[发明专利]一种用于余热回收的实验装置及方法

说明书

一种用于余热回收的实验装置及方法，装置包括蓄热系统、放热系统和电控箱；方法：蓄热：对蓄热系统和放热系统进行注水，直至处于满水状态；打开电控箱总开关；打开恒温水箱加热开关对水加热，直至达到实验设定温度；恒温水箱内的热水进入换热器的内管，热水对内管和外管之间填充的相变材料进行加热，相变材料吸热熔化并进行蓄热，直至相变材料全部熔化；放热：换热器中的热水进入散热器环路中循环流动放热；经散热器放热后的回水经水泵二进入换热器，水温低于相变材料的相变温度，相变材料凝固放热用于加热回水，回水升温后进入散热器进行散热，循环至相变材料完全凝固完成放热过程。本发明利于热能供应和需求在时间和空间上进行较好的匹配。

技术领域

本发明涉及一种用于余热回收的实验装置及方法，属于能源处理实验设备技术领域。

背景技术

我国工业余热资源丰富，能源利用潜力巨大，回收利用工业余热是节能减排工作的重中之重。根据余热资源在利用过程中能量转换的特点，工业余热利用技术可分为热功转换技术、热交换技术和余热制热制冷技术三种。

但由于工业余热、废热存在着间歇性、能级跨度大、分散性等特点，难以集中稳定供应，现有的工业余热利用技术仍然不能合理使用这些不稳定能源，难以对热能供应和需求上在时间和空间上进行较好的匹配。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于余热回收的实验装置及方法，该回收装置和方法能够对热能供应和需求在时间和空间上进行较好的匹配，使间歇性、分散性的能源得以合理利用。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于余热回收的实验装置，包括蓄热系统、放热系统和电控箱；

所述的蓄热系统包括恒温水箱、温度计一、球阀一、流量计一、水泵一、换热器和温度计二；恒温水箱出水口与球阀一一端连通，球阀一另一端连通水泵一，水泵一另一端与换热器进水端连通，换热器出水端的支路一与恒温水箱回水口连通；温度计一设置于恒温水箱出水口至球阀一之间的管路上，温度计二设置于换热器至恒温水箱回水口之间的管路上；流量计一设置于球阀一和水泵一之间的管路上；恒温水箱和水泵一均与电控箱连接；

所述的放热系统包括球阀二、流量计二、温度计三、散热器、温度计四和水泵二；球阀二的一端与换热器出水端的支路二连通，球阀二另一端与散热器进水端连通，散热器出水端与水泵二一端连通，水泵二另一端与换热器进水端连通；流量计二设置于球阀二与散热器之间的管路上；温度计三设置于球阀二与散热器之间的管路上，温度计四设置于散热器与水泵二之间的管路上；水泵二与电控箱连接。

进一步地，换热器出水端与恒温水箱之间的支路一上还设置有排气阀。

进一步地，所述换热器为呈W形的套管式换热器，其包括内管和外管，内管外壁和外管内壁之间的腔体内填充相变材料，所述相变材料为20％的62石蜡与8O％硬脂酸的混合物和石墨按照17:3的重量比例制备而成。

进一步地，所述内管为直径*壁厚为Ф89*2的304不锈钢管，外管为直径*壁厚为Ф168*3的304不锈钢管；外管上还设有透明观察口。

进一步地，在恒温水箱和球阀一之间设有过滤器一；在球阀二与换热器出水端之间的支路二上设有过滤器二。

进一步地，所述换热器和管路外部均包裹橡塑保温棉。

一种用于余热回收的实验方法，包括如下步骤：

1)蓄热：

①对蓄热系统和放热系统进行注水，直至蓄热系统和放热系统都处于满水状态；打开电控箱总开关；

②打开恒温水箱加热开关对恒温水箱中的水进行加热，直至达到实验设定的高于相变材料的温度后，关闭加热开关；