專利名稱：無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法
無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法本發(fā)明無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，是利用蓄熱鍋爐自身旋轉(zhuǎn)，通過熱管換熱器改變熱傳導(dǎo)效率的一種最節(jié)能、最安全、最簡單的換熱方法。利用低谷電能蓄熱是調(diào)控電網(wǎng)峰谷差的有效措施之一，有利于電力網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時也避免了火電機(jī)組的調(diào)峰壓力，節(jié)約能源，延長機(jī)組壽命。幾年來高溫蓄熱技術(shù)異軍突起，備受人們的關(guān)注和市場的認(rèn)可。但是，因?yàn)楦邷?150°C )蓄熱向采暖用溫(75°C 左右)轉(zhuǎn)換時，需要一高溫循環(huán)系統(tǒng)配合。這套系統(tǒng)需要耐高溫、高壓的換熱器、泵、閥等配件，它們不但價(jià)格昂貴，而且易老化、不耐用、維修較復(fù)雜，當(dāng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時還需電能配合，因此單體建筑的供暖或小企業(yè)用熱無法采用。本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題，提供一種無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐的設(shè)計(jì)方案。利用熱管單向傳導(dǎo)熱量的原理，通過改變其與地面垂線的夾角，控制高溫蓄熱電鍋爐按用戶需求，持續(xù)地釋放所蓄的高溫?zé)崮?。因此，取消了現(xiàn)有系統(tǒng)中，高溫向中溫轉(zhuǎn)換時所需的耐高溫高壓的配套設(shè)備和動力電能，實(shí)現(xiàn)無動力源配合的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。本發(fā)明中的主罐為高溫蓄熱電鍋爐的承壓蓄能罐。設(shè)計(jì)工作溫度和蓄熱量決定罐體的構(gòu)造尺寸及制造工藝要求。主罐體上安裝有電加熱器、熱管換熱器、傳感器和轉(zhuǎn)動裝置。工作時，主罐內(nèi)充滿經(jīng)除氧和軟化處理后的水和鹽類做一次熱媒。所選無機(jī)鹽類應(yīng)對主罐體內(nèi)所有與一次熱媒接觸的金屬器件表面有鈍化或緩蝕作用。由于主罐體外表面設(shè)有絕熱層，故其所蓄之高溫?zé)崮苤饕ㄟ^高效換熱元件-熱管，向副罐中的二次熱媒進(jìn)行能量傳遞。由于一次熱媒灌注在密閉的主罐體內(nèi)，不與外界接觸，保證主罐的罐體長壽、安全、 可靠運(yùn)行。本發(fā)明中的副罐為常壓容器。副罐中設(shè)置有生活用水換熱器、直供電加熱器、輸出熱接口和二次熱媒。同時還設(shè)置有監(jiān)測和控制傳感器。二次熱媒將從主罐中獲得的熱能， 通過循環(huán)系統(tǒng)向用熱器輸熱，也可供生活用水提升溫度。設(shè)置直供電加熱器的目的是在主罐蓄能期間或蓄熱不足時，臨時對二次熱媒進(jìn)行加熱時使用。二次熱媒的選擇，按外循環(huán)系統(tǒng)的工況確定。由于主罐和副罐聯(lián)結(jié)成一體，熱管換熱器軸線與主、副罐圓心連線處在同一平面上。只要通過主罐罐體的旋轉(zhuǎn)，改變熱管軸線與地面垂線夾角，即可控制所蓄熱能的輸出， 可使用戶隨心所欲的使用低谷電能。在調(diào)控方面可以實(shí)現(xiàn)無人值守的自動化操作程序。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述

