热大，熔点固定，热导率比有机相变材料大，一般呈中性等优点。相变温度在45 95°C范围内的结晶水合盐蓄热材料被广泛应用于太阳能储存、工业废热回收以及供暖和空调系统等领域。利用相变蓄热设备可将热电厂、钢铁厂等高能耗单位的余热、废热回收储存起来， 通过牵引车的运输为非采暖地区、非采暖期以及集中供热管网未覆盖地区热能用户提供供暖和热水供应服务，从而实现热量排放单位和热量使用单位的热量循环利用，同时达到一次节能、两次减排的目的；这对于解决我国供热行业所面临的热能供给与需求失配的矛盾具有重要的现实意义。目前已出现一些利用蓄热储能技术进行移动供热的设备和装置，如中国专利文献 CN 201621764 U公开的《工业余废热移动供热装置》、CN 201476261 U公开的《智能移动供热设备》、CN 101963469 A公开的《相变材料蓄热供热装置》、CN 2755550 Y公开的《可移动式高密度相变蓄热装置》、CN 101968240 A公开的《一种利用相变蓄热球的移动供热装置与方法》等。但现有的这些设备或装置存在一些明显的不足和缺陷，具体包括(1)利用工业余废热制取热水用于供热，仅凭借显热蓄热，设备或装置的蓄热密度明显偏小；(2)在相变蓄热材料中设置换热管，通过换热管中冷热水的流动来完成充热、放热以及换热过程，会带来结晶水合盐蓄热材料长期使用的稳定性不强、移动使用过程易导致换热管损坏却难以发现以及设备维护困难等问题；(3)设备或装置内部相变蓄热材料的封装结构比较复杂， 设备或装置制作成本较高；设备或装置内部内封装的相变蓄热材料体积比有限，设备或装置的蓄热密度难以明显提高；(4)设备或装置出水温度的自动调控系统不完善，由于相变蓄热材料放热比较集中，难以实现供热过程热水供应温度的连续稳定；(5)没有设置相应的管理监控系统，没有实现移动供热设备或装置运行过程中的采热、供热、节能减排以及车辆信息等相关数据的自动采集和存储，没有实现这些数据在热能用户、运营企业及政府主管部门间的自动传输与查询，没有实现根据这些数据对移动供热设备或装置进行调度管理和远程控制。
技术实现思路
针对以上现有蓄热储能技术进行移动供热的设备或装置存在的缺陷与不足，本技术提供一种结构简单紧凑、维护方便、蓄热密度大、供热稳定的智能化车载移动式相变蓄热供热系统。该系统可利用工业余热及废热为特殊热能用户提供热水供应和供暖服务且便于运行管理。本技术的智能化车载移动式相变蓄热供热系统通过以下技术方案来实现该智能化车载移动式相变蓄热供热系统，包括牵引车和相变蓄热换热装置，相变蓄热换热装置固定安装在牵引车上；相变蓄热换热装置包括箱体，在箱体的内部自下至上依次设置有加热管组、冷水进水管、相变蓄热组件和热水出水管，加热管组由蒸汽入口管、 蒸汽连通管、U形换热管、凝结水收集管以及凝结水排出管组成，蒸汽入口管与蒸汽连通管连接，凝结水排出管与凝结水收集管连接，蒸汽连通管与凝结水收集管之间至少连接有一套U形换热管，相变蓄热组件由在管板上水平排列的相变蓄热管构成，相变蓄热管内封装有相变蓄热材料，封装的全部相变蓄热材料体积占相变蓄热组件所占空间的45%-50% ；箱体的底部设有底部出水口，该底部出水口与箱体内上部的热水出水管均通过管路连接到同一个供水总管，在各自与供水总管的连接管路上均安装有电动阀，供水总管中设置有温度传感器，电动阀和温度传感器均与一个比例积分温度控制器连接；相变蓄热换热装置上还设有车载监控单元。所述箱体的侧壁底部设有检查孔。所述相邻相变蓄热管的间隙为10mm-15mm。所述在蒸汽入口管中设置有流量传感器、温度传感器和压力传感器，在蒸汽入口管处于箱体外部的部分上设置有蒸汽阀门。所述U形换热管由内U形换热管和外U形换热管组成，内U形换热管处于外U形换热管的里侧，内U形换热管的两端分别与蒸汽连通管和凝结水收集管连通，外U形换热管的两端也分别与蒸汽连通管和凝结水收集管连通。所述冷水进水管和热水出水管的结构一样，一端伸入箱体内，另一端在箱体外部， 伸入箱体内部分的管壁上设有配水孔。所述供水总管中还设置有流量传感器和压力传感器。所述车载监控单元包括单片机、车辆GPS卫星定位模块、GPRS数据传输模块和车辆安全与调度模块；所述蒸汽入口管中的流量传感器、温度传感器和压力传感器以及所述供水总管中的流量传感器、温度传感器和压力传感器均与单片机连接；车辆GPS卫星定位模块与GPRS数据传输模块均与单片机连接；车辆GPS卫星定位模块包括GPS接收机和GPS 天线，GPS接收机与GPS天线连接；GPRS数据传输模块包括GPRS芯片和GPRS接收装置， GPRS接收装置与GPRS芯片连接；车辆安全与调度模块由安装在箱体侧壁上的用于测量箱体温度及压力的温度传感器和压力传感器以及车辆防盗报警装置组成。上述整个系统到热源处采热时，通过冷水进水管向箱体内灌注冷水，箱体的内部充满冷水，箱体内的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文兵，路生吉，薛明，李贵波，张兆海，孟兆杰，
申请(专利权)人：路生吉，
类型：实用新型
国别省市：