CN109442534A - 一种高温相变固体储热一体式换热供热*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温相变固体储热一体式换热供热***，包括：固体蓄热电锅炉、风机和气水一体式超真空换热器，其中，风机将空气加压后传递至固体蓄热电锅炉加热，固体蓄热电锅炉将加热后的空气传递至气水一体式超真空换热器；气水一体式超真空换热器将加热后的空气的热量传递至气水一体式超真空换热器中的一次循环水，降温后的空气进入风机，再次加压。本发明使用的气水一体式超真空换热器不会发生局部高温气化现象，更加安全可靠，并且可以延长设备的使用寿命，并且为用户提供蒸汽时，由于设备是超真空，蒸汽压力与常压***比更容易产生蒸汽，可以使该***在较低温度下生成蒸汽，降低所需温度，使该***更加节能。

Description

一种高温相变固体储热一体式换热供热***
技术领域
本发明涉及相变储热技术领域，具体涉及一种高温相变固体储热一体式换热供热***。
背景技术
随着城市化进程的快速发展，我国北方城镇供热负荷需求急剧增长，集中供热***的供热密度越来越大，供热半径也越来越大。北方城镇供热能耗约占全国城镇建筑总能耗的60％，是建筑节能的重要组成部分。然而鉴于环境保护及冬季治理雾霾要求，北方城镇在供热***实施了“煤改气”，大量的燃气锅炉相继投入使用。燃气锅炉排放烟气的温度在150℃，其排放的废热约占燃气输入能量的11％左右，由此可见燃气锅炉节能潜力较大。
在燃气锅炉的供热***中，需要使用换热装置转化加热后空气中的热量，目前，现有的各种换热装置将空气的热量转化为换热装置中水的热量时，换热装置的热空气入口和水之间温差较大，容易发生局部高温气化现象，长期在这种工况下运行，会严重影响设备寿命。另外，换热装置给工业用户提供蒸汽时，需要将热水再加温，会消耗更多的能量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高温相变固体储热一体式换热供热***，以解决现有技术供热***中换热装置容易发生局部高温气化现象和耗能的问题。
本发明提出的技术方案如下：
本发明提供了一种高温相变固体储热一体式换热供热***，包括：固体蓄热电锅炉、风机和气水一体式超真空换热器，其中，所述风机将空气加压后传递至所述固体蓄热电锅炉进行加热，所述固体蓄热电锅炉将加热后的空气传递至所述气水一体式超真空换热器；所述气水一体式超真空换热器将所述加热后的空气的热量传递至所述气水一体式超真空换热器中的一次循环水，降温后的空气进入所述风机，再次加压。
优选地，所述气水一体式超真空换热器包括：腔体和腔体内部的管道，所述加热后的空气进入所述管道中，所述一次循环水容置于所述气水一体式超真空换热器的腔体中。
优选地，所述高温相变固体储热一体式换热供热***还包括：传感器和可编程逻辑控制器，所述传感器采集所述气水一体式超真空换热器中的真空度值和所述一次循环水的水位并传递至所述可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器判断所述真空度值是否低于真空度设定值，当所述真空度值低于所述真空度设定值时，所述可编程逻辑控制器发出第一报警信号；所述可编程逻辑控制器判断所述一次循环水的水位是否低于水位设定值，当所述一次循环水的水位低于所述水位设定值时，所述可编程逻辑控制器发出第二报警信号。
优选地，所述风机为变频风机。
优选地，所述高温相变固体储热一体式换热供热***还包括：温度计，所述温度计连接于所述气水一体式超真空换热器的出水口处，检测气水一体式超真空换热器的出水口处的水温，所述可编程逻辑控制器连接所述温度计和所述变频风机，所述可编程逻辑控制器根据所述温度计检测的水温以调节所述变频风机的变频器的方式调整通过所述变频风机的空气流量。
优选地，当所述温度计检测的温度超过设定的第一温度值时，所述可编程逻辑控制器发出第一高温报警信号；当所述温度计检测的温度超过设定的第二温度值时，所述可编程逻辑控制器控制所述变频风机停止工作。
优选地，所述高温相变固体储热一体式换热供热***还包括：热量计，所述气水一体式超真空换热器的入水口连接所述热量计，所述热量计计算所述固体蓄热电锅炉的供热量。
