CN1504716A - 金属与熔盐储能式供热装置 - Google Patents

金属与熔盐储能式供热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1504716A
CN1504716A CNA021520860A CN02152086A CN1504716A CN 1504716 A CN1504716 A CN 1504716A CN A021520860 A CNA021520860 A CN A021520860A CN 02152086 A CN02152086 A CN 02152086A CN 1504716 A CN1504716 A CN 1504716A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
storage type
heat
heating element
storage material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA021520860A
Other languages
English (en)
Inventor
张仁元
柯秀芳
陈观生
李瑜煜
朱文洁
秦红
朱有兰
黎祚坚
周晓霞
李爱菊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Hua Xizheng Day Science And Technology Development Co Ltd
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong Hua Xizheng Day Science And Technology Development Co Ltd
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Hua Xizheng Day Science And Technology Development Co Ltd, Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong Hua Xizheng Day Science And Technology Development Co Ltd
Priority to CNA021520860A priority Critical patent/CN1504716A/zh
Publication of CN1504716A publication Critical patent/CN1504716A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D2020/0047—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material using molten salts or liquid metals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

本发明是指以铝基三元合金铝硅铁或KCl－MgCl2－NaCl复合无机盐作为相变材料所设计制造的金属与熔盐储能式供热装置，它包括电热相变储能式热风供热装置或热水热风联合供热装置。所说的铝基合金是指Al－Si－Fe合金，复合无机盐是指KCl－MgCl2－NaCl以及这类材料的成分、配比。而金属与熔盐储能式供热装置是指1，上述铝硅铁三元铝基合金及KCl－MgCl2－NaCl复合无机盐作为相变材料，2，由上述相变材料、空气加热装置或埋于铝基合金的电热元件、换热流道以及盛装相变材料的容器组成的相变储能供热器，3，使用由碳钢、不锈钢制成并喷涂高温防护涂料的容器以及供热体工作温度限制在620℃而构成的抗Al－Si－Fe合金合金和KCl－MgCl2－NaCl复合无机盐腐蚀的方法，4，金属与熔盐储能式供热器的结构。本发明已通过省级技术和装置鉴定，可用于电力需求侧电力调峰，利用谷期电力于民用和工业用建筑采暖、热风热水供应。

