專利名稱：一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)的制作方法
一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)
一、 技術領域 本發(fā)明屬于利用在液體中積累熱量的供熱技術。
二背景技術：
現有的熱電聯產方式雖利用發(fā)電余熱供熱、提高了熱能的利用率，但是供熱的熱負荷 不穩(wěn)定夜間用電低谷時熱負荷增大、白天用電高峰時熱負荷降低，上午熱負荷大、下午 熱負荷小，天冷時熱負荷大，氣溫升高熱負荷變小。這種波動影響了汽輪機組的運行鍋 爐壓力或管道壓力變化曲線陡從而增加了安全隱患和設備維護費用，汽輪機組難以采用凝 氣式而大多采用抽氣式或背壓式、增加了乏汽壓力、降低了機組效率、增加了發(fā)電單位能 耗、提高了發(fā)電成本、供熱成本高、發(fā)電余熱得不到充分利用，特別是非采暖季節(jié)、采暖 初期和末期的發(fā)電余熱仍然被大量排入大氣造成能源浪費。
利用工業(yè)余熱供熱按理是節(jié)能減排的途徑，但在現實中很少應用，其困難在于很多工 業(yè)余熱問歇不連續(xù)，工業(yè)生產必須按照工藝流程和生產計劃安排，當天寒地凍急需供暖用 熱時也許按照工藝流程設備停用、也許沒有生產任務停產、也許設備故障維修或者設備定 期檢修而無熱可供，生產企業(yè)不可能按照供熱需求來安排生產。工業(yè)余熱的不穩(wěn)定和不可 靠，使其難以用來供熱。
三
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種利用在液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，目的是在貯存熱源富余熱量的同 時，能夠形成恒定熱負荷，若熱源是熱電聯產凝汽式機組，鍋爐壓力不隨熱用戶5或直供 熱用戶4的熱負荷的變化而變化、增加熱電聯產機組的安全性、減少機組壓力的不穩(wěn)定給 電廠設備造成的損害和相應的維護費用，使熱電聯產的汽輪機組易于采用凝汽式、從而使 乏汽末端的壓力趨于真空、提高機組熱電效率、降低熱電聯產的發(fā)電單位能耗、降低發(fā)電 成本和供熱成本，無論是用熱旺季還是淡季、無論天冷天熱、無論白天黑夜發(fā)電余熱都得 到fc存和利用，避免排入大氣；若熱源間歇不連續(xù)，系統(tǒng)還能將不連續(xù)的熱貯存起來，形 成連續(xù)穩(wěn)定的供熱熱源，使不連續(xù)的熱源也能用于供熱。
本發(fā)明采用
循環(huán)方案1:從熱源1來的熱液體8被第一泵10優(yōu)先輸送到熱用戶5供熱，余下的部 分液體8或非供熱時間的全部熱液體8經取液器7流到熱液庫2;供熱時若沒有熱源1來
的熱液體8或者熱源1來的液體8不足，第一泵10經取液器7將熱液庫2中的液體8輸送到熱用戶5，供熱降溫后的液體8被第三泵24優(yōu)先送回熱源1，余下的流到回液庫3;熱
源1送來熱液體8時若第三管道16沒有供熱降溫后的液體8或流量不足，第三泵24抽取 回液庫3中的液體8送回熱源1;若熱液庫2的液體8溫度低于設定值，第三泵24優(yōu)先從 布液器9抽熱液庫2底部的液體8送回熱源1;液體8既是熱源1的熱循環(huán)工質，也是貯 熱物質和供熱循環(huán)工質(如圖1所示)。
循環(huán)方案2:工質19從熱源1經第一管道13流到第一三通分流調節(jié)閥12，第一三通 分流調節(jié)閥12將工質19優(yōu)先分配給直供熱用戶4，剩下的分配給換熱器17，工質19通過 換熱器17加熱熱液庫2中的液體8，換熱降溫后的工質19從第二管道14返回熱源1，以 此形成工質的循環(huán)回路，工質19與液體8相互隔離。第一泵10從熱液庫2中的取液器7 抽取液體8輸送到熱用戶5，供熱降溫后的液體8流到回液庫3。每當有熱工質19流過換 熱器17時，在保證熱液庫2的平均溫度不低于設定值的情況下，回第二泵11通過布液器 9輸送液體8到熱液庫2的底層，補充熱液庫2的液體8來吸收工質19的熱，同時形成液 體8的往復循環(huán)(如圖1所示)。布液器9和取液器7的作用在于維持熱液庫2中的液體8 的上下自然溫差分層，減少紊流，此種循環(huán)方式的熱液庫2和回液庫3也可以同處一室， 熱液庫在上，回液庫在下。
