[发明专利]一种用于液体储热的斜温层储热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能供热装置，尤其涉及一种用于液体储热的斜温层储热装置。

背景技术

储热技术对于工业余热、可再生能源等不连续能量应用场合意义重大。相比传统高温、低温双体结构的储热系统，采用斜温层原理的单体储热系统具有更低成本的优势。为保障用热设备的入口温度，需要采取措施抑制储热系统中的高温液体与低温液体的掺混与自然对流。中国专利201110196337.0提出了一种带有折流板的斜温层太阳能储热系统。储热罐外表包有保温层，储热罐内布置有多个平行的低导热率的薄的折流板，折流板多层分布、交错布置，在折流板作用下，储热罐内形成蛇形通道。该专利可以将固体储热介质引入储热装置，但是冷热流体之间依然存在传热传质过程。中国专利201210379993.9提出了一种单罐储热系统及单罐储热方法，在储热罐内引入浮动隔热板及配重装置，冷热流体运动依靠冷侧和热侧的泵来驱动，浮动隔热板在浮力的作用下自动上升和下降。系统依靠大量泵与阀门条件，机构复杂，且浮动隔热板重力固定，但储热流体温度变化引发密度变化，进而导致流体对浮动隔热板的浮力发生连续变化，浮动隔热板的配重固定，无法实现对浮动隔热板浮力的连续响应调节，浮动隔热板自动上升和下降难以理想实现。中国专利201020643773.9提出了一种高温熔融盐可移动分隔板单罐蓄热装置，在储热罐内设置有陶瓷隔热板，依靠冷热流体的运动来推动陶瓷隔热板上下移动。由于隔热板不可避免的要存在重力影响，所以在充放热及储热时期，隔热板都会在重力作用下向下移动，导致隔热失效。此外，隔热板与储热罐之间没有设置密封环，充放热过程中，冷热流体容易发生掺混。中国专利200980132726.8提出了一种双热能存储罐，隔热板没有机械驱动方式和支撑方式，在充放热及储热时期，隔热板都会在重力作用下向下移动，导致隔热失效。隔热板与储热罐之间也没有设置密封环，充放热过程中，冷热流体容易发生掺混。中国专利201510317121.3提出了一种温度分层型蓄放热装置，入口布水器为盘管结构，喷嘴向下，靠多孔介质或多孔板均流减少对储热体温度分层扰动，冷热流体之间直接接触，依然存在传热传质过程。因此，有必要针对上述问题开发新型的温度分层储热装置。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的隔热板受重力自动下沉导致隔热失效，或冷热流体由于接触发生掺混导致用热设备入口流体温度降低，或储热装置充放热不能同时进行等缺点，提出一种可应用于液体储热的斜温层储热装置。本发明结构简单、分层稳定、运行工况广泛灵活、有助于提高系统效率。

本发明的技术方案如下：

本发明用于液体储热的斜温层储热装置由变频电机、减速机、热流体入口、热流体入口阀门、保温层、储热罐、螺杆、隔热板、冷流体出口阀门、冷流体出口、冷流体入口、冷流体入口阀门、螺杆轴承、隔热板密封环、导杆密封环、导杆、热流体出口阀门和热流体出口组成。

保温层包裹在储热罐外表面，用以减弱储热罐与外界的热量交换。变频电机、减速机、螺杆组成斜温层储热装置的驱动机构。变频电机和减速机均安装在储热罐顶部外侧。减速机旋转轴竖直安装。减速机旋转轴的上端通过联轴器与变频电机旋转轴连接，减速机旋转轴的下端通过磁力传动联轴器与螺杆非接触式连接。

热流体入口和热流体入口阀门装于储热罐顶部外侧，热流体入口所处的管道一端连通储热罐，热流体入口所处的管道另一端连接集热设备。热流体入口阀门安装在热流体入口所处管道上，热流体入口阀门用于调节热流体入口所处管道的通断。

冷流体出口和冷流体出口阀门装于储热罐底部外侧，冷流体出口所处的管道一端连通储热罐，冷流体出口所处的管道另一端连接集热设备。冷流体出口阀门安装在冷流体出口所处管道上，冷流体出口阀门用于调节冷流体出口所处管道的通断。

热流体出口和热流体出口阀门装于储热罐顶部外侧，热流体出口所处的管道一端连通储热罐，热流体出口所处的管道另一端连接用热设备。热流体出口阀门安装在热流体出口所处管道上，热流体出口阀门用于调节热流体出口所处管道的通断。

冷流体入口和冷流体入口阀门装于储热罐底部外侧，冷流体入口所处的管道一端连通储热罐，冷流体入口所处的管道另一端连接用热设备。冷流体入口阀门安装在冷流体入口所处管道上，冷流体入口阀门用于调节冷流体入口所处管道的通断。