一种加蓄热分离式固体电蓄热装置的制作方法

1.本发明属于清洁能源技术领域，具体的说是一种加蓄热分离式固体电蓄热装置。


背景技术：

2.目前，几乎所有的固体电蓄热装置生产厂家，其加热单元均放置在储能体内部，储能体内部预留有加热单元安装通道，此通道既是用于加热单元安装的，又做为冷热空气交换的空间。由于加热单元与储能体直接接触，在某些特殊情况(例如测温传感器失灵、局部通风不均等)下，导致储能体散热效果差，进而加热单元超温损坏，给装置安全运行带来隐患，装置在维修及停止运行期的产生的费用较高，损失较大。大多数厂家担心加热单元部件损坏，只能降低储能体的蓄热温度，很难达到650℃以上，由于储能体无法达到800℃-850℃的使用温度，在储能体材料使用上存在较大的浪费，经济性较差，因此需要引起重视并寻找解决方法，来提高产品的综合质量和性能。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种加蓄热分离式固体电蓄热装置。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，包括底部基础、绝热材料层、换热设备、热循环风机、储能体、支撑砖体a以及若干组直接加热组件；
6.所述绝热材料层设置于所述底部基础上，所述绝热材料层与底部基础构成的整体的内部形成有加热空腔，所述绝热材料层与底部基础构成的整体的底部的一端设置有低温风道的一端，所述绝热材料层与底部基础构成的整体的底部的另一端设置有高温风道的一端，所述储能体及支撑砖体a分别设置于所述加热空腔内部的底部基础上，所述支撑砖体a位于靠近所述低温风道的一侧，所述储能体位于靠近高温风道的一侧，所述储能体及支撑砖体a将所述加热空腔依次分隔为低温风室、高温风室b及高温风室a，所述低温风室与所述低温风道的一端相连通，所述高温风室a与所述高温风道的一端相连通，所述低温风道的另一端与所述热循环风机的出风端相连通，所述热循环风机的进风端通过回风道与所述换热设备的出风端相连通，所述换热设备的进风端与所述高温风道的另一端相连通，所述支撑砖体a中开设有用于连通所述低温风室及高温风室b的气体通道a，所述储能体中开设有用于连通所述高温风室b及高温风室a的气体通道b；
7.每组所述直接加热组件均包括配合设置的支撑砖体b及加热单元组，每个所述加热单元组均包括若干个加热单元，每组所述直接加热组件的支撑砖体b均设置于所述高温风室b中的底部基础上，每组所述直接加热组件的加热单元组的各加热单元的一端均设置于同组直接加热组件的支撑砖体b上、另一端均设置于所述支撑砖体a上，所有所述加热单元均通过加热单元进线与外接电源连接。
8.所述换热设备、热循环风机、低温风道、高温风道及回风道的设置数量及位置均一一对应。
9.所述绝热材料层上设有若干个温度传感器，各所述温度传感器的检测端均延伸至所述储能体中。
10.所述绝热材料层上开设有与所述低温风室相连通的检修门a。
11.所述绝热材料层上开设有与所述高温风室b相连通的检修门b。
12.所述回风道的一外侧面紧贴于所述绝热材料层外侧面设置。
13.所述回风道上除与所述绝热材料层外侧面紧贴的一外侧面以外的各外侧面上均设有回风道保温层。
14.所述换热设备及高温风道的外侧均包覆有换热设备保温层。
15.所述换热设备保温层与所述回风道保温层及底部基础相接。
16.所述换热设备保温层的厚度大于所述回风道保温层的厚度。
17.本发明的优点与积极效果为：
18.本发明相比传统的单储能体电蓄热装置，通过与储能体分开设置直接加热组件，可长时间对空气进行热交换，热量输出稳定的同时，其寿命也得到延长，使用成本也更低；储能体运行温度最高可达850℃，散热及混风更加均匀；换热设备及附属风道的保温材料使用数量减少，效果更好，热散失较小，整体热效率得到提高。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图之一；
20.图2为本发明的结构示意图之二。
21.图中：1为底部基础、2为支撑砖体a、3为加热单元、4为支撑砖体b、5为储能体、6为高温风道、7为换热设备、8为高温风室a、9为回风道、10为回风道保温层、11为高温风室b、12为低温风室、13为绝热材料层、14为加热单元进线、15为热循环风机、16为低温风道、17为换热设备保温层、18为温度传感器、19为检修门a、20为检修门b。
具体实施方式
22.下面结合附图1-2对本发明作进一步详述。
23.一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，如图1-2所示，本实施例中包括底部基础1、绝热材料层13、换热设备7、热循环风机15、储能体5、支撑砖体a 2以及平行设置的三组直接加热组件。
24.绝热材料层13设置于底部基础1上，绝热材料层13与底部基础1构成的整体的内部形成有加热空腔。本实施例中底部基础1的设置结构采用现有技术，例如由混凝土基础、陶瓷纤维板及高铝砖组成。本实施例中绝热材料层13的设置结构为现有技术，使用的材料也采用现有材料，例如硅酸铝纤维材料、陶瓷纤维材料等。