优选地，所述固体蓄热电锅炉采用相变材料加热空气。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的高温相变固体储热一体式换热供热***设置气水一体式超真空换热器，将空气的热量转化为循环水的热量，为用户提供热源，本发明使用的气水一体式超真空换热器使得加热后的空气进入腔体内部的管道中，而一次循环水容置于腔体，管道中的空气可以给腔体中的一次循环水整体的一个水浴，一次循环水的温度均匀，不会发生局部高温气化现象，更加安全可靠，并且可以延长设备的使用寿命。当气水一体式超真空换热器为用户提供蒸汽时，由于设备是超真空，蒸汽压力与常压***比更容易产生蒸汽，因此该***可以在较低温度下生成蒸汽，降低所需温度，使该***更加节能。
2.本发明提供的高温相变固体储热一体式换热供热***中设置温度计，可以根据温度计的数值调节风机的空气流量，在温度计数值较高时发出高温报警信号，提示气水一体式超真空换热器出水口温度较高，以免气水一体式超真空换热器等设备发生损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例中高温相变固体储热一体式换热供热***的一个具体示例的结构原理图；
图2为本发明实施例中高温相变固体储热一体式换热供热***的另一个具体示例的结构原理图
图3为本发明实施例中气水一体式超真空换热器的一个具体示例的结构原理图。
附图标记：
1-固体蓄热电锅炉；2-风机；3-气水一体式超真空换热器；4-温度计；5-热用户；6-热量计；7-腔体；8-管道；9-传感器；10-可逻辑编程控制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供了一种高温相变固体储热一体式换热供热***，如图1所示，该***包括：固体蓄热电锅炉1、风机2和气水一体式超真空换热器3，其中，风机2将空气加压后传递至固体蓄热电锅炉1加热，固体蓄热电锅炉1将加热后的空气传递至气水一体式超真空换热器3；气水一体式超真空换热器3将加热后的空气的热量传递至气水一体式超真空换热器3中的一次循环水，加热后的一次循环水为用户5提供热量，降温后的空气进入风机2，再次加压。
本发明实施例中，气水一体式超真空换热器3中加热后的一次循环水直接进行供热或者在设定温度下生产蒸汽进行供热。但本发明并不以此为限，在实际应用中，气水一体式超真空换热器3还可以通过其他方式提供热源。
在一较佳实施例中，如图3所示，气水一体式超真空换热器3包括：腔体7和腔体内部的管道8，加热后的空气进入管道8中，一次循环水容置于气水一体式超真空换热器的腔体7中。
本发明实施例中，腔体内部的管道完全浸于一次循环水中。但本发明并不以此为限，在实际应用中，腔体内部的管道也可以不完全浸于一次循环水中，或者与一次循环水的水位持平。
本发明实施例中，在高温相变固体储热一体式换热供热***设置有气水一体式超真空换热器，将空气的热量转化为循环水的热量，为用户提供热源，本发明使用的气水一体式超真空换热器使得加热后的空气进入腔体内部的管道中，而一次循环水容置于腔体中，管道中的空气可以给腔体中的一次循环水整体的一个水浴，一次循环水的温度均匀，不会发生局部高温气化现象，更加安全可靠，并且可以延长设备的使用寿命。当气水一体式超真空换热器为用户提供蒸汽时，由于设备是超真空，蒸汽压力与常压***比更容易产生蒸汽，可以使该***在较低温度下生成蒸汽，降低所需温度，使该***更加节能。
在一较佳实施例中，如图2所示，高温相变固体储热一体式换热供热***还包括：传感器7和可编程逻辑控制器8，传感器7采集气水一体式超真空换热器中的真空度值和一次循环水的水位并传递至可编程逻辑控制器8，可编程逻辑控制器8判断真空度值是否低于真空度设定值，当真空度值低于真空度设定值时，可编程逻辑控制器8发出第一报警信号；可编程逻辑控制器8判断一次循环水的水位是否低于水位设定值，当一次循环水的水位低于水位设定值时，可编程逻辑控制器8发出第二报警信号。
在一较佳实施例中，风机2可为变频风机。
在一较佳实施例中，高温相变固体储热一体式换热供热***还包括：温度计4，该温度计4连接于气水一体式超真空换热器3的出水口处，用以检测气水一体式超真空换热器3的出水口处的水温。可编程逻辑控制器连接温度计4和变频风机2，可编程逻辑控制器根据温度计4检测的温度以调节变频风机2的变频器的方式调整通过变频风机2的空气流量。