循環(huán)方案3:工質19從熱源1經第一管道13流到第一三通分流調節(jié)閥12，第一三通 分流調節(jié)閥12將工質19優(yōu)先分配給直供熱用戶4，其余分配給換熱器17，工質19通過換 熱器17加熱熱液庫2中的液體8，換熱降溫后的工質19從第二管道14返回熱源1。第一 泵10通過取液器7將熱液庫2中的液體8通過第四管道18輸送到熱用戶5供熱，供熱降 溫后的液體8通過第三管道16流到熱液庫2底部(如圖5所示)。
上述三種循環(huán)方式的一個熱源1可以給一個供熱系統(tǒng)供熱，也可以給多個供熱系統(tǒng)供 熱，熱源1全年產生的可利用熱量小于以其為熱源的所有供熱系統(tǒng)的熱液庫2蓄滿的液體 降溫5(TC所釋放合計熱量的十倍，在熱源1所能提供熱量充足的情況下熱液庫2的容積大 于20萬立方米。循環(huán)方式1或循環(huán)方式2的回液庫3容積大于1U00立方米，熱源1全年 產生的可利用熱量小于以其為熱源的所有供熱系統(tǒng)的回液庫3蓄滿的液體降溫5(TC所釋放 合計熱量的二十倍。熱液庫2與回液庫3可以是兩個相互獨立的室，取液器7隨熱液庫 2的液體8的液面升降而升降(如圖1所示)。熱液庫2與回液庫3也可以同處一室，熱液 庫2在上、回液庫3在下，其間用保溫隔離層21隔開，保溫隔離層21隨著液體8在上下 兩庫之間的增減而上下升降，熱液庫2的容積趨于最小時回液庫3的容積趨于最大，回液 庫3的容積趨最小時熱液庫2的容積趨于最大，布液器9、換熱器17隨保溫隔離層21的上下升降而升降，(如圖2所示)。本發(fā)明以此能給熱源l提供穩(wěn)定的熱負荷，現有熱
電廠供熱方式的熱負荷不穩(wěn)定造成的弊端(如二、技術背景所述)因此得以克服，而間 歇熱源也可匯集成連續(xù)穩(wěn)定供熱的熱源。
熱液庫2和回液庫3的頂棚39和內壁上的防潮處理層38阻斷水汽在保溫層的對流和 對保溫層的侵蝕，反射層37阻滯輻射散熱， 一般采用陶瓷保溫涂料或鋁箔。真空保溫板 35比同材質非真空保溫板提高保溫性能6-10倍、成本增加不到一倍，防水處理層33阻斷 雨水或容器內蒸氣與真空保溫板的直接接觸，熱液庫2和回液庫3內的液體8面上布滿了 厚度大于O.l毫米的漂浮物6可以有效阻斷液體的蒸發(fā)，漂浮物6本身具有熱阻性能。這 種綜合保溫措施不僅可以滿足熱的常年保存，而且每一種保溫措施都可以實現低成本。在 真空保溫板35上設置抽抽真空管34、真空傳感止回閥32，使得真空板35可反復抽真空， 節(jié)省了吸氣劑的使用，只要耐溫氣密膜36的氣密性不損壞或損壞后修復，板內真空可無限 期保持，而不是普通真空板3-5年的真空保持期(如圖4所示)。
本發(fā)明的優(yōu)點是貯存利用熱源I全年產生的熱量，可以提高熱源的利用率50%以上。 系統(tǒng)的貯熱部分構成 -個穩(wěn)定可靠的熱負荷，使得熱源1是熱電廠的情況下，消除因熱用 戶5或直供用戶4的用熱不穩(wěn)定對汽輪機和鍋爐壓力造成的波動，汽輪機易于采用汽凝式， 使乏汽末端趨于真空，相對于背壓式或抽氣式降低熱電聯產單位發(fā)電煤耗8—10%，大幅降 低了供熱成本，系統(tǒng)貯存用熱不足時的富余熱能在用熱高峰時供熱，提高熱能利用率，本 系統(tǒng)還能將間歇不穩(wěn)熱源1的熱貯存起來，形成連續(xù)穩(wěn)定的供熱熱源c 四

編號名稱 1熱源
附圖標記對應的部件名稱表 編號名稱
12第一二通分流調節(jié)閥
24第二泵
32真空傳感止回閥
2熱液庫 3回液庫
13第一管道 14第二管道
33防水處理層 34抽真空管 35真空保溫板 36耐溫氣密膜 37反射層
4直供熱ffi戶
15第二二通分流調節(jié)閥
5熱ffl戶 6漂浮物 7取液器 8液體
16第ZI管道 17換熱器 18第四管道 19 丁質
38防潮處理層 39頂棚
9布液器 10第一泵 11第二泵
20 二通換向閥 21保溫隔離層 23四通調節(jié)閥
圖1為實施例1示意圖
圖2為實施例2示意圖
圖3為工質的示意4為熱液庫或回液庫頂棚的保溫示意圖 圖5為實施例3的示意圖
五具體實施方式
實施例1
