一种利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于储热装置测试与评价领域，尤其涉及一种利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统。
【背景技术】
[0002]因为能源和环境的问题，我国正在调整能源结构，大力发展清洁能源，积极开发和利用可再生能源。太阳能因具有分布广泛，方便获取并且清洁等一系列优点，被认为是21世纪最有希望的新能源。但因为受昼夜、季节、云雾、天气以及建筑的影响，使地球上的太阳能变得分散、间歇和不稳定，从而导致使用效率过低。为保证太阳能热利用连续、稳定、高效率地进行，需要利用储热装置。但不同条件下所使用的储热装置不同，所以要对储热装置进行充放热测试来评价其稳定性，并且根据实验数据确定最佳使用条件，或者更改储热装置设计来满足实际应用的需求。但目前还没有简单、易操作、高效的装置，来测试与评价不同储热装置的可逆性、安全性、稳定性以及换热效率。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术中的问题，提供一种利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统，简单高效，且易于操作，方便更换储热单元中的储热材料以及各种形状的导热工质盛装盘管，能对储热单元充放热过程的储热效率、安全性以及循环稳定性进行测试与评价。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统，该系统为封闭式管道回路系统，导热工质在封闭式管道回路系统中流动，沿导热工质流动方向在封闭式管道回路系统上依次设置导热工质储存罐、栗、储热单元，储热单元包括壳体、上盖，壳体与上盖密封配合，壳体内部设置储热材料、导热工质盛装盘管，上盖设置进口管和出口管，导热工质盛装盘管通过进口管、出口管接入封闭式管道回路系统。进口管的一端与栗连接，另一端与导热工质盛装盘管连接；出口管的一端与导热工质盛装盘管连接，另一端与导热工质储存罐连接。
[0005]按上述技术方案，导热工质储存罐包括热罐、冷罐，热罐、冷罐的出口分别与栗连接；沿导热工质的流动方向，在出口管的后方设置阀门，阀门分别与热罐、冷罐的进口连接。
[0006]按上述技术方案，热罐中设置第一控温点，冷罐中设置第二控温点。
[0007]按上述技术方案，在栗与储热单元的进口管之间，沿导热工质流动方向依次设置流速控制器、温度补偿加热器。
[0008]按上述技术方案，在温度补偿加热器和储热单元的进口管之间设置第三控温点。
[0009]按上述技术方案，储热单元内部的导热工质盛装盘管上设置第一测温点、第一测速点、第二测温点，其中第一测温点、第一测速点设置在进口管一侧，第二测温点设置在出口管一侧。
[0010]按上述技术方案，在阀门与冷罐的进口之间，沿导热工质流动方向依次设置第三测温点、冷凝器、第四测温点。
[0011]按上述技术方案，储热单元的壳体包括储热单元外壁、储热单元内壁，储热单元外壁、储热单元内壁均采用耐高温的钢板制成，储热单元外壁与储热单元内壁之间填充保温材料。填充的保温材料采用硅酸铝耐火纤维或硅酸铝耐火纤维与矿渣棉板的组合。
[0012]按上述技术方案，热罐的出口与栗之间、冷罐的出口与栗之间、栗与储热单元的进口管之间、储热单元的出口管与热罐的进口之间的管道均为保温管道。保温管道为在常规管道外部包裹有保温层，保温层采用矿渣棉或者硅酸钙或者膨胀珍珠岩材料。
[0013]按上述技术方案，导热工质为导热油。
[0014]本发明产生的有益效果是:本发明利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统，由于导热油导热系数优于空气、使用温度范围较广、操作简单并且能够重复利用，通过热罐和冷罐中的导热油进行反复充放热实验，可以测试储热单元的循环稳定性；在充放热过程中，通过检测导热油通过储热单元后的温度变化，根据热力学相关公式，可以计算出当前流速时的热交换效率；使用不同流速的导热油通过储热单元，可以得到使热交换效率最大化的最佳导热油流速；本发明使用冷凝器，对从储热单元里流出的高温导热油进行冷凝，可以有效降低导热油温度，避免高温导热油进入冷罐发生意外。本发明系统简单高效且易于操作，方便更换储热单元中的储热材料以及各种形状导热工质盛装盘管，能对储热单元充放热过程的储热效率、安全性以及循环稳定性进行测试与评价。
【附图说明】
[0015]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0016]图1是本发明实施例利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统的结构示意图；
[0017]图2是储热单元外形立体图；
[0018]图3是储热单元左视图；
[0019]图4是图3中沿A-A面剖面图；
[0020]图5是图3中沿B-B面剖面图；
[0021]其中:1_热罐，8-第一控温点，2-冷罐，9-第二控温点，3-栗，10-流速控制器，4-温度补偿加热器，11-第三控温点，12-接口一，13-第一测温点，14-第一测速点，5-储热单元，15-第二测温点，16-接口二，6-阀门，17-第三测温点，7-冷凝器，18-第四测温点，19-常规管道，20-保温管道，21-出口管，22-进口管，23-储热单元外壁，24-保温材料，25-储热单元内壁，26-导热工质盛装盘管。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]本发明实施例中，提供一种利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统，该系统为封闭式管道回路系统，导热工质在封闭式管道回路系统中流动，沿导热工质流动方向在封闭式管道回路系统上依次设置导热工质储存罐、栗、储热单元，储热单元包括壳体、上盖，壳体与上盖密封配合，壳体内部设置储热材料、导热工质盛装盘管，上盖设置进口管和出口管，导热工质盛装盘管通过进口管、出口管接入封闭式管道回路系统。进口管的一端与栗连接，另一端与导热工质盛装盘管连接；出口管的一端与导热工质盛装盘管连接，另一端与导热工质储存罐连接。
[0024]进一步地，导热工质储存触包括热触、冷触，热触、冷触的出口分别与栗连接；沿导热工质的流动方向，在出口管的后方设置阀门，阀门分别与热罐、冷罐的进口连接。
[0025]本发明实施例中，进一步地，热罐中设置第一控温点，冷罐中设置第二控温点。
[0026]本发明实施例中，进一步地，在栗与储热单元的进口管之间，沿导热工质流动方向依次设置流速控制器、温度补偿加热器。本发明实施例中热罐储存的高温(如果温度不够，可以通过温度补偿加热器加热)导热工质，通过栗压出，经由流速控制器和温度补偿加热器控制进入储热单元的导热工质的流速与温度，导热工质通过储热单元后流入热栗中回收，即完成一次充热过程。通过栗压出冷罐中储存的低温导热工质，经由流速控制器控制进入储热单元的导热工质的流速，导热工质通过储热单元后温度升高，经由冷凝器后流入冷栗中回收，即完成一次放热过程。
[0027]本发明实施例中，进一步地，在温度补偿加热器和储热单元的进口管之间设置第三控温点。
[0028]本发明实施例中，进一步地，储热单元内部的导热工质盛装盘管上设置第一测温点、第一测速点、第二测温点，其中第一测温点、第一测速点设置在进口管一侧，第二测温点设置在出口管一侧。
[0029]进一步地，在阀门与冷罐的进口之间，沿导热工质流动方向依次设置第三测温点、冷凝器、第四测温点。
[0030]进一步地，储热单元的壳体包括储热单元外壁、储热单元内壁，储热单元外壁、储热单元内壁均采用耐高温的钢板制成，储热单元外壁与储热单元内壁之间填充保温材料。填充的保温材料采用硅酸铝耐火纤维或硅酸铝耐火纤维与矿渣棉板的组合。
[0031 ] 本发明实施例中，进一步地，热罐的出口与栗之间、冷罐的出口与栗之间、栗与储热单元的进口管之间、储热单元的出口管与热罐的进口之间的管道均为保温管道。保温管道为在常规管道外部包裹有保温层，保温层采用矿渣棉或者硅酸钙或者膨胀珍珠岩材料。
[0032]本发明实施例中，进一步地，导热工质为导热油。
[0033]采用第一控温点、第二控温点、流速控制器、温度补偿加热器、第三控温点控制流入储热单元的导热工质的温度和流速；第三测温点、冷凝器、第四测温点、控制流入冷罐回收的导热工质温度；收集并分析计算第一测温点、第一测速点、第二测温点的数据完成测试与评价目的。
[0034]实施例一:一种利用导热油作为传热介质的储热测试与评价系统，如图1所示，它包括热罐1、第一控温点8、冷罐2、第二控温点9、栗3、流速控制器10、温度补偿加热器4、第三控温点11、接口一 12、第一测温点13、第一测速点14、储热单元5、第二测温点15、接口二16、阀门6、第三测温点17、冷凝器7、第四测温点18、管道(常规管道)19、保温管道20。常规管道在图1中使用细线表示，保温管道使用粗线表示。通过接口一 12和接口二 16可以更换储热单元中的储热材料以及各种形状导热工质盛装盘管。
[0035]设置有第一控温点8的热罐I与栗3相连，经栗3压出的导热工质依次通过流速控制器10、温度补偿加热器4、第三控温点11、储热单元5后流入热罐储存；设置有第二控温点9的冷罐2与栗3相连，经栗3压出的导热工质依次通过流速控制器10、温度补偿加热器4、第三控温点11、储热单元5、第三测温点17、冷凝器7、第四测温点18后流入冷罐储存；储热单元入口设有第一测温点13和第一测速点14，储热单元出口设有第二测温点15。
[0036]第一测温点13和第二测温点15是测量该处的温度，用于测量流入储热单元和流出储热单元导热油的温度，从而计算出储热单元在充放热过程吸收或放出的热量；第三测温点17和第四测温点18是测量流经冷凝器7前后的温度，用于控制流入冷罐导热油的温度；控温点是采集该处的温度，然后再通过温度补偿器使该点达到需要的温度；流速控制器10和第一测速点14可以控制和测量流入储热单元导热油的流速，通过使用不同流速的导热油测试不同储热单元的最适宜流速。
[0037]如图2、图3、图4、图5所示，储热单元5整体为长方体，包括出口管21，进口管22，储热单元外壁23，保温材料24，储热单元内壁25，导热工质盛装盘管26 ;储热单元外壁23与储热单元内壁25采用耐高温的钢板制成，储热单元外壁23与储热单元内壁25之间填充保温材料24以防止热量损失；出口管21和进