Description

金属与熔盐储能式供热装置
技术领域  本发明涉及一种储能式供热装置，尤其涉及一种采用金属或者无机熔盐作为储能材料的储能式供热装置。
背景技术  现有储能式供热装置主要采取将电热管***储热材料中直接导热的做法，该做法虽然有热传递迅速的优点，但也存在电热管更换困难的缺点；另外现有储能式供热装置所采用的储能材料中，金属材料主要为铝基二元合金，实验证明，该材料对容器的腐蚀较为严重，同时由于容器壁铁元素在高温下对材料的渗透，也使材料的相变潜热在反复相变后下降较快，这都使装置使用寿命降低；所用的盐类物质较多，但大多存在储能密度低，性能衰减快及导热系数小的缺点。上述这些缺点都限制了现有储能式供热装置的实际推广使用。
发明内容  本装置采用储热器和供热器一体化的结构形式，由电加热元件、储能式供热器、轧片式气水换热器以及保温结构组成，其中电加热元件与储能材料直接接触或通过流动空气将热量传递给储能材料。该装置不仅具有产生热风或热水向外界供热的功能，而且具有热能储存的功能。在电力谷期，装置在向外界供热的同时，还利用谷期电力转变成热能，通过储能材料进行热能储存，在电力峰期，储存的热能仍通过储能式供热装置产生热风或热水热风联供而无须使用电力。本装置采用的储能材料为铝硅铁合金或KCl-MgCl2-NaCl复合盐。铝硅铁合金是储热性能良好的储能材料，储能密度可以达到2000MJ/m3，在工作温度为580～630℃范围内，含少量铁元素的铝硅铁合金有利于储热性能的稳定性和减少对容器的腐蚀性。利用铝硅铁合金作为储能材料设计制造的储能式供热装置具有体积小，效率高，寿命长和良好的性能价格比。KCl-MgCl2-NaCl复合盐虽然有导热系数较小的缺点，但相变温度比铝硅铁合金低(396℃)，储能密度高于1000MJ/m3，热性能衰减小，其价格非常便宜，利用它作为储能材料的储能式供热装置也具有良好的性能价格比和较长的使用寿命。该装置可分为供应热空气为目的和热水热风联供为目的两种具体型式。装置的热效率根据储能量大小和供热型式，可达90～96％。因此本发明克服了现有储能式供热装置的缺点，使本装置成为具有工程实用价值的储能式供热装置。
附图说明  附图为储能式热水热风联供装置结构示意图，从图1可看出，本装置由以下的主要组件组成：一，储能式气体供热器1，它是由容器2、储能材料3、电热元件4和换热流道(管)5等构成，多列换热流道由镍饹不锈钢管组成，如米用KCl-MgCl2-NaCl共晶熔盐为储能材料，则镍饹不锈钢管外侧带翅片6以强化传热。二，电热元件采用低发热密度的管式发热元件，保护管由耐热合金制成，并在外表喷涂特制的高温防腐涂料。根据采用的储能材料，电热元件的加热方式分为两种：①电热元件埋入金属储能材料中进行直接加热；②电热元件设置在换热流道中通过循环空气间接加热无机盐。三，储能式供热器的容器外壳由碳钢或不锈钢制成，容器外壳内外壁喷涂特制的高温防腐涂料。四，储能式供热器顶部设有风机7、流体换热管道(热风管)8和轧片式气水换热器9。五，采用保温材料优化组合成多层结构的高效保温层10对储能式供热器及其它组件进行保温。从附图可看出，在储能式气体供热器的顶部不设置气水换热器及进出水管，便成为只供应热风为目的的电热储能式气体供热装置。
具体实施方式  实施例一：将KCl-MgCl2-NaCl复合共晶盐作为储能材料，按上述要点经设计、加工和安装组成-电热储能式气体供热装置。所实施的储能式供热器装置的设计储能容量为50kWh(180MJ)，加热功率为7.6kW，装置由储能式供热器容器、换热管、电热元件、高效保温结构、风机和流体换热管道(热风管)构成，储能式供热器采用管壳式换热器的结构形式，管程为换热空气通道，在储能式供热器内换热管之间装储能材料。在储能式供热器换热管道上设置有电热管组成的空气加热器。被加热的空气在加热装置和储热体内的换热管内循环，将热能传给储能材料。保温结构由耐高温的硅酸铝纤维组成。装置全天24小时运行，供应采暖或工业用热，在电力谷期，即23：00或0：00～7：00时，一方面直接供热，另一方面同时通过电热管将电能转变成热能在储能式供热器内储存起来，在电力峰期，即7：00之后，储存的热能通过储能供热器可以产生50～250℃高温空气。对整个装置运行测试表明，热效率达86％，储能式气体供热装置的输出热功率为1.2kW，在北京地区可供20m2的空间采暖。装置运行三年，性能稳定，输出功率和热空气输出温度与设计值儿乎没有变化。
实施例二，将Al-Si-Fe合金作为储能材料，按上述要点经设计、加工和安装组成一电热储能热水热风联供装置和***。其储能量为190kWh，满足8小时电力峰段无电源供热且全天24小时连续采暖并提供生活热水，采暖供热功率为7kW，供暖面积为100～150m2，同时可输出2kW能量用于供应生活热水，最大加热功率为21kW。该装置由储能气体供热器和气水换热器组成，供热通过空气流经埋入储能介质中的换热管实现。储热材料中埋入多根U型电热管，用于储存或供热。电力谷期时，热能的一部分由储热介质吸收，以显热和潜热的形式储存起来，另一部分通过储热介质传递给流经换热管的空气，产生的热空气可以直接应用，也可以通过装于装置上部的轧片式气水换热器产生热水，用于供暖和生活。储能式供热器外填充硅酸铝纤维等作为保温结构。在电力谷期，即23：00～07：00时，通过电热管所产生热量的一部分通过储能式供热器内的换热空气，经轧片式换热器加热给水至95℃并输送至室内供暖，换热器热水出口另一支路可提供70～90℃的热水供生活使用；其余的部分则以显热和潜热的形式储存在储能式供热器内的金属储能材料内；在电力峰期，即7：00或8：00之后，电热管停止加热，储存的热量将释放出来以满足供热需要。对整个装置运行测试表明，热效率达92％，装置运行一年，性能稳定，输出功率和气水输出温度几乎没有变化。