25.绝热材料层13与底部基础1构成的整体的底部的一端设置有低温风道16的一端，绝热材料层13与底部基础1构成的整体的底部的另一端设置有高温风道6的一端，储能体5及支撑砖体a 2分别设置于加热空腔内部的底部基础1上，支撑砖体a 2位于靠近低温风道16的一侧，储能体5位于靠近高温风道6的一侧，储能体5及支撑砖体a 2将加热空腔依次分隔为低温风室12、高温风室b11及高温风室a 8，低温风室12与低温风道16的一端相连通，高温风室a 8与高温风道6的一端相连通，低温风道16的另一端与热循环风机15的出风端相连
通，热循环风机15的进风端通过回风道9与换热设备7的出风端相连通，换热设备7的进风端与高温风道6的另一端相连通，支撑砖体a 2中开设有用于连通低温风室12及高温风室b11的气体通道a，储能体5中开设有用于连通高温风室b11及高温风室a8的气体通道b。
26.每组直接加热组件均包括配合设置的支撑砖体b 4及加热单元组，每个加热单元组均包括若干个加热单元3，每组直接加热组件的支撑砖体b 4均设置于高温风室b11中的底部基础1上，每组直接加热组件的加热单元组的各加热单元3的一端均设置于同组直接加热组件的支撑砖体b 4上、另一端均设置于支撑砖体a 2上，所有加热单元3均通过加热单元进线14与外接电源连接。本实施例中各加热单元3的长度方向均平行于加热空腔的气体进出方向。本实施例中加热单元3、换热设备7、热循环风机15均通过外接控制器控制动作，加热单元进线14采用现有技术的耐高温高电压进线，加热单元3采用现有技术以电加热丝为主的结构。本实施例中储能体5、支撑砖体a 2及支撑砖体b 4均为采用镁砖材料制成的砖墙结构。
27.通过使加热单元3与储能体5分开设置，加热单元3在通电状态下产生的热量，会直接对高温风室b11中加热单元3四周的空气进行加热，空气温度也随之逐渐较快升高，在热循环风机15的驱动下，热空气会按照预定的通道进入储能体5，对储能体5进行升温蓄热。本实施例中加热单元3通电工作时可使其表面温升达到最高的理论值1250℃-1300℃，同样周边的空气温度在1150℃-1200℃之间，这样热空气在与流通过程中与储能体5换热，储能体5温度可达750℃-850℃甚至更高，对储能体5蓄热密度提升较大。加热单元3与储能体5分开设置，这样出现故障的风险大大降低，因此其表面负荷的设计可加大1.3-1.8倍，加热单元3单重降低，总体用量也随之减少，成本降低。
28.具体而言，本实施例中换热设备7、热循环风机15、低温风道16、高温风道6及回风道9的设置数量及位置均一一对应，均为三个，且与直接加热组件的设置组数及位置相对应，使加热空腔的进风出风及加热均比较均匀。
29.具体而言，本实施例中绝热材料层13上设有六个温度传感器18，六个温度传感器18的检测端分别从装置的两侧延伸至储能体5内部，每侧共三个温度传感器18。储能体5在摆放成形的阶段可以预留好安装温度传感器18的孔洞，温度传感器18的安装深度及数量也可依据实际需要随意改变。温度传感器18的检测端安装在储能体5内部的好处是可以不间断监测到实时温度，且由于不受加热单元3的干扰，读数更为精确，对设备如何运行有极大的帮助，更能直接了解到储能体5内部的温度分布，在储能体5温度不均衡的情况下，可提前介入进行干预，使设备运行更加安全。
30.具体而言，本实施例中绝热材料层13上开设有与低温风室12相连通的检修门a19，绝热材料层13上开设有与高温风室b11相连通的检修门b 20，便于进行检修使用。
31.具体而言，本实施例中回风道9的一外侧面紧贴于绝热材料层13外侧面设置，回风道9上除与绝热材料层13外侧面紧贴的一外侧面以外的各外侧面上均设有回风道保温层10。换热设备7及高温风道6的外侧均包覆有换热设备保温层17。本实施例中回风道保温层10及换热设备保温层17可均采用硅酸铝纤维毯组成，安装设置方式为现有技术。通过回风道9的一外侧面紧贴于绝热材料层13外侧面设置，可有效节省该外侧面需要的绝热材料，保温效果也更佳。绝热材料层13由装置内部的高温区缓慢传热至绝热材料层13表层后由回风道9及换热设备7所吸收传导，再把热量通过空气循环带回装置内部，这样可节省部分热量。
本实施例中回风道9及换热设备7与绝热材料层13接触的面积可达整个绝热材料层13面积的10％-13％，经计算后热损耗可降低约0.5％-1％，即装置热效率可提高0.5％-1％，在装置长时间运行的情况下可节约大量电力，成本降低，经济性提高。换热设备保温层17与回风道保温层10及底部基础1相接，换热设备保温层17的厚度大于回风道保温层10的厚度，三台换热设备7之间也填充设有换热设备保温层17，有效保证各换热设备7及高温风道6的保温效果。
32.工作原理：
33.使用时，空气从热循环风机15的出风端经低温风道16进入低温风室12，低温空气穿过支撑砖体a 2进入高温风室b11，低温空气在高温风室b11中流经过加热单元3及支撑砖体b 4并被加热，被加热的空气穿过储能体5进行换热，然后经过高温风室a 8及高温风道6从换热设备7的进风端排出，再经由换热设备7进行换热，在换热设备7经过换热的空气依次通过回风道9及热循环风机15返回低温风室12并再穿过支撑砖体a 2、加热单元3、支撑砖体b 4及储能体5，以此进行循环换热；通过与储能体5分开设置的直接加热组件，可使其工作温度上限值提高，加热产生的高温空气与储能体5热交换后，可有效提升其蓄热密度，储能体5的使用量可稳步的降低，进而降低成本，经济性提高。

