[实用新型]交互式固体粒块换热蓄热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能利用，特别是利用固体粒块及流体实现热能交换、储存和利用。

背景技术

换热器是对热能进行储存的设备，现有的换热器为蒸汽型和液体等换热器；此种热交换工作介质采用流体，因而称为流体换热器。

在工业节能领域，将余热进行回收并储存，通常采用相变技术进行蓄热，在低温领域采用蓄冰技术实现蓄热；

在太阳能领域，采用熔融盐蓄热，虽然熔融盐可以实现高温的储存，但是由于其需要从固态转变为液体，因而需要热能将其加热，同时熔融盐的毒性、经济型、安全性也存在问题，因而熔融盐蓄热的使用受到限制。但其换热器，本质上还是采用液-液或者液-气换热器。

蓄能电站采用电能进行储存，特别是风电及光伏组成的电能，由于其无法实现储存，因而不得不大量的抛弃，造成大量的浪费。如果采用热能进行储存，需要具备大功率的存储能力的储存器。、

本实用新型人发明了固体粒块实现高温的换热，本实用新型就是固体粒块换热技术的一种设备和系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供交互式固体粒块换热蓄热系统，包括至少一个高温固体粒块换热器以及一个低温流体换热器、至少一个固体粒块交互式蓄热器；高温固体粒块换热器与固体粒块交互式蓄热器相互连接，高温固体粒块换热器为固体粒块交互式蓄热器提供热能并通过高温固体粒块或热流体将热能储存在固体粒块交互式蓄热器的蓄热材料中，低温流体换热器与固体粒块交互式蓄热器相互连接，并通过低温热流体与固体粒块交互式蓄热器进行换热，将固体粒块交互式蓄热器蓄热材料中的热能交换到低温热流体中加以利用，高温热流体与低温热流体交互的在固体粒块交互式蓄热器中进行充热和放热过程，实现热能的储存和利用；高温流体温度为400-1500度，低温流体为10-600度。这样通过固体粒块实现了高温的传热、蓄热、换热。

具体发明内容如下：

交互式固体粒块换热蓄热系统，包括固体粒块，保温材料，壳体，保温材料等，其特征是：包括至少一个高温固体粒块换热器以及一个低温流体换热器、至少一个固体粒块交互式蓄热器；高温固体粒块换热器与固体粒块交互式蓄热器相互连接，高温固体粒块换热器为固体粒块交互式蓄热器提供热能并通过高温固体粒块或热流体将热能储存在固体粒块交互式蓄热器的蓄热材料中，低温流体换热器与固体粒块交互式蓄热器相互连接，并通过低温热流体与固体粒块交互式蓄热器进行换热，将固体粒块交互式蓄热器蓄热材料中的热能交换到低温热流体中加以利用，高温热流体与低温热流体交互的在固体粒块交互式蓄热器中进行充热和放热过程，实现热能的储存和利用；

固体粒块换热器由至少含有一个腔体的容器，容器上还是至少两组进口和出口，一组为固体粒块的进口与出口，另外一组为流体的进口和出口，在容器设置有固体粒块与流体的流动通道，固体粒块的流动通道连接容器内固体粒块的进口和出口，固体粒块可以从进口进入到容器内，然后从经固体粒块流动通道后从出口流出，同时流体的流动通道连接容器内流体的进口和出口，流体可以从进口进入到容器内，然后从经流体的流动通道后从出口流出，固体粒块与流体通过流动通道时实现相互的换热，从而实现固体粒块与流体的换热；

固体粒块交互式蓄热器由蓄热材料和壳体组成，蓄热材料采用固体粒块，固体粒块之间形成多个通道，有多个通道可以使流体（高温或低温）在其通道内进行流动，高温热流体在多个通道内流体为蓄热材料充热，低温热流体在多个通道内流体实现放热，高温热流体与低温热流体交互的在固体粒块交互式蓄热器中进行充热和放热过程，实现对蓄热材料的充热或放热；

高温流体温度为400-1500度，低温流体为10-600度。

所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在的沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置；两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于流体进行流通，在固体粒块内设置有空腔，在空腔内设置有蓄热材料。

所构成的流体通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀。

固体粒块为多孔砖，垒砌在固体粒块交互式蓄热器中，多孔砖的垒砌过程中，保证多孔砖之间的孔相互连接为一个通道，使得流体可以从其中通过，实现热能的交换。

固体粒块换热器或者固体粒块交互式蓄热器中，换热结构选自下列一种：