CN111059948A - 一种换热器面积连续可调的单罐蓄热*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，包括蓄热罐、盘管换热器、换热器进口软管、换热器出口软管、丝杠升降机、电加热器、隔板、水泵、控制器、电动机、联轴器等。蓄热罐内上部预留有空间，下部存放蓄热介质；盘管换热器位于罐内上部并与丝杠升降机有效连接；丝杠升降机与电动机通过联轴器连接；控制器调控电动机转动的启停及方向；隔板浸没在蓄热介质中位于罐体下部，盘管换热器布置于隔板外侧；盘管换热器进、出口均与软管连接；水泵将热用户与换热器连接。本***可精确调控换热器出口热输出，避免蓄热介质温度较高时换热器取热量过大，而蓄热介质温度较低时取热量不足的缺点，可以为不同热用户提供稳定的热量输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高低谷电或弃风、弃光电利用效率的节能 领域。特别涉及一种利用低谷电或弃风、弃光电加热蓄热介质，并为 热用户提供采暖及生活热水的***，属于蓄热供暖技术领域。
背景技术
北方冬季雾霾天气频发，严重影响了人民群众的身体健康。造 成雾霾天气的主要原因之一是传统的采暖方式及生活热水的供给大 多是通过燃烧煤和天然气，但这类化石燃料的使用不可避免的带来环 境污染，同时也加剧了能源短缺局面的出现。为此国家出台了相关政 策，鼓励减少化石燃料的使用，选用更为清洁的供暖方式。
我国电网昼夜负荷变化巨大，用电高峰期时常需要限制部分 企业用电，而用电低谷时需要部分参与调峰的发电机组关闭。发电机 组的频繁启停使得发电效率低下，而且还会严重缩减机组使用寿命。 利用电力直接采暖必然会加大峰谷电差，对电网稳定运行产生影响。 另外据国家能源局统计显示，2018年，在新疆、甘肃和内蒙古三省 区弃风、弃光电量超过300亿千瓦时且多发生于冬季供暖期以及夜间 负荷低谷时段。如果采用蓄热技术将夜间的低谷电及弃风、弃光电量 通过热能的形式储存起来，即可为居民提供清洁采暖缓解环境污染， 同时还可提高可再生能源利用效率，对电网的安全稳定运行具有重要 意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热器面积可连续调节的单罐蓄 热***，以提高低谷电或弃风、弃光电利用效率并为热用户提供稳定 的采暖及生活热水。
一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，包括 蓄热罐、盘管换热器、丝杠升降机、换热器进口软管、换热器出口软 管、控制器、电动机、隔板、电加热器、水泵和热用户；所述蓄热罐 的上部内预留有放置盘管换热器的空间，盘管换热器的进口与换热器 进口软管连接，盘管换热器的出口与换热器出口软管连接。水泵将换 热器进口软管、换热器出口软管与热用户连接起来；盘管换热器固定 在丝杠升降机上，由带有控制器的电动机驱动丝杠升降机上下移动， 所述电加热器布置在蓄热罐底部；所述蓄热罐内布置有阻止冷热蓄热 介质混合的圆柱形隔板。
所述丝杠升降机与盘管换热器可靠连接，通过联轴器与电动 机连接。控制器调控电动机转动方向及启停，换热器可在蓄热罐内上 下升降改变浸没在蓄热介质中的面积。所述圆柱形隔板完全浸没在蓄 热介质中。
所述蓄热罐内布置有阻止冷热蓄热介质混合的圆柱形隔板， 隔板完全浸没在蓄热介质中，盘管换热器在圆柱形隔板外侧上下升降。
所述电加热器安装在圆柱形隔板内侧。电加热器的形式可以 是螺旋盘管状、U形管状、棒状。所述盘管换热器的盘管为螺旋并布 设在圆柱形隔板外侧。
所述热用户可以是采暖、生活热水。
所述盘管换热器的升降可以通过丝杠升降机、齿条传动、带传 动等传动方式实现。
所述蓄热***其特征在于，晚上低谷电时段可分为仅蓄热和一 边蓄热一边释热两种工作方式。***工作方式为仅蓄热时：开启电加 热器加热蓄热介质，使其温度不断升高。蓄热结束时，蓄存的热量满 足次日非低谷电用热需求。***工作方式为一边蓄热一边释热时：开 启电加热器，随蓄热介质温度不断升高，当通过盘管换热器取出的热 量超过热负荷需求时，控制器调控电动机启动，电动机驱动丝杠升降 机使换热器缓慢向上运动，减小浸没在蓄热介质中的面积，使得取热 量满足热负荷需求。
所述蓄热***其特征在于，非谷电时期，关闭电加热器，利用 蓄存热量满足热负荷需求。放热过程中，蓄热介质温度不断下降，当 盘管的取热量不满足需求热负荷时，控制器调控电动机启动并改变转 动方向，电动机驱动丝杠升降机使换热器缓慢下降，增大浸没在熔盐 中的面积，使取热量满足热负荷需求。
本使用新型得意效果在于：
相比双罐蓄热***其只需一个蓄热罐，建设投资费用低，*** 结构更简单。
可利用低谷电及弃风、弃光电加热蓄热介质完成蓄热，为热用 户提供采暖及生活热水。
常规的单罐***随热量的释放，存在初期蓄热介质温度高取 热量大，而末期蓄热介质温度低取热量小的问题。本发明浸没在蓄热 介质中的换热器面积可连续调节，蓄热介质温度高时，浸没换热器面 积小，蓄热介质温度较低时，浸没的换热器面积大。本发明可以为热 用户提供稳定的热输出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的实施例二的应用 图；图3为本发明的实施例三应用图。