圖1是本發(fā)明的主視剖面圖。圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明四種工況位置示意圖。附圖1是本發(fā)明的主視剖面圖。圖示可見，本發(fā)明有主罐和副罐兩部分組成。主罐包括主罐罐體1、電加熱器3、熱管換熱器4、罐體旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)5、安全閥6等。副罐包括副罐罐體2、直供電加熱器7、生活用水換熱器8等。主副罐罐體外均設(shè)有絕熱層9和溫度傳感器等。主罐與副罐采用栓接方式聯(lián)結(jié)成一體。旋轉(zhuǎn)靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。附圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖。圖示可見，本發(fā)明主罐外周上設(shè)置有支撐導(dǎo)軌10、旋轉(zhuǎn)齒條11。副罐外周上設(shè)置有生活用水接口 12和供熱接口 13個一對。
附圖3是本發(fā)明的四種工況位置示意圖。1號位為低谷電蓄能工作時，副罐所處位置。由于熱管換熱器軸線與地面垂線夾角小于90°，熱管停止導(dǎo)熱，主罐內(nèi)一次熱媒通過電加熱器蓄積成高溫?zé)崮?。此時如果需要生活熱水或臨時用熱，可通過副罐中的直供電加熱器取熱。因副罐的容積較小，升溫較迅速，以備急需時使用。當(dāng)蓄能達(dá)到設(shè)定溫度時，設(shè)備自動切斷電源。2號位為平、峰電時段利用主罐中蓄存的高溫?zé)崦较蚴覂?nèi)供熱時副罐所處的工況位置。當(dāng)熱管換熱器的軸線與地面垂線夾角等于或大于90°時，熱管換熱器開始工作。將一次熱媒中的高溫?zé)崮?，?jīng)熱管換熱器傳導(dǎo)給副罐中的二次熱媒，二次熱媒則通過供熱循環(huán)系統(tǒng)向用熱器供熱。熱量的輸出可以很人性化的自動控制。如果所蓄熱量不足時， 也可通過直供電加熱器進(jìn)行補(bǔ)充所需的熱量。3號位為副罐檢修或調(diào)換熱管換熱器時副罐所處的工況位置。此時熱管換熱器的軸線垂直于地平面，罐體上的熱管換熱器安裝座在主罐的頂部，拆解時可避免一次熱媒的外溢。4號位為新設(shè)備安裝或主罐電加熱器檢修更換時，副罐所處的工況位置。因一次熱媒是由電加熱器安裝孔處注入主罐體。此時電加熱器安裝座孔處于主罐體頂部，符合液體充裝的工藝條件。當(dāng)設(shè)備安裝或移動時，為減輕高溫蓄能電鍋爐的重量，便于操作，可將一次熱媒轉(zhuǎn)移至其它容器中，定位后再灌注回主罐內(nèi)。當(dāng)修換電加熱器時也同樣在此位置操作，可避免一次熱媒流失或充添不足。由于一次熱媒是高溫蓄熱，可使設(shè)備體積較普通蓄熱鍋爐體積小40%左右。主、副罐采用栓接方式，便于二次熱媒循環(huán)網(wǎng)絡(luò)的清洗。配以人性化的操控系統(tǒng)，必將成為單體建筑供暖或小企業(yè)用熱的首選。
權(quán)利要求
1.一種無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于高溫蓄熱主罐的罐體與常溫副罐的罐體聯(lián)結(jié)成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于高溫蓄熱主罐的罐體與常溫副罐的罐體聯(lián)結(jié)處設(shè)置有熱管換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于常溫副罐的罐體上設(shè)置有供暖用熱接口和生活用水接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于一次熱媒被密閉灌注在高溫蓄熱主罐的罐體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于高溫蓄熱主罐的罐體外側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
無源轉(zhuǎn)換的高溫蓄熱電鍋爐及其設(shè)計(jì)方法，是通過高效傳熱元件-熱管，將承壓蓄熱主罐與常壓副罐聯(lián)結(jié)成一體。將蓄熱主罐中利用低谷電所蓄熱能，用于平、峰電時段的取暖或供熱。在一次熱媒向二次熱媒傳送能量時，節(jié)約了高壓循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備和電力能耗。使單體建筑供暖和小企業(yè)用熱時，利用低谷電進(jìn)行高溫蓄熱成為可能。
文檔編號F24H7/00GK102252424SQ20101017884
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者李龍 申請人:李龍