【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能，具体涉及一种高效储释热装置及工作方法。
技术介绍
1、随着全球经济的快速发展，能源需求快速增长。然而，化石燃料能源快速消耗不仅引发了能源危机，同时造成了二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物的大量排放，严重破坏了生态环境。因此，节能降耗减排已成为现阶段能源领域的发展目标。以风电、光电为代表的新能源发电装机总量迅速增长但是新能源发电的波动性对电网的冲击也导致了大面积的弃风、弃光现象。基于此，耦合新能源发电的储能技术近年来得到了广泛关注，其能够克服风光发电波动性的不利影响，显著提高能源利用效率。其中，储热技术是一种高效能源管理及利用技术，在解决这些问题上展现出巨大的应用潜力，是重要的储能形式之一。
2、储热技术是将热能在时间和空间上进行转移和调节的技术，通过将低品位的热能资源或电能转化储存在一种或多种储热介质中，并在需要时再以热能形式释放，以解决热能在时间和空间上不匹配的问题。储能是指通过介质或设备把能量以某种形式存储起来，需要时再以特定形式释放出来的过程。储热可以与光热发电、热电联产、风力发电耦合，实现电力灵活调峰、清洁供热和清洁能源消纳，在削峰填谷、建筑供暖、工业生产等方面具有重要的应用潜力。储热的市场发展潜力巨大，储热分为显热储能、相变储能（或称为潜热储能）和热化学储能三种方式。其中，相变储热介质相较于显热储热介质，具有更高的热能存储密度；相较于热化学储热介质，具有更好的安全稳定性。
3、储释热装置实储热系统的核心部件，目前常见的做法是将显热储能材料做成储能砖，然后搭建成包含通风道的储热体，通
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高效储释热装置及工作方法，利用弃风电、弃光电或谷电等廉价电能，通过电加热将电能转化为热能储存在储热体中，在有用热需求时，通过空气将热量带出与热介质换热，进一步产出蒸汽、热水、热风等热产品，用于生产生活使用。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种高效储释热装置，包含储热装置、风机、风机支座、循环风道、第二压力传感器、流量传感器、第二温度传感器，所述储热装置包含储热装置出口、第一压力传感器、第一温度传感器、储热装置入口、储热组件及其温度传感模块、换热器组件及其温度传感模块；所述储热装置出口与风机入口连接，所述风机固定在风机支座上，所述风机出口与循环风道入口连接，所述循环风道出口与储热装置入口连接；所述第二压力传感器、流量传感器、第二温度传感器依次安装在循环风道上；所述第一压力传感器、第一温度传感器安装在储热装置出口上。
4、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
5、上述的储热组件包括储热体、翅片、电加热棒干路、电加热棒支路、电加热棒其一接线端、电加热棒其二接线端；所述储热体包含多个渐扩形平行流道，由固废基复合相变材料制成，且沿流道方向设置为多层，每层中相变材料组分占比不同且沿流道方向梯级减小；所述翅片为金属材质，沿流道方向纵向设置；所述电加热棒干路通过并联方式连接，并布置于储热体侧面；所述电加热棒支路为螺旋形状，布置于储热砖内，与储热体直接接触；所述电加热棒其一接线端、电加热棒其二接线端设置于储热装置壁面外，通过电线与电源连接。
6、上述的换热器组件包括换热器壳体、换热管道、换热管道入口、换热管道出口；换热器组件内含热介质和空气；所述热介质在换热管道内流动，由换热管道入口流入，换热管道出口流出；所述空气在换热管道的外侧流动，与热介质进行换热；所述换热管道为盘管形状，均匀布置在换热器壳体内，且内设热介质；所述换热管道入口、换热管道出口设置于储热装置壁面外，通过管道分别与热介质出口、入口连接。
7、上述的储热组件的温度传感模块包括第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器、第十一温度传感器、第十二温度传感器、第十三温度传感器、第十四温度传感器；所述换热器组件的温度传感模块包括第十五温度传感器、第十六温度传感器、第十七温度传感器、第十八温度传感器、第十九温度传感器、第二十温度传感器、第二十一温度传感器。
8、上述的第三温度传感器、第四温度传感器、第十五温度传感器均匀安装在储热装置的顶盖上；所述第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器、第十一温度传感器、第十二温度传感器、第十三温度传感器、第十四温度传感器、第十六温度传感器、第十七温度传感器、第十八温度传感器、第十九温度传感器、第二十温度传感器、第二十一温度传感器均匀安装在储热装置侧壁面上。
