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一种烘干机多热源相变材料供热模块制造技术

技术编号:41893910 阅读:4 留言:0更新日期:2024-07-02 00:52
本技术公开了一种烘干机多热源相变材料供热模块,属于节能设备技术领域,包括相变材料储热组、辅助电力制热器、太阳能集热器、余热回收器和外部相变材料供热接口。所述相变材料储热组通过储存由外部相变材料输送、太阳能集热器、余热回收器、辅助电力制热器提供的多种热能。所述烘干机多热源相变材料供热模块对进入的空气从低到高进行依次加热后输送给烘干机设备使用。本技术的优点在于,通过相变材料的焓变储热能力,将多种低成本的热能储存起来进行编组、分梯度地使用,解决了传统烘干机热源单一、无热能储存能力、能耗高的缺点,实现了对多种来源的热能进行整合利用、降低设备总能耗的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及节能,尤其涉及一种烘干机多热源相变材料供热模块


技术介绍

1、目前,工业生产、农业生产和日常生活所用烘干机,其热能来源主要包括蒸汽、热水、电能、煤炭、燃油、可燃气体等。其中,由工厂余热产生的蒸汽、热水,热能虽然成本相对比较低,但是热能的储存和传送相对较难,远离热源的工作场景难以使用。而利用电能提供热能的方式十分方便,但相比于其他供热方式来讲,成本相对较高,即便夜间的谷电成本稍低,但又受限于夜间工作而并不方便。煤炭作为燃料提供热能的方式虽然成本也比较低,但由于环保排放问题已经被普遍禁止。化石燃油、可燃气体等提供热能的方式同样存在成本较高,且也存在一定污染排放的环境问题。

2、根据公开资料显示,最近10年推出了利用甲醇等可再生生物资源作为燃料提供热能,并在生产过程中合理回收余热的烘干机,其排放主要是水蒸气和二氧化碳,热效能也相对比较高,运行成本比电能、化石能源、可燃气体等相对较低,但这种技术依然会产生碳排放,其成本也比通过余热来源的热能高。同时,公开资料显示,利用太阳热能的太阳能烘干机也开始投入市场,也开始使用水、石蜡等物质作为储热装置,总体运行成本较低、没有碳排放,但存在一个致命的弱点就是在连续阴雨天的情况下,烘干机则无法正常运行,而且太阳能板的能量密度相对较低,需要的集热器面积太大。

3、另据公开资料显示和实际生产调查可知,大多数热耗较高的生产企业,其产品多采取自然冷却的方式向环境释放热能。以钢铁厂为例,大多数钢铁厂生产的初级材料钢锭,以及应用材料的钢板卷材、钢筋盘材等,从生产流水成为产品以后放置于堆场,其温度一般都超过300℃,通过自然冷却之后再运输到需要的地方。仅仅在这个过程中,对于一个年产100万吨钢材的中型钢厂来讲,按照钢铁的平均比热容0.46×103j/(kg·℃)计算,1kg的钢铁从300℃降低到30℃,按照理论值计算,释放的热可以将比热容为4.18×103j/(kg·℃)的水从30℃提加热到60℃,即100万吨钢铁冷却所浪费的热,足以将100万立方米的水从30℃加热到60℃。在我国,类似这样的热能浪费十分普遍。

4、同时,公开资料也显示,随着科技的发展,近年来相变材料在储热领域的运用发展很快,一方面,相变点从零下18℃到120℃的产品都已经实现量产。另一方面,不少相变焓值超过230×103j/kg·℃的材料已经比较普遍,运用相变材料对不同温度状态的热能进行储存、运输技术逐渐成熟,工业化、生产化的应用也越来越广。

5、但是,在各种技术高速发展和日趋成熟的今天,尚没有一种可以同时综合利用各种低成本的热能进行储存、运输和高效统筹使用的工艺,使得无论哪一种单一热能来源或两种以上热能来源的烘干技术,都存在诸如能耗较高、使用效果不好、余热利用不充分、碳排放较大等缺陷。


技术实现思路

1、本技术的目的就在于提供一种能解决上述问题,利用相变材料特性集成、储存、统筹并高效利用多种热能来源的供热模块。

2、为了实现上述目的,本技术采用的技术方案是:一种烘干机多热源相变材料供热模块,包括相变材料储热组、辅助电力制热器、太阳能集热器、余热回收器和外部相变材料供热接口。

3、优选的,所述相变材料储热组是一个箱式结构,包括了硬质材料制作的保温外壳,保温外壳内有低温相变材料箱、中温相变材料箱和高温相变材料箱三种或多种不同相变点的相变材料,分别存储不同温度状态的热能。

