三腔流體加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用實(shí)現(xiàn)熱能的蓄熱加熱利用的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱器是對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存的設(shè)備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲(chǔ)存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
在太陽(yáng)能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲(chǔ)存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問(wèn)題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0003]在太陽(yáng)能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0004]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲(chǔ)存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無(wú)法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，需要具備大功率的存儲(chǔ)能力的儲(chǔ)存器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種三腔流體加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)，將流體由熱源進(jìn)行加熱，然后與設(shè)置由三個(gè)腔體的容器進(jìn)行換熱，容器設(shè)置有三個(gè)腔體，一個(gè)為充熱腔體，一個(gè)為蓄熱腔體，一個(gè)為換熱腔體，蓄熱腔體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料，流體由換熱腔體進(jìn)入，為蓄熱材料進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)熱能的加熱換熱蓄熱傳熱。
[0006]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
三腔流體加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)，包括蓄熱材料，殼體，保溫材料，流體等，其特征是:
蓄熱器為至少設(shè)置有三個(gè)腔體，一個(gè)為充熱腔體，一個(gè)為蓄熱腔體，一個(gè)為換熱腔體，在充熱腔體以、蓄熱腔體、換熱腔室內(nèi)設(shè)置有至少一組進(jìn)口與出口，在充熱腔體與蓄熱腔體以及蓄熱腔體與換熱腔體之間設(shè)置有換熱器件，將熱能進(jìn)行交換，蓄熱腔體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料；
高溫的流體為第一流體，第一流體從充熱腔體進(jìn)口進(jìn)入充熱腔體，通過(guò)設(shè)置在充熱腔體與蓄熱腔體之間的換熱器件實(shí)現(xiàn)換熱，與蓄熱材料完成換熱后從出口流出；
在蓄熱腔體內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存；
蓄熱器可以在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要利用熱能的地區(qū)；
當(dāng)需要利用蓄熱器中的熱能時(shí)，將溫度低于蓄熱材料的溫度的第二流體從換熱腔室的進(jìn)口流入蓄熱器，第二流體與蓄熱材料進(jìn)行換熱后再經(jīng)換熱腔體出口流出，實(shí)現(xiàn)熱能的利用；
蓄熱材料選擇自下列至少一種或多種:熔融鹽、液態(tài)金屬、固體粒塊、混凝土、沙石或鵝卵石、鋼渣或鐵渣、導(dǎo)熱水泥、相變材料。