Claims (8)

1.一种储能式供热装置，由电加热元件、储能式供热器、轧片式气水换热器以及保温结构组成，其特征是：采用供热器和储热器一体的结构，电加热元件与储能材料直接接触加热以及通过电热元件加热流动空气将热量传递给储能材料。
2.根据权利要求1所述的储能式供热装置，其特征是：电热元件采用低功率密度的管式发热元件。
3.根据权利要求1所述的储能式供热装置，其特征是：储能式供热器的外壳即盛装储能材料的装填容器材料是由碳钢或1Cr18Ni9Ti不锈钢制成。
4.根据权利要求1所述的储能式供热装置，其特征是：储能式供热器和电热元件的表层喷涂高温防腐涂料，使其能在620℃以下长期稳定工作。
5.根据权利要求1所述的储能式供热装置，其特征是：采用由硅酸铝纤维等隔热材料组成的多层结构高效保温层。
6.一种用于储能式供热装置的材料，其特征是：以熔点为360～590℃的金属以及熔盐作为相变储能材料，金属为铝基三元合金铝硅铁，熔盐为KCl-MgCl2-NaCl复合无机盐。
7.根据权利要求6所述的相变储能材料，其特征是：铝基三元合金铝硅铁中硅含量为6～15％，铁含量为0.05～0.2％(重量百分比)。
8.根据权利要求6所述的相变储能材料，其特征是：KCl-MgCl2-NaCl复合无机盐中KCl含量为17～21％，MgCl2含量为58～61％，NaCl含量为18～22％(重量百分比)。
CNA021520860A 2002-12-02 2002-12-02 金属与熔盐储能式供热装置 Pending CN1504716A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA021520860A CN1504716A (zh) 2002-12-02 2002-12-02 金属与熔盐储能式供热装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA021520860A CN1504716A (zh) 2002-12-02 2002-12-02 金属与熔盐储能式供热装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1504716A true CN1504716A (zh) 2004-06-16