4、优选的,所述外部相变材料供热接口承担接收从系统外通过储热相变材料供热的方式输送来的热源并存储在高温相变材料箱中,所述太阳能集热器吸收太阳热能并通过温度感应热水泵输送到高温相变材料箱储存,所述辅助电力制热器在谷电时间以电力制热存储在中温相变材料箱中,所述余热回收器将烘干机排放的热气体经过热交换获得热能并输送到低温相变材料箱存储。

5、优选的,所述相变材料储热组设有进风口和出风口,空气进入进风口后,依次经过低温相变材料箱中的输出热交换器、中温相变材料箱中的输出热交换器、高温相变材料箱中的输出热交换器逐级加热,达到设定温度后经出风口输送到烘干机使用。

6、与现有技术相比,本技术的有益效果在于:

7、解决了烘干机等高能耗的设备同时利用多种低成本热能来源进行工作的便利性,多种能源能相互搭配、统筹使用,避免了高耗能设备对单一热能来源的依赖。

8、利用相变材料相变焓潜热高的特点,可以按照不同温度来选择不同相变点材料的优势,对热能来源按照温度进行分级管理和储存,拓宽了在同一系统中热能吸收和储存的范围,解决了不同温度状态下热能利用的难点,最大限度地利用能源,提高了能源利用率。

9、通过相变材料的储热能力和利用不同相变点梯度储能的特点,对能源进行分级管理的设计,集成多种低成本的能源,并对其进行统筹管理,通过分级加温和优先使用最低成本能源的模式设计,大幅度降低烘干机等高耗能设备的能耗。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种烘干机多热源相变材料供热模块,包括多热源相变材料供热模块(1)中位于模块核心位置的相变材料储热组(11)、位于模块外侧的辅助电力制热器(12)、位于模块顶部或独立设置的太阳能集热器(13),位于烘干机(2)中烘干机排气管(22)前端的余热回收器(14),位于模块外侧的外部相变材料供热接口(15),其特征在于,相变材料储热组(11)中的低温相变材料箱(1102)独立地接收并储存来自余热回收器(14)通过回收利用余热提供的热能,中温相变材料箱(1103)独立地接收并储存来自辅助电力制热器(12)通过市电提供的热能,高温相变材料箱(1104)独立地接收并储存来自太阳能集热器(13)通过吸收利用太阳能提供的热能和外部相变材料供热接口(15)通过接收外部环境以相变材料储能形式传输的热能。

2.根据权利要求1所述的一种烘干机多热源相变材料供热模块,其特征在于,所述相变材料储热组(11)包括了硬材质制作的保温外壳(1101),低温相变材料箱(1102)和低温相变材料箱输入热交换器(1105)、中温相变材料箱(1103)和中温相变材料箱输入热交换器(1106)、高温相变材料箱(1104)和高温相变材料箱输入热交换器(1107)。

3.根据权利要求1或2所述的一种烘干机多热源相变材料供热模块,其特征在于,所述相变材料储热组(11)设有进风口(1111)、位于低温相变材料箱(1102)箱体中的低温相变材料箱输出热交换器(1108)、位于中温相变材料箱(1103)箱体中的中温相变材料箱输出热交换器(1109)、位于高温相变材料箱(1104)箱体中的高温相变材料箱输出热交换器(1109)和出风口(1112)。

4.根据权利要求3所述的一种烘干机多热源相变材料供热模块,其特征在于,所述进风口(1111)鼓入冷空气之后,依次经过低温相变材料箱、中温相变材料箱(1103)和高温相变材料箱(1104)获得逐级加热后提供给烘干机(2)使用。

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【技术特征摘要】

1.一种烘干机多热源相变材料供热模块,包括多热源相变材料供热模块(1)中位于模块核心位置的相变材料储热组(11)、位于模块外侧的辅助电力制热器(12)、位于模块顶部或独立设置的太阳能集热器(13),位于烘干机(2)中烘干机排气管(22)前端的余热回收器(14),位于模块外侧的外部相变材料供热接口(15),其特征在于,相变材料储热组(11)中的低温相变材料箱(1102)独立地接收并储存来自余热回收器(14)通过回收利用余热提供的热能,中温相变材料箱(1103)独立地接收并储存来自辅助电力制热器(12)通过市电提供的热能,高温相变材料箱(1104)独立地接收并储存来自太阳能集热器(13)通过吸收利用太阳能提供的热能和外部相变材料供热接口(15)通过接收外部环境以相变材料储能形式传输的热能。

2.根据权利要求1所述的一种烘干机多热源相变材料供热模块,其特征在于,所述相变材料储热组(11)包括了硬材质制作的保温外壳(1101...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋里张骥驰
申请(专利权)人:蒋里
类型:新型
国别省市:

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