[0007]所述的換熱器器件，實(shí)現(xiàn)充熱腔體與蓄熱腔體以及蓄熱腔體與換熱腔體之間進(jìn)行換熱，，換熱器件選擇下列方式之一進(jìn)行換熱:
A、流體管道換熱:在充熱腔體與蓄熱腔體以及蓄熱腔體與換熱腔體之間設(shè)置有多個(gè)管道，為流體換熱管道，管道由金屬非金屬以及復(fù)合管道組成，管道的進(jìn)口與出口與換熱腔室內(nèi)部的進(jìn)口與的出口相互連通，使得流體可以在管道內(nèi)流動(dòng)，流體由泵提供驅(qū)動(dòng)；
B、熱管換熱:采用重力熱管或循環(huán)熱管，充熱腔體與蓄熱腔體之間的熱管，熱管的一部分設(shè)置在充熱腔體內(nèi)另一部分設(shè)置在蓄熱腔體內(nèi)；蓄熱腔體與換熱腔體之間的熱管，熱管的一部分設(shè)置在蓄熱腔體內(nèi)另一部分設(shè)置在換熱腔體內(nèi)。
[0008]所述的流體換熱管道選自下列一種或組合:
A、螺旋管；
B、管道的內(nèi)部或者和外壁設(shè)置有換熱翅片；
C、彎曲的管道；
D、其直徑可以變化的管道；
E、管道的外壁上設(shè)置有可以與固體粒塊相互連接的凹凸結(jié)構(gòu)；
F、由不同的金屬?gòu)?fù)合而成的管道；
G、管道的內(nèi)或者外壁上設(shè)置有防腐涂層。
[0009]流體為下列一種或多種:熔融鹽、液體(含水或?qū)嵊?、氣體(含空氣)、液態(tài)金屬、等離子態(tài)、超臨界體。
[0010]所述的液態(tài)金屬為下列一種或者多種或其化合物:萊，銫，鎵，銣，鉀，鈉，銦，鋰，錫，鉍，鉈，鎘，鉛，鋅，銻，鎂，鋁。
[0011]多組熱源共同與一個(gè)中央蓄熱器進(jìn)行連接，將多個(gè)采集系統(tǒng)采集的熱能進(jìn)行集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模大功率的應(yīng)用。
[0012]所述的中央蓄熱器由一個(gè)設(shè)置有多個(gè)充熱腔體、多個(gè)換熱腔體，一個(gè)或多個(gè)蓄熱腔體的容器組成；每個(gè)充熱腔體以及換熱腔室設(shè)置有至少一組進(jìn)口與出口，多組熱源加熱的第一流體從多個(gè)換熱腔體進(jìn)口進(jìn)入與蓄熱器完成換熱后從出口流出。
[0013]中央蓄熱器在本地或者被移動(dòng)到設(shè)定的區(qū)域后進(jìn)行放熱，第二流體分別或者同時(shí)進(jìn)入到中央蓄熱器的換熱腔體，與蓄熱腔體內(nèi)的蓄熱材料完成換熱。
[0014]采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明利用設(shè)置三個(gè)腔室體，完成熱源的存儲(chǔ)和利用，可以適合于0-1200度溫度的蓄熱。
[0015]2、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蓄熱，將蓄熱器移動(dòng)到需要的地方實(shí)現(xiàn)熱能的采集及利用。
[0016]3、本發(fā)明可以應(yīng)用于太陽(yáng)能以及太陽(yáng)能互補(bǔ)的地?zé)?、生物質(zhì)等多能源領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)熱能的儲(chǔ)存和利用。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是熱管二腔流體加熱傳熱畜熱系統(tǒng)不意圖。
[0018]圖2是二腔流體加熱傳熱畜熱系統(tǒng)不意圖。
[0019]圖3是移動(dòng)二腔流體加熱傳熱畜熱系統(tǒng)不意圖。
[0020]圖中標(biāo)號(hào)含義:
1:蓄熱材料進(jìn)口，2:蓄熱材料出口，3:換熱腔體進(jìn)口，4:換熱腔體出口，5:熱管再生管6:蓄熱材料腔體，7:換熱腔體，8:腔室隔板，9:熱源，10:蓄熱材料，11:充熱腔體，12:充熱腔體進(jìn)口，13熱源，14 ;運(yùn)輸車(chē)輛，15:加熱熱管，16:充熱腔體出口，17:換熱熱管，18:流體管道換熱管。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1、熱管三腔流體加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)
圖1所示一個(gè)含有三個(gè)腔體的容器，其中一個(gè)充熱腔體11，設(shè)置有流體進(jìn)出口 12、16 ；換熱腔體7，設(shè)置有流體進(jìn)出口 3、4 ;蓄熱材料腔體6 ;設(shè)置有進(jìn)出口 1、2 ；
含有兩種熱管，第一種為加熱熱管15，第二種為換熱熱管17，加熱熱管15的蒸發(fā)端設(shè)置在充熱腔體11，冷凝端設(shè)置在蓄熱材料腔體6，并與蓄熱材料10進(jìn)行緊密連接，并與蓄熱材料10的換熱，換熱熱管17的蒸發(fā)端設(shè)置在蓄熱材料腔體6內(nèi)，并與蓄熱材料10進(jìn)行緊密連接，并與蓄熱材料10的換熱，冷凝端設(shè)置在換熱腔體7內(nèi)；
在蓄熱材料腔體6內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料10，蓄熱材料10與換熱熱管或者加熱熱管進(jìn)行連接換熱，蓄熱材料10填充入整個(gè)蓄熱材料腔體6內(nèi)；
在充熱腔體11以及熱管冷凝腔體7上設(shè)置以及蓄熱腔體6有流體的進(jìn)出口，在蓄熱材料腔體6上設(shè)置有進(jìn)出口，可以將蓄熱材料10從腔體內(nèi)放置或者取出；
在容器的外部有保溫材料，保溫材料的外部設(shè)置有箱體；
加熱過(guò)程中，將溫度高于蓄熱材料10的加熱流體從充熱腔體的進(jìn)口 12進(jìn)入容器，經(jīng)與加熱熱管換熱后從熱管蒸發(fā)腔體的出口 16流出，熱能由熱管傳熱到蓄熱材料腔體6內(nèi)并與蓄熱材料10進(jìn)行換熱，蓄熱材料10的熱能被交換到流體中進(jìn)行蓄熱；
蓄熱器可以用于在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要的地區(qū)；
當(dāng)需要利用蓄熱器中的熱能時(shí)，將溫度低于蓄熱材料10的換熱流體從換熱腔體7的進(jìn)口 3流入，換熱流體與換熱熱管進(jìn)行換熱后吸收熱能經(jīng)出口 4流出，換熱熱管吸收蓄熱材料10的熱能與換熱流體進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)熱能的利用。
[0022]在熱管的蒸發(fā)端的液面一下位置上，設(shè)置一個(gè)與每一個(gè)熱管相互聯(lián)通的再生管5，再生管與每一個(gè)熱管進(jìn)行連接，當(dāng)熱管工作介質(zhì)不能滿(mǎn)足設(shè)定的換熱效率時(shí)，打開(kāi)熱管再生腔室，從設(shè)置的熱管再生連接管將熱管內(nèi)的工作介質(zhì)排出，后將新的工作介質(zhì)灌裝到熱管內(nèi)部，并保持真空度進(jìn)行密閉，從而實(shí)現(xiàn)熱管的再生，保證熱管的壽命可以達(dá)到30年。
[0023]本實(shí)施例中，蓄熱材料10采用硝酸鉀70%和硝酸鈉30%組成的熔融鹽，加熱溫度為500度，加熱流體采用氣態(tài)空氣，換熱流體采用水，熱管采用高溫重力熱管，其工作介質(zhì)采用鉀60%與鈉40%的混合物。
[0024]實(shí)施例2、三腔流體加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)圖2所示由三個(gè)腔體的容器，含有三個(gè)腔體的容器，其中一個(gè)充熱腔體11，設(shè)置有流體進(jìn)出口 12、16 ;換熱腔體7，設(shè)置有流體進(jìn)出口 3、4 ;蓄熱材料腔體6 ;設(shè)置有進(jìn)出口 1、2 ；充熱腔室與蓄熱腔室換熱采用流體換熱管道進(jìn)行換熱，換熱管道的一端設(shè)置在充熱腔室并與充熱腔室進(jìn)口進(jìn)行連通，另外一部分管道設(shè)置在蓄熱腔室內(nèi)，并與蓄熱材料10進(jìn)行緊密連接，并與蓄熱材料10的換熱，管道的出口部位與充熱腔室的出口進(jìn)行聯(lián)通，這樣流體可以與蓄熱材料進(jìn)行換熱。
[0025]換熱熱管17的蒸發(fā)端設(shè)置在蓄熱材料腔體6內(nèi)，并與蓄熱材料10進(jìn)行緊密連接，并與蓄熱材料10的換熱，冷凝端設(shè)置在換熱腔體7內(nèi)；
在蓄熱材料腔體6內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料10，蓄熱材料10與換熱熱管或者加熱熱管進(jìn)行連接換熱，蓄熱材料10填充入整個(gè)蓄熱