CN1854614A - 移动式供热站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集热能回收、强制换热、蓄热、供热分配器、保温、快速接口于一体具有蓄热、供热功能的移动式供热站及其设计。它呈长方体，由外壳、保温层、内箱体、高性能蓄热体、换热盘管、热能回收装置、供热分配器、温度传感器、控制器、底部支架、循环水进口、热水出口、调温阀、热量表等部分组成。可进行热电厂、热源厂的余热、废热回收，通过移动运输实现热量的无管道传送，将装置所蓄热量送到用户实现供暖和提供生活热水，以节约一次能源(油、气)消耗。具有使用方便、体积小、综合热费用低等优点。由于其所用热源是废热或余热，可起到节约能源、减少污染物排放、保护环境等作用，有很好的经济效益和社会效益。

Description

移动式供热站

技术领域

本发明涉及一种蓄热、供热装置，具体涉及一种集热能分配器、强制换热、蓄热、供热分配器、保温、快速接口、运输车架于一体的移动式热能回收及储运供暖、供热水装置。

背景技术

目前，我国集中供热尤其是热电联产发展迅速，但热能供应紧张状况并没有得到根本改观，主要表现在：热网的铺设投资大，覆盖区域主要是办公区、繁华商业区、居住人口稠密区等，无法遍布整个市区，还有许多企事业单位、娱乐场所、新建小区靠小型自备锅炉解决供暖和生活热水问题，形成了多种供热形式并存的状况。由于分布式供热所用的热源容量小，热效率低，环境污染严重，虽然近年大力推广使用清洁能源，但由于运行费用高，整体所占比例不大。作为热网供热和自备锅炉供热的一种补充，发明了该移动供热装置。

众所周知，能源短缺逐渐威胁到人类的生存和发展，但由于热电厂的发电设备、热源设备与众多热源用户的特点不同，热电厂一年四季发电并伴生大量的余热，但供暖期只有120-160天，其他时间只有少部分近距离工业生产和宾馆用户，致使大量的余热被白白浪费掉；而另有一部分集中供热区域外的用户(如宾馆、洗浴中心等)却要用自备锅炉供热，这种实况不但造成能源的双倍浪费，同时增加了用户的运营成本。

目前被普遍采用的蓄热技术主要有：常压水蓄热和高温水蓄热、固相高温蓄热。由于水在0℃时的溶解潜热(80cal/g)和100℃时的汽化潜热(539cal/g)等相变潜热都较大，但容积密度(1g/ml)和比热(1cal/g.℃)较小，所以水的潜热、显热蓄热密度小，用水做介质蓄热都是利用显热特性：常压水蓄热和高温水蓄热技术是利用水的温差显热特性，蓄热密度小，蒸汽蓄热是利用水的汽化潜热，虽然汽化热大，但蒸汽密度小，压力高，故相对蓄热密度小，不适合运输；固相高温蓄热是用电加热管将固态成型材料加热到400-700℃，再通过高温换热将蓄存的热量释放出去，其换热装置复杂、压力高、安全性能差，保温难度大，热损失大，也不适合运输。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动式供热站，该发明不仅涉及一种可移动的蓄热装置，而且涉及一种特殊的蓄热元件，还涉及一种能够进行快速安装和移动的装置设计，同时还涉及一种能够将热量均匀传递到蓄热材料并快速释放进行供热的能量分配器的设计，也还涉及一种能够进行强制换热的装置设计，该发明不需要管网就可实现热能运输、余热的回收和利用，装置运行使用简便，实现供热节能、环保。

本发明所采用的技术方案为：

一种移动式热能回收及储运装置，包括箱体，其特征在于：

所述箱体固定在运输车架上，箱体内设有保温层，其内腔布置有成m行和n列分布的蓄热元件，上部设有换热盘管，顶部和底部分别设有加热分配器和供热分配器，所述盘管两端设有与供热水***相连之进、出水口，加热分配器外接热源，供热分配器的前端置于箱体外，分别作为加热和供暖用进、出水口；在箱体上部和下部，设置有测温探管，探管内部设有温度传感器，通过导线与时间温度控制器电连接；箱体内充满水或其他导热介质；

所述蓄热元件分布数量为m≥、n≥1，通过蓄热元件分隔架固于箱体内，各蓄热元件之间间距为5-20mm；

所述加热分配器和供热分配器为管状体，其上均布有二个以上不同孔径的圆孔；

所述换热盘管呈U字蛇形，盘管的两端一个为冷水进口，另一个为热水出口，进、出口之间并联有供水温度调节阀；

所述循环水回水口处串联有变频调速循环泵；

所述箱体1上部和下部，还设置有测温探管，探管内部设有温度传感器，通过导线与时间温度控制器电连接。

通过本发明设计所设计的蓄热装置，可将热电厂或其他如热源厂、钢厂、炼焦厂的余热或废热进行热回收，且无需管网通过运输就可供给另一地需要热能的用户，不仅能够独立进行供暖和供热水，还可通过调温阀进行水温调节，具有利用余热的蓄热功能，大大地降低了能源消耗和环境污染，对产生废热、余热的用户增加了收入，对用热单位即减少了能源消耗，减少了污染气体的排放，也降低了运行费用，同时还减少了设备投资。

本发明结构紧凑，蓄热密度可高达16万千卡/立方米、体积小、无压运行安全稳定可靠，是非常完善的节能环保装置。

随着目前燃料价格的不断上涨，供热运行费用不断增大，采用余热、废热回收利用可使多方受益，因此，本发明的推广应用将带来较大的经济效益和社会效益，具有广泛的推广价值和发展前景。

附图说明

图1为本发明供热装置的纵剖面构造图。

图2为本发明使用状态图。

图中：

1.箱体，                      2.保温层，             3.密封回水弯，

4.蓄热元件，                  5.换热盘管，           6.相变蓄热材料，

7.加热分配器，                8.供热分配器，         9.测温探管，

10.蓄热元件分隔架，           11.支撑，              12.供暖循环水回水口，

13.供暖循环水出水口，         14.热水出口，          15.冷水进口，

16.热水供水温度调节阀，       17.温度控制器，        18.供暖变频调速循

环泵，

19.导热介质，                 20.热量表，            21.牵引车底架，

22.箱体上盖，                 23.检查口，            24.液位指示计，

25.运输车架。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明包括箱体1，其顶部由箱体上盖22密封，箱体上盖22上开设有检查口23，可观察箱体1内部状况，其特征在于：在箱体1底部，设有支撑11，通过牵引车底架21固定于牵引车25上，可装配固定或用焊接方式固定，使整个装置可由牵引车带动移动，成为一可移动的装置；所述箱体1内壁设有保温层2，可防止热量往外的迅速散发，箱体1内腔充满有导热介质19，可为水或其他导热材料，蓄热元件4浸没于导热介质19内。所述蓄热元件4由相变蓄热材料6构成，其熔点为75-95℃、融解热为50-75kcal/kg，它是一种热能储存材料，当相变蓄热材料6达致其熔点时，其潜热的特性开始令其吸热，由固态转变成液态；反之，当相变蓄热材料6的温度降至低于其熔点时，其潜热的特性开始则令其释放热量，由液态转变为固态。本发明利用上述特性，在箱体1中设置含有相变蓄热材料6的蓄热元件4，可吸收导热介质19之热量并存储，然后按需要释放其热能，以实现热能的转换。

为提高储热能力及热量释放时的效果，蓄热元件4可根据需要设置多个，通过蓄热元件分隔架10固定且均匀分布在箱体1内，可成m行和n列均匀排列，其中m≥、n≥1，根据供热需要和供热面积选择，各蓄热元件之间间距为5-20mm，可提高蓄热元件4表面积，增加其与导热介质19的接触面，提高传热能力。

在箱体1上部，设有换热盘管5，呈U字蛇形，通过C型弯头穿越箱体1置于其外，浸没在导热介质19中，在盘管的两端口，分别为冷水进口15和热水出口14，与供热水***相接，通过换热盘管5与导热介质19之间的热交换，可对管内冷水进行加热，以提高管内冷水的温度，自来水从冷水进口15进入加热后变成热水，可从热水出口流出，以供给用户。在冷水进口15和热水出口14之间，并联有供水温度调节阀16，可根据不同的季节和不同的需要调节。

在箱体1下部，位于蓄热元件4下方，设有加热分配器7，可由无缝钢管制成，其上均布着许多不同孔径的圆孔，分配器出口端穿越并焊接在箱体1侧壁上，进口外接于热回收装置，可将热回收装置收集的废热或余热由小孔送入箱体1内腔，通过导热介质19将热能传递于蓄热元件4上，使之实现蓄热功能，出口设供暖循环回水口12。在换热盘管5的上方，设有供热分配器8，其前端穿过箱体1并焊接有连接法兰，分别作为加热和供暖用的进、出水口，可由无缝钢管制成，其上均布着许多可用作热交换之不同孔径的圆孔，钢管穿过箱体1两层金属板时进行焊接密封，其出口处串联供暖循环水出水口有循环水出水口13，通过与之串联的供暖变频调速循环泵18与供热***相连，可对用户连续供热。

为实时检测供热温度，在供热和供热水管路上还串接有热量表20，分别接于供暖循环水出水口13和供生活热水出口14处。

在箱体1上部和下部，还设置有测温探管9，探管内部设有温度传感器，通过导线与时间温度控制器17电连接，可实时测取箱体1内导热介质19的温度。

本发明可将炼钢厂、焦化厂、刚玉厂、电石厂、啤酒厂等大量废热通过回收装置2回收并储存起来，然后通过管道与本发明相连，将回收的热量转移到本发明蓄热，再通过牵引车送至供热用户，从而实现了本发明的设计目的。