Family

ID=34234615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA021520860A Pending CN1504716A (zh) 2002-12-02 2002-12-02 金属与熔盐储能式供热装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1504716A (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010084161A1 (de) 2009-01-26 2010-07-29 Technische Universität Ilmenau Hochtemperatur-latentwärmespeicher
CN102278828A (zh) * 2011-05-27 2011-12-14 中国科学院电工研究所 一种高温空气和熔盐复合式吸热器
CN102817654A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 胡晓颖 熔融相变储能发电***
CN102851682A (zh) * 2012-09-28 2013-01-02 北京金风科创风电设备有限公司 风电高温电解制氢***和方法
WO2013061978A2 (ja) * 2011-10-24 2013-05-02 国立大学法人北海道大学 潜熱蓄熱材及び蓄熱体
CN104266522A (zh) * 2014-09-12 2015-01-07 山东省汶上重力机械厂 一种静态熔盐热风换热***
CN104654869A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 一种混凝土蓄热器及蓄热车
CN104654867A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 蓄热式多联产机组及移动机组
CN104654868A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 固体粒块蓄热式多联产机组及移动车
CN104654856A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 可组合分割固体粒块蓄热器
CN104864756A (zh) * 2015-06-04 2015-08-26 华北电力大学 采用渐变翅片的高温相变蓄热器
CN105167182A (zh) * 2015-09-06 2015-12-23 叶菁 基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法
CN105344296A (zh) * 2006-09-25 2016-02-24 菲利普莫里斯生产公司 毛细管气溶胶发生器和产生气溶胶的方法
CN106225049A (zh) * 2016-09-07 2016-12-14 北京国泰环能科技有限公司 一种储能电暖器
CN106767077A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 北京中热能源科技有限公司 一种储能换热装置
EP2457026A4 (en) * 2009-07-22 2018-03-07 Mika Tapio Reijonen Heat storing fireplace
CN109777365A (zh) * 2019-01-29 2019-05-21 云南科威液态金属谷研发有限公司 一种液态金属复合相变储能材料及其制备方法和应用
CN111947220A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 浙江大学 一种基于闭式重力热管的紧凑式梯级蓄热供热***及方法
CN111947219A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 浙江大学 一种基于自然循环换热的紧凑式梯级蓄热供热***及方法
CN115711495A (zh) * 2022-11-16 2023-02-24 中国核动力研究设计院 一种专用于电网调峰的储能电站及***
CN116589299A (zh) * 2023-05-05 2023-08-15 哈尔滨工业大学 一种仿生年轮结构的多孔碳化硅陶瓷骨架及其制备方法和在高性能复合相变材料中的应用