熱源1是一有色金屬冶煉廠的冷卻機廢熱，其每年產生的可利用熱量為800000MJ，熱 用戶5是一個養(yǎng)豬場，年需供70il(TC的熱300000MJ。從熱源1來的熱工質19被第一泵 10優(yōu)先輸送到熱用戶5供熱，余下的部分工質19或非供熱時間的全部熱工質19經取液器 7流到熱液庫2;供熱時若沒有熱源1來的熱工質19或者熱源1來的工質19不足，第一泵 10經取液器7將熱液庫2中的工質19輸送到熱用戶5，供熱降溫后的工質19被第三泵24 優(yōu)先送回熱源l，余下的流到回液庫3;熱源1送來熱工質19時若第三管道16沒有供熱降 溫后的工質19或流量不足，第三泵24抽取回液庫3中的工質19送回熱源1;若熱液庫2 的工質19溫度低于設定值，第三泵24優(yōu)先從布液器9抽熱液庫2底部的工質19送回熱源 1;工質19既是熱源1的熱循環(huán)工質，也是貯熱液體和供熱循環(huán)工質(如圖1所示)。
熱液庫2和回液庫3的頂棚39和內壁上有防潮處理層38、反射層37、真空保溫板35 防水處理層33，熱液庫2和回液庫3內的液體8面上布滿了厚度6毫米的耐溫泡沫塑料膜 漂浮物6，工質19是比熱3.8kJ/kg,C的防凍液，反射層37是鋁箔(如圖4所示)。
熱液庫2或回液庫3的容積為1105立方米，則熱液庫2的最大蓄熱量為1105 立方米的防凍液溫降50匸所釋放的熱量=209950MJ，公丌的數據顯示僅10厘米厚的真空 保溫板的導熱率可低于0.04瓦/平方米"C，上述保溫措施的綜合導熱率低于0.03瓦/平方米 'C，如果熱液庫2和回液庫3采用立方體形狀，則熱液庫2的散熱面積為641平方米，熱 液庫2室內外平均溫差取7(TC，貝ij:
熱液庫2年散熱量=0.03瓦/平方米1>641平方米x7(TCx24時x365
=U037.6k瓦時二42437MJ
熱液庫2年散熱量小于其最大蓄熱量的25%，系統(tǒng)可以滿足作為熱用戶5的養(yǎng)豬場全年的 熱需求。
實施例2
熱源1是熱電廠的發(fā)電余熱，全年產生的可利用熱量為1.89X 109MJ，給多個供熱系 統(tǒng)熱供熱，本實施例是其中之一。用戶5是多個集中供熱的熱力站，工質19 (如圖3所示) 從熱源1經第一管道13流到第一三通分流調節(jié)閥12，第一三通分流調節(jié)閥12將工質19
6優(yōu)先分配給直供熱用戶4，其余分配給換熱器17，工質19通過換熱器17加熱熱液庫2中 的液體8，換熱降溫后的工質19從第二管道14返回熱源1。熱液庫2或回液庫3的容積為 1000000立方米，其蓄滿的液體8降溫5(TC所釋放的熱量為2.1X10SMJ。熱液庫2與回液 庫3同處一室，熱液庫2在上、回液庫3在下，其間用保溫隔離層21隔開，保溫隔離層21 隨著液體8在上下兩庫之間的增減而升降，熱液庫2的容積趨于最小時回液庫3的容積趨 于最大，回液庫3的容積趨最小時熱液庫2的容積趨于最大，布液器9、換熱器17熱庫隨 保溫隔離層21的升降而升降(如圖2所示)。第一泵10通過取液器7將熱液庫2中的液體 8通過第四管道18輸送到熱用戶5供熱，供熱降溫后的回水通過第三管道16流到回液庫3。 每當有熱工質19流過換熱器17時，在保證熱液庫2的熱水平均溫度高于8(TC度的前提下， 第二泵1通過布液器9輸送液體8到熱液庫2。頂棚39上有防潮處理層38、反射層37、 真空保溫板35防水處理層33，熱液庫2內的液體8面上布滿了厚度10毫米的漂浮物6， 工質19是去離子水、液體8是中水，漂浮物6是耐溫泡沫塑料板，反射層37是噴涂的陶 瓷保溫涂料。在真空保溫板35上設置抽抽真空管34、真空傳感止回閥32，使得真空板35 可反復抽真空(如圖4所示)。 實施例3
工質19 (如圖3所示)從熱源1經第一管道13流到第一三通分流調節(jié)閥12，第一三 通分流調節(jié)閥12將工質19優(yōu)先分配給直供熱用戶4，其余分配給換熱器17，工質19通過 換熱器17加熱熱液庫2中的液體8，換熱降溫后的工質19從第二管道14返回熱源1。熱 液庫2蓄滿的液體8降溫5(TC所釋放的熱量等于熱源1全年可供熱量的二分之一，其容積 為10000立方米，第 -泵10通過取液器7將熱液庫2中的液體8通過第四管道18輸送到 熱用戶5供熱，供熱降溫后的回水通過第三管道16流到回液庫3的底部。熱液庫2與回液 庫3同處一室，換熱器17根據追逐庫內液體8設定的溫度層面上下移動，換熱器17上為 熱液庫2、換熱器17下為回液庫3 (如圖5所示)。頂棚39上有防潮處理層38、反射層37、 真空保溫板35防水處理層33，熱液庫2內的液體8面上布滿了厚度10毫米的漂浮物6， 工質19是去離子水、液體8是中水，漂浮物6是厚度20毫米的油脂漂浮物6，反射層37 是噴涂的陶瓷保溫涂料。在真空保溫板(35)上設置抽抽真空管34、真空傳感止回閥32， 使得真空板35可反復抽真空(如圖4所示)，。