技术特征：
1.一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：包括底部基础(1)、绝热材料层(13)、换热设备(7)、热循环风机(15)、储能体(5)、支撑砖体a(2)以及若干组直接加热组件；所述绝热材料层(13)设置于所述底部基础(1)上，所述绝热材料层(13)与底部基础(1)构成的整体的内部形成有加热空腔，所述绝热材料层(13)与底部基础(1)构成的整体的底部的一端设置有低温风道(16)的一端，所述绝热材料层(13)与底部基础(1)构成的整体的底部的另一端设置有高温风道(6)的一端，所述储能体(5)及支撑砖体a(2)分别设置于所述加热空腔内部的底部基础(1)上，所述支撑砖体a(2)位于靠近所述低温风道(16)的一侧，所述储能体(5)位于靠近高温风道(6)的一侧，所述储能体(5)及支撑砖体a(2)将所述加热空腔依次分隔为低温风室(12)、高温风室b(11)及高温风室a(8)，所述低温风室(12)与所述低温风道(16)的一端相连通，所述高温风室a(8)与所述高温风道(6)的一端相连通，所述低温风道(16)的另一端与所述热循环风机(15)的出风端相连通，所述热循环风机(15)的进风端通过回风道(9)与所述换热设备(7)的出风端相连通，所述换热设备(7)的进风端与所述高温风道(6)的另一端相连通，所述支撑砖体a(2)中开设有用于连通所述低温风室(12)及高温风室b(11)的气体通道a，所述储能体(5)中开设有用于连通所述高温风室b(11)及高温风室a(8)的气体通道b；每组所述直接加热组件均包括配合设置的支撑砖体b(4)及加热单元组，每个所述加热单元组均包括若干个加热单元(3)，每组所述直接加热组件的支撑砖体b(4)均设置于所述高温风室b(11)中的底部基础(1)上，每组所述直接加热组件的加热单元组的各加热单元(3)的一端均设置于同组直接加热组件的支撑砖体b(4)上、另一端均设置于所述支撑砖体a(2)上，所有所述加热单元(3)均通过加热单元进线(14)与外接电源连接。2.根据权利要求1所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述换热设备(7)、热循环风机(15)、低温风道(16)、高温风道(6)及回风道(9)的设置数量及位置均一一对应。3.根据权利要求1所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述绝热材料层(13)上设有若干个温度传感器(18)，各所述温度传感器(18)的检测端均延伸至所述储能体(5)中。4.根据权利要求1所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述绝热材料层(13)上开设有与所述低温风室(12)相连通的检修门a(19)。5.根据权利要求1所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述绝热材料层(13)上开设有与所述高温风室b(11)相连通的检修门b(20)。6.根据权利要求1所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述回风道(9)的一外侧面紧贴于所述绝热材料层(13)外侧面设置。7.根据权利要求6所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述回风道(9)上除与所述绝热材料层(13)外侧面紧贴的一外侧面以外的各外侧面上均设有回风道保温层(10)。8.根据权利要求7所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述换热设备(7)及高温风道(6)的外侧均包覆有换热设备保温层(17)。9.根据权利要求8所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述换热设备保温层(17)与所述回风道保温层(10)及底部基础(1)相接。
10.根据权利要求8所述的一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，其特征在于：所述换热设备保温层(17)的厚度大于所述回风道保温层(10)的厚度。

技术总结
本发明属于清洁能源技术领域，具体的说是一种加蓄热分离式固体电蓄热装置，包括底部基础、绝热材料层、换热设备、热循环风机、储能体、支撑砖体A以及若干组直接加热组件，每组直接加热组件均包括支撑砖体B及加热单元组。空气通过热循环风机输入低温风室，先穿过支撑砖体A、加热单元及支撑砖体B至高温风室B，再穿过储能体进入至高温风室A，之后从换热设备的进风端排出，在换热设备经过换热的空气返回低温风室，以此进行循环换热。本发明相比传统的单储能体电蓄热装置，通过与储能体分开设置直接加热组件，储能体散热更好，混风更加均匀，可长时间对空气进行热交换，热量输出稳定的同时，其寿命也得到延长，使用成本也更低。使用成本也更低。使用成本也更低。


技术研发人员：孙刚 孙和靖 李永超
受保护的技术使用者：辽宁大元能源管理有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/7