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105344296A (zh) * 2006-09-25 2016-02-24 菲利普莫里斯生产公司 毛细管气溶胶发生器和产生气溶胶的方法
DE102009006784A1 (de) 2009-01-26 2010-07-29 Technische Universität Ilmenau Hochtemperatur-Latentwärmespeicher
WO2010084161A1 (de) 2009-01-26 2010-07-29 Technische Universität Ilmenau Hochtemperatur-latentwärmespeicher
EP2457026A4 (en) * 2009-07-22 2018-03-07 Mika Tapio Reijonen Heat storing fireplace
CN102278828A (zh) * 2011-05-27 2011-12-14 中国科学院电工研究所 一种高温空气和熔盐复合式吸热器
CN102278828B (zh) * 2011-05-27 2013-02-20 中国科学院电工研究所 一种高温空气和熔盐复合式吸热器
CN102817654A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 胡晓颖 熔融相变储能发电***
WO2013061978A2 (ja) * 2011-10-24 2013-05-02 国立大学法人北海道大学 潜熱蓄熱材及び蓄熱体
WO2013061978A3 (ja) * 2011-10-24 2013-07-04 国立大学法人北海道大学 潜熱蓄熱材及び蓄熱体
JPWO2013061978A1 (ja) * 2011-10-24 2015-04-02 国立大学法人北海道大学 蓄熱体
CN102851682B (zh) * 2012-09-28 2015-08-05 北京金风科创风电设备有限公司 风电高温电解制氢***和方法
CN102851682A (zh) * 2012-09-28 2013-01-02 北京金风科创风电设备有限公司 风电高温电解制氢***和方法
CN104654869A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 一种混凝土蓄热器及蓄热车
CN104654856A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 可组合分割固体粒块蓄热器
CN104654868A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 固体粒块蓄热式多联产机组及移动车
CN104654867A (zh) * 2013-11-17 2015-05-27 成都奥能普科技有限公司 蓄热式多联产机组及移动机组
CN104654868B (zh) * 2013-11-17 2018-06-19 成都奥能普科技有限公司 固体粒块蓄热式多联产机组及移动车
CN104654856B (zh) * 2013-11-17 2018-05-15 成都奥能普科技有限公司 可组合分割固体粒块蓄热器
CN104266522A (zh) * 2014-09-12 2015-01-07 山东省汶上重力机械厂 一种静态熔盐热风换热***
CN104266522B (zh) * 2014-09-12 2016-03-23 山东省汶上重力机械厂 一种静态熔盐热风换热***
CN104864756A (zh) * 2015-06-04 2015-08-26 华北电力大学 采用渐变翅片的高温相变蓄热器
CN105167182A (zh) * 2015-09-06 2015-12-23 叶菁 基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法
CN105167182B (zh) * 2015-09-06 2018-11-16 叶菁 基于相变控温式燃料组件的非燃烧型低温卷烟制品及气溶胶发生段的制备方法
CN106225049A (zh) * 2016-09-07 2016-12-14 北京国泰环能科技有限公司 一种储能电暖器
CN106767077A (zh) * 2017-01-04 2017-05-31 北京中热能源科技有限公司 一种储能换热装置
CN109777365A (zh) * 2019-01-29 2019-05-21 云南科威液态金属谷研发有限公司 一种液态金属复合相变储能材料及其制备方法和应用
CN111947220A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 浙江大学 一种基于闭式重力热管的紧凑式梯级蓄热供热***及方法
CN111947219A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 浙江大学 一种基于自然循环换热的紧凑式梯级蓄热供热***及方法
CN111947219B (zh) * 2020-08-14 2021-12-07 浙江大学 一种基于自然循环换热的紧凑式梯级蓄热供热***及方法
CN111947220B (zh) * 2020-08-14 2021-12-07 浙江大学 一种基于闭式重力热管的紧凑式梯级蓄热供热***及方法
CN115711495A (zh) * 2022-11-16 2023-02-24 中国核动力研究设计院 一种专用于电网调峰的储能电站及***
CN115711495B (zh) * 2022-11-16 2023-09-12 中国核动力研究设计院 一种专用于电网调峰的储能电站及***
CN116589299A (zh) * 2023-05-05 2023-08-15 哈尔滨工业大学 一种仿生年轮结构的多孔碳化硅陶瓷骨架及其制备方法和在高性能复合相变材料中的应用
CN116589299B (zh) * 2023-05-05 2023-11-24 哈尔滨工业大学 一种仿生年轮结构的多孔碳化硅陶瓷骨架及其制备方法和在高性能复合相变材料中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1504716A (zh) 金属与熔盐储能式供热装置
CN201382723Y (zh) 高效相变蓄热器
CN204901906U (zh) 一种谷电相变储热式采暖热水***
CN205535703U (zh) 一种陶瓷基体熔盐相变高温蓄热式谷电利用蒸汽发生装置
CN203549989U (zh) 一种高密度相变蓄热电热供暖空调
CN105509019B (zh) 一种陶瓷基体熔盐相变高温蓄热式谷电利用蒸汽发生装置
CN202470194U (zh) 集中储热式电采暖***
CN1485593A (zh) 一体化高密度相变蓄能用电供热技术及装置
CN1719185A (zh) 复合式高密度相变蓄热装置
CN106197111A (zh) 储热供热装置、供暖***和供热方法
CN104930729A (zh) 一种利用相变材料储热的太阳能中温热空气***
CN105627804B (zh) 一种模块化相变储热供热单元及其制造方法
CN101158508B (zh) 电热金属相变储能热水热风两用装置
CN107894020A (zh) 一种带远红外电热装置的谷电蓄热供暖装置
CN110454854A (zh) 储热***及储热供热***
CN202229285U (zh) 一种无火多用采暖烘干器
CN202582309U (zh) 一种相变储热单元
CN106767073A (zh) 一种固体蓄能模块及电热固体蓄能装置
CN101067488A (zh) 金属相变储能蒸汽锅炉
CN205871679U (zh) 一种储热式相变暖风***
CN105043148A (zh) 一种电热蓄能容器
CN2833392Y (zh) 填充床式显热—潜热蓄热电暖气
CN2596305Y (zh) 相变蓄热电热供暖空调
CN202952646U (zh) 彩印机太阳能加热烘干***
CN203517963U (zh) 户式相变蓄热电采暖装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication