[发明专利]一种相变砖蓄热装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种相变砖蓄热装置及其工作方法，装置包括蓄热体保温层、蓄热结构、换热风机、空间分隔板、盘管换热器、蒸汽进出口管路和水进出口管路；所述蓄热结构为相变砖堆垛而成的蓄热体，并且所述蓄热体中间设置有孔洞作为空气换热流道；所述相变砖包括外壳，以及填充在所述外壳内的相变蓄热材料。本发明利用低品位热源蒸汽进行储热，并且将固体蓄热和熔盐储热相结合，既提高了能源的利用率，实现了大规模出热的应用，又避免了熔融盐腐蚀性强的缺陷。

技术领域

本发明属于蒸汽蓄热技术领域，具体涉及一种相变砖蓄热装置及其工作方法。

背景技术

储热技术是以储热材料为媒介将太阳能光热、地热、工业余热、低品位废热等热能储存起来，在需要的时候释放；力图解决由于时间、空间或强度上的热能供给与需求间不匹配所带来的问题，最大限度地提高整个系统的能源利用率而逐渐发展起来的一种技术。储热技术具有储能容量大、储存周期长、成本低等优点，目前常用储热技术有固体蓄热、熔盐蓄热等。

低谷电固体蓄热设备是一种先进、高效的清洁供热产品，低谷电固体蓄热原理是将电网滞纳的低谷电能转化成热能储存起来，用于白天高峰电时供暖或供热水使用，或者利用风电将不稳定的风能蓄存起来，变成稳定的热源往外输出，属于清洁无污染产品。

固体蓄热设备工作原理：在蓄热体内电热丝通电发热，由电能转化为热能，通过热交换将热能存储于固体蓄热体中。主要是利用低谷电或弃风电来加热蓄热池，满足白天高峰时段的用热需求。但是此种方式是将高品位的电能转化为低品位的热能，能源利用不合理，有一定的局限性。熔盐蓄热目前使用的熔盐多为氯化盐，氯化盐价格一般都很便宜，可以制成不同熔点的混合盐，缺点是腐蚀性强，蓄热密度比较小。

综上，两种常见的储热方式都具有一定的缺陷，因此需要开发一种解决上述问题的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相变砖蓄热装置及其工作方法，将利用低品位热源蒸汽进行储热，并且将固体蓄热和熔盐储热相结合，既提高了能源的利用率，实现了大规模出热的应用，又避免了熔融盐腐蚀性强的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供了一种相变砖蓄热装置，包括蓄热体保温层、蓄热结构、换热风机、空间分隔板、盘管换热器、蒸汽进出口管路和水进出口管路；

所述蓄热结构为相变砖堆垛而成的蓄热体，并且所述蓄热体中间设置有孔洞作为空气换热流道；所述相变砖包括外壳，以及填充在所述外壳内的相变蓄热材料；

所述蓄热结构设置于所述蓄热体保温层之内，且所述蓄热结构的两端分别与所述蓄热体保温层之间分别设置第一预留空间和第二预留空间，第一预留空间由所述空间分隔板分隔为上通道和下通道；

所述盘管换热器包括风道外壳以及设置于所述风道外壳内的换热盘管；所述换热盘管的一端连接所述蒸汽进出口管路，另一端连接所述水进出口管路；所述风道外壳的第一端连通换热风机的风机进口，第二端连通换热风机的风机出口；

所述风道外壳、风机出口、上通道、与上通道连通的空气换热流道、第二预留空间、与下通道连通的空气换热流道、下通道、风机进口和风道外壳组成换热循环空间。

作为本发明的一种可选方案，所述蓄热体保温层设置于围护结构之内。

作为本发明的一种可选方案，所述蓄热结构之内还设置有电加热组件，所述电加热组件位于相邻两个所述空气换热流道之间。

作为本发明的一种可选方案，所述相变砖的外壳为金属、陶瓷、耐火材料、石墨、碳化硅、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化锆、碳纳米管、碳纤维及石墨烯中任意一种材料制成。

作为本发明的一种可选方案，所述相变蓄热材料为有机相变蓄热材料或无机相变蓄热材料中任意一种。