本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種儲熱裝置及使用該儲熱裝置的電蓄熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人類對能源需求的增長以及環(huán)境問題的日益嚴峻，電加熱導熱油爐技術(shù)成為解決能源問題的一種有效途徑。儲熱技術(shù)由于可以實現(xiàn)電加熱導熱油爐供暖系統(tǒng)24小時連續(xù)運行，成為電加熱導熱油爐技術(shù)推向商業(yè)化的關(guān)鍵。

目前已經(jīng)商業(yè)化運行的供暖系統(tǒng)中，儲熱系統(tǒng)大部分采用雙罐熔融鹽儲熱系統(tǒng)。但是熔融鹽儲熱技術(shù)存在儲熱材料熔點高，運行和投資成本高等缺點。固體儲熱技術(shù)(混凝土，陶瓷，pcm)由于材料成本較低，運行維護方便等優(yōu)勢，是非常有應(yīng)用前景的儲熱技術(shù)。然而，由于模塊內(nèi)部的換熱器結(jié)構(gòu)以及固體儲熱材料熱導率較低，傳熱流體的熱量不能及時的傳遞到材料內(nèi)部，使得充放熱的速率較慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，有必要提供一種充放熱速度較快的儲熱裝置及使用該儲熱裝置的電蓄熱系統(tǒng)。

一種儲熱裝置，包括箱體、翅片式換熱器及儲熱材料，所述翅片式換熱器設(shè)于所述箱體內(nèi)，所述儲熱材料填充于所述箱體和所述翅片式換熱器之間；

所述翅片式換熱器包括傳熱管和設(shè)于所述傳熱管外側(cè)的翅片；

所述儲熱材料包括巖石、混凝土、沙石和石墨。

在其中一個實施例中，所述傳熱管為彎曲形成的圓形管、螺旋形管或蛇形管。

在其中一個實施例中，所述傳熱管為金屬管，所述翅片為金屬翅片。

一種電蓄熱系統(tǒng)，包括導熱油加熱裝置、儲熱裝置、油氣分離器、膨脹油箱和換熱器；

所述導熱油加熱裝置、所述儲熱裝置和所述油氣分離器依次連接并形成一個循環(huán)，所述油氣分離器的液體出口和所述導熱油加熱裝置連接；

所述油氣分離器的氣體出口和所述膨脹油箱連接；

所述換熱器和所述導熱油加熱裝置并聯(lián)，所述油氣分離器的液體出口和所述換熱器的導熱油進口連接，所述換熱器的導熱油出口和所述儲熱裝置連接；

所述儲熱裝置包括箱體、翅片式換熱器及儲熱材料，所述翅片式換熱器設(shè)于所述箱體內(nèi)，所述儲熱材料填充于所述箱體和所述翅片式換熱器之間；

所述翅片式換熱器包括傳熱管和設(shè)于所述傳熱管外側(cè)的翅片；

所述儲熱材料包括巖石、混凝土、沙石和石墨。

在其中一個實施例中，所述導熱油加熱裝置包括第一導熱油加熱單元，所述第一導熱油加熱單元包括依次連接的第一導熱油泵、第一導熱油爐和第一電動閥，其中，所述第一導熱油泵和所述油氣分離器的液體出口連接，所述第一電動閥和所述儲熱裝置連接。

在其中一個實施例中，所述導熱油加熱裝置還包括第二導熱油加熱單元，所述第二導熱油加熱單元包括依次連接的第二導熱油泵、第二導熱油爐和第二電動閥，所述第一導熱油加熱單元和所述第二導熱油加熱單元并聯(lián)連接。

在其中一個實施例中，所述換熱器的導熱油進口設(shè)有第三導熱油泵，所述換熱器的冷水進口設(shè)有水泵。

在其中一個實施例中，還包括控制系統(tǒng)，所述導熱油加熱裝置與所述控制系統(tǒng)連接。

上述儲熱裝置，具有以下優(yōu)點：

1、儲熱裝置內(nèi)部通過設(shè)置翅片式換熱器，傳熱界面面積大，換熱效率高。

2、改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻。

3、換熱速度快，耐高溫，耐高壓。

4、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節(jié)約土建投資。

5、設(shè)計靈活，規(guī)格齊全，實用針對性強，節(jié)約資金。

6、應(yīng)用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換。

7、維護費用低，易操作，清垢周期長，清洗方便。

8、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機械輕工等領(lǐng)域。

上述電蓄熱系統(tǒng)，通過在儲熱模塊設(shè)置翅片式換熱器，并采用包括巖石、混凝土、沙石和石墨的儲熱材料，傳熱界面面積大，換熱效率高，充放熱速度快。且結(jié)構(gòu)簡單，檢修拆卸方便，維修成本低。此外，上述電蓄熱系統(tǒng)，使用導熱油作為導熱介質(zhì)對內(nèi)加熱儲熱裝置，對外放熱加熱換熱器內(nèi)的水，安全穩(wěn)定，不排放有毒有害氣體，無污染，熱效率高。

附圖說明

圖1為一實施方式的儲熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一實施方式的蛇形傳熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一實施方式的電蓄熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清晰，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1，一實施方式的儲熱裝置20，包括箱體22、翅片式換熱器24及儲熱材料(圖未示)。翅片式換熱器24設(shè)于箱體22內(nèi)，儲熱材料填充于箱體22和翅片式換熱器24之間。