综上所述，本发明是对废热、余热的回收利用，蓄热***规划设计、蓄能材料推广应用等诸多方面都有重大突破，并对其有一定的指导作用。

本发明工作过程：

蓄热过程：

将外部热源的载热介质(90℃以上的水或100℃--130℃蒸汽)接入加热分配器7，其所载热量通过加热分配器7进入箱体1内并将其导热介质19加热，使导热介质19温度不断升高同时也将热量通过蓄热元件4的外壁均匀扩散传递到相变蓄热材料6中，相变蓄热材料6的温度逐渐升高，在未达到相变温度-熔点以前，蓄热元件4存储显热。但相变蓄热材料6获得足够的热量后，会逐渐发生晶格变化----相变潜热，相变结束并达到设定温度时蓄热过程完成，蓄热量为显热(60-95℃)加潜热，合计约为92-95kcal/kg。

释热供暖(热水)过程：

对于供暖用户，将供暖***的供回水管口分别与生活热水出口14可移动式蓄热装置的热量表(20)的出口和供暖回水口12相连，其相变蓄热材料6中所储存的热量通过蓄热元件4外壁均匀传递到导热介质19--水中，使水的温度提高，一般根据需要可将水加热至45-80℃，在供暖变频调速循环泵18的作用下，被加热的水通过供暖循环水出水口13流出，给采暖***供热。当相变蓄热材料6逐渐释放所存的潜热后，又发生晶格变化----凝固，其温度开始下降并释放显热，达到规定的温度(50-60℃)时，释热过程结束。

对于生活热水用户，供热水时先将本发明供暖循环水出水口13与用户供水***的入口相连，其入口与自来水管或用户热水***的回水相连，通过调节供水温度调节阀16与循环回水或自来水混合之所需供水温度，所供热量由热量表20计量。

实施例：

本发明可在热电厂用蒸汽对其加热和蓄热，箱体1外形尺寸为5500×2100×1600mm，内装相变蓄热材料36吨，当用于热电厂余热回收的300万千卡热量时，载热蒸汽通过箱体1内加热分配器8进入并将其中的导热介质19加热，介质温度不断升高同时也将热量传导给相变蓄热材料6，使相变蓄热材料6的温度逐渐升高，在未达到相变温度-熔点以前存储显热，相变蓄热材料6获得足够的热量后，达到相变温度-熔点79.4℃时，逐渐发生相变储存潜热，相变结束并达到设定温度时蓄热过程完成，该过程约需100--200分钟，其相变蓄热材料6中所储存的总热量为3000000kcal；通过汽车运输到用户后，将其接入用户的生活热水***或供暖***，通过导热介质19所储存的热量均匀的传递到水中，可将水加热至40-80℃，，通过调节供水温度调节阀与自来水混合至所需供水温度，也可进行采暖，随着不断放热，相变蓄热材料6逐渐发生晶格变化----凝固，释放所存的潜热后，其温度开始下降并释放显热，达到规定的温度(50℃)时，释热完毕，此时总共供水量超过100吨，可供8000--10000平米采暖一天。

按照本发明所述的实施方式，若把换热盘管5、蓄热元件4、热能分配器8的布置方式及外形与结构更换为其他类似的技术方案，也均属

本发明的保护范围，以上所述乃是本发明的具体实施例及其导热、传热、蓄热、放热、供热机理，若依本发明的构想所做的等效改变和部分应用，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种移动式供热站，在外箱体与内箱体之间填充保温层；在相变蓄热箱体内，相变蓄热模棒以5-10mm间距并行地呈m列n行均分布置，蓄热箱内的上部布置有换热盘管，该盘管是用c型弯头穿行连接呈u字蛇形盘管，盘管的两端一个做冷水进口，与变频循环水泵的出口连接，另一个做热水出口，与供热水***相连，进出口之间并联有供水温度调节阀；在相变蓄热壳体的底部和顶部分别设置有加热分配器和供热分配器，分配器的前端穿过箱体并焊接有连接法兰，分别作为加热和供暖用的进出水口，分配器是由无缝钢管制成，钢管上均布着许多不同孔径的园孔，穿过箱体两层金属板时进行焊接密封；内箱体上不和下部设置有测温探管，探管内部设置温度传感器，通过导线与时间温度控制器电连接；箱体内90％充满水或其他导热介质；相变蓄热壳体的底板外侧焊接金属支撑架，并用其与运输车连接。

2.根据权利要求1所述的移动式供热站，其特征在于：所述蓄热棒体分布数量为m≥5、n≥1，通过蓄热模棒分隔架固于箱体内，各棒体之间间距为5-20mm。

3.根据权利要求1所述的移动式供热站，其特征在于：所述加热分配器和供热分配器为管状体，其上均布有一个以上不同孔径的圆孔。

4.根据权利要求1所述的移动式供热站，其特征在于：所述换热盘管呈U字蛇形，盘管的两端一个为冷水进口，另一个为热水出口，进、出口之间并联有供水温度调节阀。

5.根据权利要求1所述的移动式供热站，其特征在于：所述循环水回水口处串联有变频调速循环泵。

6.根据上述任何一项权利要求所述的移动式供热站，其特征在于：所述箱体1上部和下部，设置有测温探管，探管内部设有温度传感器，通过导线与时间温度控制器电连接。

7.根据权利要求1所述移动式供热站，其特征在于：相变蓄热壳体的底板外侧焊接金属支撑架，并用其与运输车连接。

8.根据权利要求1所述移动式供热站，其特征在于：循环水回水口处采用快速接头组件与外界管道连接。

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