9、上述的储热装置的储热装置壁面外侧设置有保温层，储热装置壁面内侧设置有过渡圆角；所述储热装置的顶盖上设置有第一顶盖吊耳、第二顶盖吊耳，用于顶盖的起吊；所述储热装置的侧壁面上设置有第一底座吊耳、第二底座吊耳、第三底座吊耳、第四底座吊耳，用于储热装置的起吊。
10、上述的储热装置出口为渐缩型风道，储热装置入口为渐扩型风道。
11、上述的风机、循环风道外均设置有保温层。
12、上述的一种高效储释热装置的工作方法，包括储热过程、释热过程、数据采集及控制过程；
13、所述储热过程为：热组件的电加热棒其一接线端、电加热棒其二接线端通过电线与廉价电源连接，通过电加热将电能转化为热能储存在储热体中；
14、所述释热过程为：空气在风机的动力作用下，在储热装置出口、循环风道、储热装置入口、储热组件的储热体流道、换热器组件空气侧循环流动；空气在储热体流道内吸收储热体的热量，温度升高，升温后的空气进一步在换热器组件空气侧与换热器组件的换热管道内的热介质换热，进一步产出热产品；
15、所述数据采集及控制过程为：第一压力传感器、第二压力传感器分别测得风机进出口的压力，计算分析得储热体的压降；流量传感器测得循环风道内的空气流量，结合第一温度传感器、第二温度传感器分别测得的循环风道两端的温度，计算分析得循环风道得散热量。
16、上述的工作方法还包括通过储热组件的温度传感模块测量储热组件的储热体各处温度，结合储热材料物性，计算分析得储热量；通过测换热器组件的温度传感模块测量换热器组件各处温度，结合热介质物性，计算分析得换热量，进一步得到换热效率及系统储放热效率。
17、本专利技术具有以下有益效果：
18、本专利技术储热材料为固废基（高炉渣、粉煤灰、废弃混泥土等）复合相变材料（无机盐、石蜡等），同时利用了显热和潜热，成本低，且储能密度大；
19、考虑空气温度的变化，本专利技术储热装置中的储能材料按浓度梯级减小设置，每段的相变材料比例依次减小，前半本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效储释热装置，包含储热装置（1）、风机（5）、风机支座（6）、循环风道（7）、第二压力传感器（8）、流量传感器（9）、第二温度传感器（10），其特征在于，所述储热装置（1）包含储热装置出口（2）、第一压力传感器（3）、第一温度传感器（4）、储热装置入口（11）、储热组件（31）及其温度传感模块、换热器组件（38）及其温度传感模块；所述储热装置出口（2）与风机（5）入口连接，所述风机（5）固定在风机支座（6）上，所述风机（5）出口与循环风道（7）入口连接，所述循环风道（7）出口与储热装置入口（11）连接；所述第二压力传感器（8）、流量传感器（9）、第二温度传感器（10）依次安装在循环风道（7）上；所述第一压力传感器（3）、第一温度传感器（4）安装在储热装置出口（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述储热组件（31）包括储热体（32）、翅片（33）、电加热棒干路（34）、电加热棒支路（35）、电加热棒其一接线端（36）、电加热棒其二接线端（37）；所述储热体（32）包含多个渐扩形平行流道，由固废基复合相变材料制成，且沿流道方向设置
3.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述换热器组件（38）包括换热器壳体（39）、换热管道（40）、换热管道入口（41）、换热管道出口（42）；换热器组件（38）内含热介质和空气；所述热介质在换热管道（40）内流动，由换热管道入口（41）流入，换热管道出口（42）流出；所述空气在换热管道（40）的外侧流动，与热介质进行换热；所述换热管道（40）为盘管形状，均匀布置在换热器壳体（39）内，且内设热介质；所述换热管道入口（41）、换热管道出口（42）设置于储热装置壁面（43）外，通过管道分别与热介质出口、入口连接。
4.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述储热组件（31）的温度传感模块包括第三温度传感器（12）、第四温度传感器（13）、第五温度传感器（14）、第六温度传感器（15）、第七温度传感器（16）、第八温度传感器（17）、第九温度传感器（18）、第十温度传感器（19）、第十一温度传感器（20）、第十二温度传感器（21）、第十三温度传感器（22）、第十四温度传感器（23）；所述换热器组件（38）的温度传感模块包括第十五温度传感器（24）、第十六温度传感器（25）、第十七温度传感器（26）、第十八温度传感器（27）、第十九温度传感器（28）、第二十温度传感器（29）、第二十一温度传感器（30）。