翅片式換熱器24包括傳熱管和設(shè)于傳熱管外側(cè)的翅片。傳熱管為彎曲形成的圓形管、螺旋形管或蛇形管(如圖2所示)。傳熱管為金屬管，翅片為金屬翅片。翅片可以是平行設(shè)置的多個翅片，每個翅片上均設(shè)有多個通孔，彎曲的傳熱管穿設(shè)于通孔內(nèi)，并和翅片固定連接。翅片也可以是螺旋狀固定設(shè)于傳熱管外側(cè)的翅片。可以理解，翅片式換熱器24也可以為其他常規(guī)的結(jié)構(gòu)。翅片式換熱器24具有結(jié)構(gòu)簡單和操作方便等優(yōu)點。

儲熱材料包括巖石、混凝土、沙石和石墨。在實際工作中，儲熱材料還可以包括其他物質(zhì)。

上述儲熱裝置20，具有以下優(yōu)點：

1、儲熱裝置內(nèi)部通過設(shè)置翅片式換熱器，傳熱界面面積大，換熱效率高。

2、改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻。

3、換熱速度快，耐高溫，耐高壓。

4、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節(jié)約土建投資。

5、設(shè)計靈活，規(guī)格齊全，實用針對性強，節(jié)約資金。

6、應(yīng)用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換。

7、維護費用低，易操作，清垢周期長，清洗方便。

8、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機械輕工等領(lǐng)域。

此外，請參閱圖3，還提供一實施方式的使用上述儲熱裝置20的電蓄熱系統(tǒng)100，包括導熱油加熱裝置10、儲熱裝置20、油氣分離器30、膨脹油箱40和換熱器50。

導熱油加熱裝置10、儲熱裝置20和油氣分離器30依次連接并形成一個循環(huán)，油氣分離器30的液體出口32和導熱油加熱裝置10連接。

油氣分離器30的氣體出口34和膨脹油箱40連接。循環(huán)過程中，使用油氣分離器30與膨脹油箱40達到自動排氣與膨脹定壓的作用。

換熱器50和導熱油加熱裝置10并聯(lián)，油氣分離器30的液體出口32和換熱器50的導熱油進口52連接，換熱器50的導熱油出口54和儲熱裝置20連接。

進一步的，導熱油加熱裝置10包括第一導熱油加熱單元。第一導熱油加熱單元包括依次連接的第一導熱油泵12、第一導熱油爐14和第一電動閥16。其中，第一導熱油泵12和油氣分離器30的液體出口32連接，第一電動閥16和儲熱裝置20連接。

在圖3所示的實施方式中，導熱油加熱裝置還包括第二導熱油加熱單元。第二導熱油加熱單元包括依次連接的第二導熱油泵17、第二導熱油爐18和第二電動閥19，第一導熱油加熱單元和第二導熱油加熱單元并聯(lián)連接。第二導熱油泵17和油氣分離器30的液體出口32連接，第二電動閥19和儲熱裝置20連接。可以理解，導熱油加熱裝置還可以根據(jù)需要設(shè)置更多的導熱油加熱單元。

進一步的，換熱器50的導熱油進口52處設(shè)有第三導熱油泵60，換熱器50的冷水進口56設(shè)有水泵70。

在圖3所示的實施方式中，換熱器50的導熱油出口54還設(shè)有第三電動閥80。

進一步的，電蓄熱系統(tǒng)100還包括控制系統(tǒng)，導熱油加熱裝置10與控制系統(tǒng)連接。通過控制系統(tǒng)，可以自動控制導熱油加熱裝置10的開啟與關(guān)閉?？梢岳斫猓瑢嵊图訜嵫b置10的開啟與關(guān)閉也可以手動進行控制。

上述電蓄熱系統(tǒng)100導熱油加熱儲能過程如下：導熱油在第一導熱油爐14和第二導熱油爐18內(nèi)加熱后，通過第一電動閥16、第二電動閥19后進入儲熱裝置20中的翅片式換熱器24，通過翅片式換熱器24和儲熱材料進行換熱并將熱量存儲，進行熱量交換后的導熱油接著進入油氣分離器30，后進入第一導熱油泵12和第二導熱油泵17增壓后，回到第一導熱油爐14和第二導熱油爐18完成循環(huán)。

上述電蓄熱系統(tǒng)100導熱油放熱過程如下：導熱油經(jīng)第三油泵60后進入換熱器50，與進入換熱器50的待加熱流體進行熱交換后進入第三電動閥80，而后進入儲熱裝置20，經(jīng)儲熱裝置20加熱后回到油氣分離器30后，再回到第三油泵60完成循環(huán)。

上述電蓄熱系統(tǒng)100，可以通過在用電低谷期間通過導熱油加熱裝置對導熱油進行加熱后，加熱后的導熱油進入儲熱裝置20，并將熱量存儲在儲熱裝置20內(nèi)，在用電高峰期，又將存儲在儲熱裝置20中的熱量通過導熱油和換熱器傳遞給待加熱的流體，能夠充分利用低谷電價，運行費用低。

上述電蓄熱系統(tǒng)100，通過在儲熱模塊20設(shè)置翅片式換熱器24，并采用包括巖石、混凝土、沙石和石墨的儲熱材料，傳熱界面面積大，換熱效率高，充放熱速度快。且結(jié)構(gòu)簡單，檢修拆卸方便，維修成本低。此外，上述電蓄熱系統(tǒng)100，使用導熱油作為導熱介質(zhì)對內(nèi)加熱儲熱裝置20，對外放熱加熱換熱器50內(nèi)的水，安全穩(wěn)定，不排放有毒有害氣體，無污染，熱效率高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。