其中1-蓄热罐，2-电加热器，3-隔板，4-熔盐液面，5-盘管换 热器，6-换热器进口软管，7-换热器出口软管，8-丝杠升降机，9-联 轴器，10-电动机，11-控制器，12-水泵，13-散热器。
具体实施方式
下面结合实施例说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明涉及一种换热器面积连续可调的单罐蓄热 ***包括蓄热罐、电加热器、隔板、盘管换热器、换热器进口软管、 换热器出口软管、电动机、丝杠升降机、联轴器、控制器、水泵、热 用户。
所述蓄热罐内上部预留有一定空间放置盘管换热器，盘管换 热器进口与换热器进口软管连接、盘管换热器出口与换热器出口软管 连接。
所述换热器与丝杠升降机连接。在释热过程中换热器依据采 暖热负荷需求在蓄热罐内上下升降改变浸没在熔盐中的面积。
所述丝杠升降机布置于罐体顶部，通过联轴器与电动机连接 实现换热器的升降。
所述蓄热单罐内布置有阻止冷热熔盐混合的圆柱形隔板,圆 柱形隔板完全浸没在熔盐中。螺旋盘管换热器在圆柱形隔板外侧上下 升降。电加热器采用螺旋盘管状安装在圆柱形隔板内侧。
所述蓄热介质为熔盐。
所述热用户为采暖。
所述蓄热装置，其特征在于，夜间低谷电时期开启加热器利用 低谷电加热熔盐，熔盐温度不断升高。当通过盘管换热器取出热量超 过供暖热负荷需求，控制器调控电动机启动，电动机将动力传送到丝 杠升降机带动换热器缓慢向上运动，减小浸没在熔盐中的面积，当换 热器取热量满足热负荷需求时，电动机停止转动；
非谷电时段，关闭电加热器，利用熔盐蓄存热量提供采暖。采 暖过程中，熔盐温度不断下降，当盘管换热器取热量低于热负荷需求 时，控制器调控电动机启动并改变转动方向，电动机驱动丝杠升降机 使得换热器缓慢下降，增大浸没在熔盐中的面积。在此过程中，盘管 换热器取热量满足热负荷需求时，电动机停止转动。
实施例二
其中，14-风机、15-空气—水换热器
与实施例一相似，只是取热介质由水变为空气，在释热过程中， 空气进入盘管参与取热，变为高温空气。高温空气与进入空气-水换 热器将水加热，由热水提供采暖。其他过程与实施例一相同，如图2 所示。
实施例三
其中，16-浮块
实施例三中盘管换热器进出口管路直接采用刚性连接，丝杠 升降机与浮块连接。具体实施过程如下，夜间低谷电时期，开启电加 热器，熔盐温度不断升高。当换热器取热量超过热负荷需求时，控制 器调控电机转动，丝杠升降机带动浮块向上运动。浮块浸没在熔盐中 的体积减小，熔盐液位下降，浸没的换热器面积减小。随浸没的换热 器面积减小，换热器取热量减小，当满足热负荷时电动机停止转动。
非低谷电时段，关闭电加热器，随着热量的取出，熔盐温度不 断下降。当取热量小于热负荷需求时，控制器调控电机启动并改变电 动机转动方向，丝杠升降机带动浮块向下运动。浮块浸没在熔盐中的 体积增大，熔盐液位上升，浸没在熔盐中的盘管换热器面积增大。随 浸没的换热器面积增大，换热器取热量增大，当满足热负荷时电动机 停止转动。
Claims (9)
1.一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，包括蓄热罐、盘管换热器、丝杠升降机、换热器进口软管、换热器出口软管、控制器、电动机、隔板、电加热器、水泵和热用户；
所述蓄热罐的上部内预留有放置盘管换热器的空间，盘管换热器的进口与换热器进口软管连接，盘管换热器的出口与换热器出口软管连接，水泵将换热器进口软管、换热器出口软管与热用户连接起来；盘管换热器固定在丝杠升降机上，由带有控制器的电动机驱动丝杠升降机上下移动，所述电加热器布置在蓄热罐底部；
所述蓄热罐内布置有阻止冷热蓄热介质混合的圆柱形隔板。
2.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，所述圆柱形隔板完全浸没在蓄热介质中。
3.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，所述盘管换热器的盘管为螺旋并布设在圆柱形隔板外侧。
4.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，所述电加热器安装在圆柱形隔板内侧。
5.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，所述电加热器的形式是螺旋盘管状、U形管状或棒状。
6.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，热用户是采暖端或生活热水端。
7.如权利要求2所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，所述蓄热罐中的蓄热介质是熔盐或导热油。
8.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，晚上低谷电时段可分为仅蓄热和一边蓄热一边释热两种工作方式；***工作方式为仅蓄热时：开启电加热器加热蓄热介质，使其温度不断升高；蓄热结束时，蓄存的热量满足次日非低谷电用热需求；***工作方式为一边蓄热一边释热时：开启电加热器，随蓄热介质温度不断升高，当通过盘管换热器取出的热量超过热负荷需求时，控制器调控电动机启动，电动机驱动丝杠升降机使换热器缓慢向上运动，减小浸没在蓄热介质中的面积，使得取热量满足热负荷需求。
