一种移动式梯级相变蓄热供热车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及蓄热、供热技术领域，特别是一种可移动的蓄热供热装置。
【背景技术】
[0002]能源是人类生存和发展的基础，在经济持续高速增长的同时，人类对能源的消耗也不断增长，但是由于能源的利用效率普遍偏低，一方面大量的工业余热因无法有效利用被白白浪费掉；另一方面许多热能用户依靠自备锅炉来产生热能，造成日益突出的能源短缺和环境污染等问题，因此节能减排、回收余热、提高能源综合利用率是解决能源问题的根本途径。但一般工业余热的回收与其利用之间存在时间和地域性的差异，因此如何解决这一难题，充分利用余热资源成为亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种移动式梯级相变蓄热供热车，采用车载的高温、中温和低温的梯级相变材料进行蓄热和放热，能够有效地提高能源的利用率，具有灵活方便、应用范围广的特点。
[0004]本实用新型的技术问题是以下述技术方案实现的:
[0005]—种移动式梯级相变蓄热供热车，它包括运输车和蓄热罐体，蓄热罐体固定在运输车上；所述蓄热罐体内部设有相变蓄热装置、用户端换热器和余热利用端换热器，所述用户端换热器和余热利用端换热器分别与相变蓄热装置连接；所述相变蓄热装置包括由隔板分隔的高温相变材料蓄热室、中温相变材料蓄热室和低温相变材料蓄热室，三级蓄热室内分别设有换热管，蓄热室之间的换热管串联。
[0006]上述移动式梯级相变蓄热供热车，所述用户端换热器和余热利用端换热器均为管壳式换热器。
[0007]上述移动式梯级相变蓄热供热车，所述换热管采用螺旋翅片管。
[0008]上述移动式梯级相变蓄热供热车，所述高温相变材料蓄热室填充的相变材料为熔融盐，中温相变材料蓄热室填充的相变材料为结晶水合盐有机物或高分子材料，低温相变材料蓄热室填充的相变材料为石蜡。
[0009]上述移动式梯级相变蓄热供热车，所述相变蓄热装置的外部设有保温层。
[0010]本实用新型采用上述技术方案，设置高温、中温和低温三级相变材料蓄热室，利用三级蓄热室中的相变材料对热能进行梯级存储和释放。解决现有的热能存储装置无法将高温热能按照不同品质进行分段梯级存储利用的问题，提高了相变蓄热装置的换热系数，缩短了充放热时间，提高了能源的利用率。与单级相变蓄热相比，梯级相变蓄热使放热流体与相变材料之间的传热温差基本保持不变，因此能保持较恒定的热流使相变材料吸热熔化，整体上提高了材料的吸热速率。
[0011]可移动的运输车上放置蓄热罐体，罐体内的结构设计合理，通过相互之间连接的管道将三级蓄热室与控制部件及换热器等部分的连接成一体。适用范围广，运动灵活、使用方便，打破了传统的管道运输模式，降低了供热的成本。利用移动式蓄热技术可以将热电厂、冶炼厂、化工厂、焦化厂等高耗能企业产生的余热回收储存起来，输送至附近的医院、学校、洗浴中心、宾馆、居民小区等热能用量较大的用户处，为其提供热水、供暖，或可作为吸收制冷机组的工作热源使用，因此它的推广应用既可使工业余热得到有效利用，又减少了部分热能用户化石燃料的消耗，降低经营成本的同时有效减少二氧化碳等温室气体的排放，是一条合理利用能源及减轻环境污染的有效途径。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图中各标号清单为:1、运输车，2、蓄热罐体，3、相变蓄热装置，4、高温相变材料蓄热室，5、中温相变材料蓄热室，6、低温相变材料蓄热室，7、用户端换热器，8、余热利用端换热器，9、用户端进口，10、用户端出口，11、蒸汽管出口，12、蒸汽管进口，13、换热管，14、隔板，15、工质栗，16、操作A阀，17、低温相变材料注料管，18、中温相变材料注料管，19、高温相变材料出料管，20、低温相变材料出料管，21、中温相变材料出料管，22、高温相变材料出料管，23、测量仪表，24、操作B阀。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0015]如图1所示，本实用新型包括运输车1和蓄热罐体2，蓄热罐体2固定在运输车1上。所述蓄热罐体2内部设置相变蓄热装置3、用户端换热器7和余热利用端换热器8，蓄热罐体2的罐体外和相变蓄热装置3的外部都附有具有保温性能的复合层。所述相变蓄热装置3内镶嵌有两块隔板14，将其内部分为互不联通三部分，分别为高温相变材料蓄热室
4、中温相变材料蓄热室5和低温相变材料蓄热室6。每一级蓄热室的上部分别连接有注料管，下部分别连接有出料管，注料管和出料管上设置有阀门。
[0016]高温、中温和低温的三级蓄热室内部分别安装换热管13，三级蓄热室之间换热管13为串联结构，即上一级蓄热室内的换热管与下一级换热管相连通，高温相变材料蓄热室4和低温相变材料蓄热室6中的换热管连接至相变蓄热装置3的外部。换热管采用螺旋翅片管。换热管13内装有导热流体，导热流体为导热油，作为蓄热放热的媒介。高温相变材料蓄热室4、中温相变材料蓄热室5和低温相变材料蓄热室6内的换热管周围分别填充有高温相变材料、中温相变材料和低温相变材料。所述高温相变材料为熔融盐，中温相变材料为结晶水合盐有机物或高分子材料，低温相变材料为石蜡。发生相变蓄热时，导热流体的流向依次通过高温、中温和低温相变材料；发生相变放热时，导热流体的流向反向，依次通过低温、中温和高温相变材料。相变蓄热装置3和换热器之间设有工质栗15，导热流体的流向由工质栗15控制。
[0017]用户端换热器7和余热利用端换热器8均为管壳式换热器，用户端换热器7的管束与用户端的冷水连接，壳体与相变蓄热装置3连接。余热利用端换热器8的管束与余热蒸汽连接，壳体与相变蓄热装置3连接。余热利用端换热器8是利用工业余热加热换热管13中的导热流体，导热流体作为传热媒介使三级蓄热室的相变材料发生相变，存储热能；用户端换热器7再将存储的热能通过导热流体传给热用户。管路上设置若干测量仪表23，所述测量仪表23包括热量表、温度调节阀、压力表和温度计。
[0018]以下对本实用新型的工作过程做进一步说明:
[0019]蓄热过程:蓄热供热车停放在工业企业中具有蒸汽余热的端口，将蒸汽端口接入余热利用端换热器8的蒸汽管进口 12，蒸汽从蒸汽管进口 12进入余热利用端换热器8，完成换热的蒸汽直接从蒸汽管出口 11流出。开启操作A阀16和操作B阀24，开启工质栗15使导热流体流动，将余热利用端换热器8中的导热流体送至相变蓄热装置3中进行换热，导热流体依次通过高温相变材料蓄热室4、中温相变材料蓄热室5、低温相变材料蓄热室6，完成换热的导热流体经过循环管路流回余热利用端换热器8内进行再次加热。持续以上循环过程，同时利用测量仪表23进行热计量。相变材料逐渐蓄热并发生相变，达到设定温度时，蓄热过程结束。蓄热过程中，蓄热罐体的压力和温度不断升高，通过设置过压保护装置，保证蓄热过程中蓄热罐体的安全性。蓄热完成以后，蓄热供热车去热源的用户端进行放热。
[0020]放热过程:用户端的冷水从用户端进口 9进入用户端换热器7，开启操作阀16和操作B阀24，开启工质栗15使导热流体流动，导热流体依次通过低温相变材料蓄热室6、中温相变材料蓄热室5、高温相变材料蓄热室4，并在三级蓄热室中被逐级加热。完成换热的导热流体输送至用户端换热器7内与冷水进行换热。被加热的冷水达到要求的温度以后，从用户端出口 10送到用户。持续以上循环过程，同时利用测量仪表进行热计量，等相变材料逐渐放热并发生晶格凝固时，放热过程结束。
【主权项】
1.一种移动式梯级相变蓄热供热车，它包括运输车(1)和蓄热罐体(2)，蓄热罐体(2)固定在运输车(1)上；其特征在于，所述蓄热罐体(2)内部设有相变蓄热装置(3)、用户端换热器(7)和余热利用端换热器(8)，所述用户端换热器(7)和余热利用端换热器(8)分别与相变蓄热装置(3)连接；所述相变蓄热装置包括由隔板(14)分隔的高温相变材料蓄热室(4)、中温相变材料蓄热室(5)和低温相变材料蓄热室(6)，三级蓄热室内分别设有换热管(13)，蓄热室之间的换热管(13)串联。2.根据权利要求1所述的移动式梯级相变蓄热供热车，其特征在于，所述用户端换热器(7)和余热利用端换热器(8)均为管壳式换热器。3.根据权利要求2所述的移动式梯级相变蓄热供热车，其特征在于，所述换热管(13)采用螺旋翅片管。4.根据权利要求3所述的移动式梯级相变蓄热供热车，其特征在于，所述高温相变材料蓄热室(4)填充的相变材料为熔融盐，中温相变材料蓄热室(5)填充的相变材料为结晶水合盐有机物或高分子材料，低温相变材料蓄热室(6)填充的相变材料为石蜡。5.根据权利要求1-4任一项所述的移动式梯级相变蓄热供热车，其特征在于，所述相变蓄热装置(3)的外部设有保温层。
【专利摘要】一种移动式梯级相变蓄热供热车，它包括运输车和蓄热罐体，蓄热罐体固定在运输车上；所述蓄热罐体内部设有相变蓄热装置、用户端换热器和余热利用端换热器，所述用户端换热器和余热利用端换热器分别与相变蓄热装置连接；所述相变蓄热装置包括由隔板分隔的高温相变材料蓄热室、中温相变材料蓄热室和低温相变材料蓄热室，三级蓄热室内分别设有换热管，蓄热室之间的换热管串联。本实用新型采用用车载的高温、中温和低温的梯级相变材料进行蓄热和放热，能够有效地提高能源的利用率，具有灵活方便、应用范围广的特点。
【IPC分类】F28D20/02
【公开号】CN205014875
【申请号】CN201520765513
【发明人】王美俊, 田松峰
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月30日