本发明专利技术涉及一种集热能分配器、强制换热、蓄热、供热分配器、保温、快速接口于一体具有蓄热、供热功能的复合式高密度相变蓄热供暖、供热水装置及其设计。它呈长方体，由外壳、保温层、内箱体、相变蓄热体、换热盘管、加热分配器、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、变频循环泵、调温阀、热量表等部分组成。可进行热电厂、热源厂的余热回收，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。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。
【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术涉及一种集热能分配器、强制换热、蓄热、供热分配器、保温、快速接口于一体具有蓄热、供热功能的复合式高密度相变蓄热供暖、供热水装置及其装置设计。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；近3年来上海、武汉、南京等经济发达地区夏季出现“电荒”，全国大部分省市相继出现用电紧张状况，其重要原因之一我国从20世纪90年代初开始电蓄能技术的研究、开发和利用工作。根据电力需求侧管理部门的统计，仅1998年以前其总数就已超过4800台，总容量超过60万kw，其中直供的占90％以上，低谷蓄热的不足10％，目前全国安装的电热锅炉有90％是非蓄热的。1995年以后，原电力部开始电蓄能技术试点工作，自1997年电力供应缓和之后，供电部门为促销电力，大力提倡电力空调器和电热锅炉，许多地方出台了用电优惠政策，实行梯级电价，鼓励用电采暖。特别是在1998年4月国家电力公司在上海召开了蓄热式电锅炉推广应用会后，电锅炉发展速度惊人。但有些地方借推广蓄热式电热锅炉之机，搞了许多非蓄热式电热锅炉，使高峰负荷异常升高。尤其是在电力部门内部，据自身优势“推广使用了”大量的非蓄热直供式电热锅炉，据调查电锅炉几乎遍布所有县级以上的供电部门。国家发改委与国家电网公司在削峰填谷专题会议中指出，要加强用电需求侧管理，大力推广应用低谷蓄能技术。据此应当对上述情况开展调查，对非蓄热运行的电热锅炉应当限期改造为低谷蓄热蓄热运行的电锅炉。就进行蓄能改造的可行性问题，曾向电力部门及有些用户咨询过，都认为受已有空间条件所限如用传统的水蓄能技术体积太大，几乎不太可能。又经与有关专家咨询，了解到现在国内已有成熟的高蓄热密度的相变蓄热技术，同等蓄热量其所需体积空间是蓄热水箱的1/4---1/6，蓄能改造是确定可行的。据专业人士测算，截至日前仅电力部门内部使用的非蓄热电锅炉就有8000台以上，其总容量超过300万千瓦，如对其全部进行蓄能改造，可节约300万千瓦的高峰容量，相当于15个20万千瓦中型发电厂的装机容量，同时可节约调峰电厂建设投资150亿元，节约电网峰值增容投资超过60亿元，增加供电高峰、平段售电收入22亿元/年，为发电企业增加低谷发电收入10亿元/年。其社会效益之大难以用数字表达。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，但当供暖期只有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。如果用蓄热设备进行热能配送就解决了这一矛盾，复合式高密度蓄热技术是其最关键设备之一。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。为了克服上述蓄热装置的种种不足，本专利技术提供一种复合式高密度相变蓄热装置。该专利技术不仅涉及一种复合式蓄热装置；而且涉及一种特殊的高密度相变蓄热模棒；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相变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全自动控制的温度时间控制器设计。由此设计制造成的复合式高密度相变蓄热装置不仅能够独立进行供暖和热水，而且还能通过调温阀进行水温调节；还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，同时还增加了热电厂的效益。他的推广利用将带来巨大的经济效益和社会效益。附图说明图1是用本专利技术设计的供热装置的纵剖面构造图。图1中1.外箱体，2.保温层，3.内箱体，4.相变蓄热棒体，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.温度传感器，10.蓄热棒体分隔架，11.蓄热体底部金属支撑，12.供暖循环水回水口，13.供暖循环水出水口，14.生活热水出口，15.自来水进口，16.生活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.运输车底架，22.蓄热箱体上盖，23.检查口，24.液位指示计，25.密封回水弯。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是箱型外壳(1)与箱型内壳体(3)通过底部金属支撑(11)焊接在一起，在二者之间填充保温层(2)；在相变蓄热箱体内，高密度相变蓄热棒(4)通过分隔架(10)呈m列n行均分布置；在内箱体上方布置有用c型弯头穿行连接呈u字蛇形的换热盘管(5)，换热盘管浸没在换热介质(19)中，在盘管的两端一个做自来水进口(15)，另一个做热水出口(14)，进出口之间并联有供水温度调节阀(16)；在换热盘管(5)的上方均布着带孔的金属圆管作为供热分配器(8)；与变频循环水泵(18)的进口连接，循环泵出口与供热系统相连；在蓄热体底部金属支撑(18)的下方布置有用带孔的金属圆管制成的加热分配器(7)；分配器的出口端穿过并焊接在相变蓄热内外两侧箱体金属板上；蓄热棒(4)内充满熔点为75-95℃、融解热为50-75kcal/kg的相变蓄热材料(6)；蓄热箱(3)的侧板上下部位设置温度传感器(9)通过导线与时间温度控制器(17)电连接；相变蓄热壳体(1)的底部焊接金属支撑架(11)，并将其与运输车底架(21)相连；热量表(20)分别接在供暖出口(13)和供生活热水出口(14)处。本专利技术的工作原理和工作流程是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，其所载热量通过导热介质和蓄热棒体(4)的外壁均匀扩散传递到相变材料(6)中，相变材料(6)的温度逐渐升高，在未达到相变温度-熔点以前存储显热，相变材料获得足够的热量后，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，将供暖系统的供回水管口分别与复合式蓄热装置的热量表(20)的出口和供暖回水口(12)相连，其相变材料(6)中所储存的热量通过蓄热棒(4)壁均匀传递到导热介质(19)--水中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合式高密度相变蓄热装置，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，与供热水系统相连，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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王智慧，
申请(专利权)人：王智慧，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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