5.根据权利要求4所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述第三温度传感器（12）、第四温度传感器（13）、第十五温度传感器（24）均匀安装在储热装置（1）的顶盖（46）上；所述第五温度传感器（14）、第六温度传感器（15）、第七温度传感器（16）、第八温度传感器（17）、第九温度传感器（18）、第十温度传感器（19）、第十一温度传感器（20）、第十二温度传感器（21）、第十三温度传感器（22）、第十四温度传感器（23）、第十六温度传感器（25）、第十七温度传感器（26）、第十八温度传感器（27）、第十九温度传感器（28）、第二十温度传感器（29）、第二十一温度传感器（30）均匀安装在储热装置（1）侧壁面上。
6.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述储热装置（1）的储热装置壁面（43）外侧设置有保温层（44），储热装置壁面（43）内侧设置有过渡圆角（45）；所述储热装置（1）的顶盖（46）上设置有第一顶盖吊耳（47）、第二顶盖吊耳（48），用于顶盖的起吊；所述储热装置（1）的侧壁面上设置有第一底座吊耳（49）、第二底座吊耳（50）、第三底座吊耳（51）、第四底座吊耳（52），用于储热装置（1）的起吊。
7.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述储热装置出口（2）为渐缩型风道，储热装置入口（11）为渐扩型风道。
8.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述风机（5）、循环风道（7）外均设置有保温层。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种高效储释热装置的工作方法，其特征在于，包括储热过程、释热过程、数据采集及控制过程；
<...【技术特征摘要】
1.一种高效储释热装置，包含储热装置（1）、风机（5）、风机支座（6）、循环风道（7）、第二压力传感器（8）、流量传感器（9）、第二温度传感器（10），其特征在于，所述储热装置（1）包含储热装置出口（2）、第一压力传感器（3）、第一温度传感器（4）、储热装置入口（11）、储热组件（31）及其温度传感模块、换热器组件（38）及其温度传感模块；所述储热装置出口（2）与风机（5）入口连接，所述风机（5）固定在风机支座（6）上，所述风机（5）出口与循环风道（7）入口连接，所述循环风道（7）出口与储热装置入口（11）连接；所述第二压力传感器（8）、流量传感器（9）、第二温度传感器（10）依次安装在循环风道（7）上；所述第一压力传感器（3）、第一温度传感器（4）安装在储热装置出口（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述储热组件（31）包括储热体（32）、翅片（33）、电加热棒干路（34）、电加热棒支路（35）、电加热棒其一接线端（36）、电加热棒其二接线端（37）；所述储热体（32）包含多个渐扩形平行流道，由固废基复合相变材料制成，且沿流道方向设置为多层，每层中相变材料组分占比不同且沿流道方向梯级减小；所述翅片（33）为金属材质，沿流道方向纵向设置；所述电加热棒干路（34）通过并联方式连接，并布置于储热体（32）侧面；所述电加热棒支路（35）为螺旋形状，布置于储热砖内，与储热体（32）直接接触；所述电加热棒其一接线端（36）、电加热棒其二接线端（37）设置于储热装置壁面（43）外，通过电线与电源连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述换热器组件（38）包括换热器壳体（39）、换热管道（40）、换热管道入口（41）、换热管道出口（42）；换热器组件（38）内含热介质和空气；所述热介质在换热管道（40）内流动，由换热管道入口（41）流入，换热管道出口（42）流出；所述空气在换热管道（40）的外侧流动，与热介质进行换热；所述换热管道（40）为盘管形状，均匀布置在换热器壳体（39）内，且内设热介质；所述换热管道入口（41）、换热管道出口（42）设置于储热装置壁面（43）外，通过管道分别与热介质出口、入口连接。
4.根据权利要求1所述的一种高效储释热装置，其特征在于，所述储热组件（31）的温度传感模块包括第三温度传感器（12）、第四温度传感器（13）、第五温度传感器（14）、第六温度传感器（15）、第七温度传感器（16）、第八温度传感器（17）...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭孝天，仇豆豆，彭浩，崔慧，胡学成，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。