9.如权利要求1所述的一种换热器面积连续可调的单罐蓄热***，其特征在于，非谷电时期，关闭电加热器，利用蓄存热量满足热用户用热需求；释热过程中，蓄热介质温度不断下降，当盘管的取热量不满足需求热负荷时，控制器调控电动机启动并改变转动方向，电动机驱动丝杠升降机使换热器缓慢下降，增大浸没在熔盐中的面积，使得取热量满足热负荷需求。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111699845A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-25 | 江苏大学 | 一种联合收获机热风清选***及工作方法 |
| CN118189692A (zh) * | 2024-05-16 | 2024-06-14 | 淄博天元化工有限公司 | 一种换热器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013036648A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | 蓄熱給湯装置及び蓄熱給湯方法 |
| CN103940119A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-23 | 北京工业大学 | 一种单罐蓄能装置及其使用方法 |
| CN107559930A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-01-09 | 北京工业大学 | 熔盐单罐电加热蓄热供暖***及使用方法 |
| CN207350419U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-05-11 | 中投亿星新能源科技有限公司 | 一种供暖稳定的单罐熔盐罐 |
| CN207527542U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-06-22 | 中投亿星新能源科技有限公司 | 一种利用熔盐供汽的灭菌室 |
| CN211977665U (zh) * | 2019-12-11 | 2020-11-20 | 北京工业大学 | 一种换热器面积连续可调的单罐蓄热*** |
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2019
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013036648A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | 蓄熱給湯装置及び蓄熱給湯方法 |
| CN103940119A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-07-23 | 北京工业大学 | 一种单罐蓄能装置及其使用方法 |
| CN207350419U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-05-11 | 中投亿星新能源科技有限公司 | 一种供暖稳定的单罐熔盐罐 |
| CN207527542U (zh) * | 2017-09-13 | 2018-06-22 | 中投亿星新能源科技有限公司 | 一种利用熔盐供汽的灭菌室 |
| CN107559930A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-01-09 | 北京工业大学 | 熔盐单罐电加热蓄热供暖***及使用方法 |
| CN211977665U (zh) * | 2019-12-11 | 2020-11-20 | 北京工业大学 | 一种换热器面积连续可调的单罐蓄热*** |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111699845A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-09-25 | 江苏大学 | 一种联合收获机热风清选***及工作方法 |
| CN111699845B (zh) * | 2020-05-09 | 2022-07-22 | 江苏大学 | 一种联合收获机热风清选***及工作方法 |
| CN118189692A (zh) * | 2024-05-16 | 2024-06-14 | 淄博天元化工有限公司 | 一种换热器 |
| CN118189692B (zh) * | 2024-05-16 | 2024-07-16 | 淄博天元化工有限公司 | 一种换热器 |
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