權利要求
1、一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，包括熱源(1)、液體(8)、熱液庫(2)、第一泵(10)、熱用戶(5)、第一管道(13)、第二管道(14)、第三管道(16)、第四管道(18)，其特征是熱源(1)全年產生的可利用熱量小于以其為熱源的所有供熱系統(tǒng)的熱液庫(2)蓄滿的合計液體降溫50℃所釋放熱量的十倍。
2、 按照權利要求1所述的一種利用在C熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其特征 在于系統(tǒng)包含容積大于的1000立方米的回液庫(3)。
3、 按照權利要求2所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其特征 在于其特征是熱源(1)全年產生的可利用熱量小于以其為熱源的所有供熱系 統(tǒng)的回液庫(3)蓄滿的合計液體降溫5(TC所釋放熱量的二十倍。
4、 按照權利要求1所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其特征 在于以同一熱源(1)為熱源的所有供熱系統(tǒng)的熱液庫(2)的容積大于20 力'立方米。
5、 按照權利要求1或2所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其 特征在于熱液庫(2)與回液庫(3)同處一室，熱液庫(2)在換熱器(17) 上、回液庫(3)在換熱器(17)下，換熱器(17)可上下移動。
6、 按照權利要求5所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其特征 在于同處一室的熱液庫(2)與回液庫(3)之間設置保溫隔離層(21)。
7、 按照權利要求1或2所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其 特征在于包含換熱器(17)，熱源(1)來的工質(19)通過換熱器(17)加 熱熱液庫(2)中的液體(8)并與液體(8)相互隔離。
8、 按照權利要求1或2所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其 特征在于系統(tǒng)包含第一三通分流調節(jié)閥(12)、直供熱用戶(4)。
9、 按照權利要求1或2所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其 特征在于熱液庫(2)的頂棚(39)上有防潮處理層(38)、反射層(37)、真 空保溫板(35)、防水處理層(33)，熱液庫(2)或回液庫(3)內的液體(8) 面上布滿了厚度大于O.l毫米并不溶于液體(8)的漂浮物(6)。
10、 按照權利要求9所述的一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，其 特征在于在真空保溫板(35)上設置抽真空管(34)、真空傳感止回閥(32)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用在貯熱液體中積累熱量的供熱系統(tǒng)，貯存熱源連續(xù)或不連續(xù)的熱，形成穩(wěn)定的熱負荷，同時形成連續(xù)穩(wěn)定的供熱熱源，消除熱負荷的變化給熱源造成的波動，增加熱源的安全性、減少相應的維護費用；貯存用熱不足時的富余熱能在用熱高峰時供熱，熱源一年四季產生的可利用熱能因此得到充分的利用。
文檔編號F24D11/00GK101629734SQ200910165490
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權日2009年6月4日
發(fā)明者邢玉明 申請人:邢玉明