[发明专利]一种基于潜热型传热流体的宽温域的移动供热系统

说明书

本发明公开了基于潜热型传热流体的宽温域的移动供热系统，包括：相变微热管悬浮液、相变储热分配器、换热管、温度控制器及车罐，车罐内设有相连的低温相变储热单元、中温相变储热单元及高温相变储热单元，相变微热管悬浮液充斥在相变储热单元中，换热管分布在相变储热单元中，换热管两端作为接口，低温相变储热单元、中温相变储热单元及高温相变储热单元的换热管依次连接，高温相变储热单元的换热管的外接端连接相变储热分配器，车罐设有温度控制器。本发明可储存不同温度下的热量，相变材料的加入提高了蓄热的能力，从而提高了移动供热的能力，提高系统的经济性。

技术领域

本发明涉及基于一种潜热型传热流体的宽温域的移动供热系统，属于移动供热和相变储热领域。

背景技术

我国的耗能主要集中在工业领域，工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30%左右。除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因，我国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低约10%，至少约有50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。我国工业余热资源丰富，它包括高温废气余热冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热等，余热资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，其中可回收率达60%，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大。当前余热资源的特点是:由于工艺生产过程中存在周期性、间断性或生产波动，导致余热量不稳定；余热介质性质恶劣，如烟气中含尘量大或含有腐蚀性物质；余热利用装置受场地、生产状况等固有条件限制，因此工业余热资源利用系统或设备运行环境相对恶劣，要求设备具有适用能力强且稳定运行的特性，能适应多变的生产工艺要求，设备部件可靠性高，初期投入成本高，从经济性出发，需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置，综合利用能量，以提高余热利用系统设备的效率。目前一些工业企业不在热力企业的管网覆盖范围内，通常采用自建燃煤、燃油以及燃气锅炉，这些锅炉的运行效率低和排放的污染物多，对环境的影响较大，也有部分企业采用清洁的电锅炉供热，但供热成本又较高。因此，采用移动蓄热的供热方式进行余热回收，然后提供给工业用户，是解决工业用户用热困境的有效途径之一。

当前移动供热装置主要采用水和相变材料为蓄热介质，通过蓄热介质将工业企业的余热进行回收和利用。目前应用较多的是常压运输100°C以内的热水移动供热装置，该装置的主要优点是设备成本较低、蓄放热时间短，但最大缺点是蓄热能力小，运输成本高，经济效益差。此外，还有部分相变蓄热移动供热装置被应用，该装置的优点是蓄热能力大，运输成本低，但缺点是设备投资大，蓄放热时间长。针对当前两类移动供热装置存在的问题，研制出一种具有高储能密度、高导热的复合相变储能材料应用于移动供热设备中，根据余热的性质特点设计不同的换热结构，从而提高移动供热车的蓄热能力，降低移动供热的运输成本，同时为用户提供蒸汽和热水。本项目研究的移动供热车可广泛应用于各类工业的废热和废气，与本项目类似的相关专利国内外还没有出现，国家也未出台针对移动供热装置的技术标准，本项目实施后对国家建立移动供热装置技术标准具有极大的参考价值。

鉴于上述背景，将具有相变蓄能材料与移动供热设备相结合的系统，既能广泛应用于各类工业的废热和废气，又能为用户提供蒸汽和热水。

发明内容

为了解决背景技术问题，本发明提出了一种基于潜热型传热流体的宽温域的移动供热系统，包括：相变微热管悬浮液、相变储热分配器、换热管、温度控制器及车罐，所述的相变微热管悬浮液可以用物理法或化学法制成，所述车罐内设有相连的低温相变储热单元、中温相变储热单元及高温相变储热单元，所述的相变微热管悬浮液充斥在相变储热单元中，所述的换热管分布在相变储热单元中，换热管两端作为接口，低温相变储热单元、中温相变储热单元及高温相变储热单元的换热管依次连接，所述的高温相变储热单元的换热管的外接端连接相变储热分配器，所述的车罐设有温度控制器；当温度控制器被设定所需的温度时，温度控制器会发出信号，启动相变储热分配器向溶气罐供热储热，直到温度达到设定值，温度控制器发出信号停止热源供热储热后，即可将车罐移动至目标位置进行供热。