在一较佳实施例中，当温度计4检测的温度超过设定的第一温度值时，可编程逻辑控制器发出第一高温报警信号；当温度计4检测的温度超过设定的第二温度值时，可编程逻辑控制器控制风机2停止工作。
本发明实施例中，在高温相变固体储热一体式换热供热***中设置温度计，可以根据温度计的数值调节风机的空气流量，在温度计数值较高时发出高温报警信号，提示气水一体式超真空换热器出水口温度较高，以免气水一体式超真空换热器等设备发生损坏，另外温度计4设置两个温度值可以更好的保护气水一体式超真空换热器，在气水一体式超真空换热器的出水口温度达到一定值时，发出高温报警信号提醒，在达到气水一体式超真空换热器承受的最高温度时，使风机停止工作，这样设置也可以更高效的利用固体蓄热电锅炉。
在一较佳实施例中，高温相变固体储热一体式换热供热***还包括：热量计6，气水一体式超真空换热器3的入水口设置热量计6，热量计6可以计算固体蓄热电锅炉1的供热量，以便后续可以调整固体蓄热电锅炉在峰电和谷电时的用电情况，合理使用不同时间段的电量，达到更加节能的目的。
在一较佳实施例中，固体蓄热电锅炉1可采用相变材料加热空气。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，包括：固体蓄热电锅炉、风机和气水一体式超真空换热器，其中，
所述风机将空气加压后传递至所述固体蓄热电锅炉进行加热，所述固体蓄热电锅炉将加热后的空气传递至所述气水一体式超真空换热器；
所述气水一体式超真空换热器将所述加热后的空气的热量传递至所述气水一体式超真空换热器中的一次循环水，降温后的空气进入所述风机，再次加压。
2.如权利要求1所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，所述气水一体式超真空换热器包括：腔体和腔体内部的管道，所述加热后的空气进入所述管道中，所述一次循环水容置于所述气水一体式超真空换热器的腔体中。
3.如权利要求2所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，还包括：传感器和可编程逻辑控制器，所述传感器采集所述气水一体式超真空换热器中的真空度值和所述一次循环水的水位并传递至所述可编程逻辑控制器，
所述可编程逻辑控制器判断所述真空度值是否低于真空度设定值，当所述真空度值低于所述真空度设定值时，所述可编程逻辑控制器发出第一报警信号；
所述可编程逻辑控制器判断所述一次循环水的水位是否低于水位设定值，当所述一次循环水的水位低于所述水位设定值时，所述可编程逻辑控制器发出第二报警信号。
4.如权利要求3所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，所述风机为变频风机。
5.如权利要求4所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，还包括：温度计，所述温度计连接于所述气水一体式超真空换热器的出水口处，检测气水一体式超真空换热器的出水口处的水温，所述可编程逻辑控制器连接所述温度计和所述变频风机，所述可编程逻辑控制器根据所述温度计检测的水温以调节所述变频风机的变频器的方式调整通过所述变频风机的空气流量。
6.如权利要求5所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，
当所述温度计检测的温度超过设定的第一温度值时，所述可编程逻辑控制器发出第一高温报警信号；
当所述温度计检测的温度超过设定的第二温度值时，所述可编程逻辑控制器控制所述变频风机停止工作。
7.如权利要求1所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，还包括：热量计，所述气水一体式超真空换热器的入水口连接所述热量计，所述热量计计算所述固体蓄热电锅炉的供热量。
8.如权利要求1-7中任一项所述的高温相变固体储热一体式换热供热***，其特征在于，所述固体蓄热电锅炉采用相变材料加热空气。
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