采用導(dǎo)熱油傳熱的可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用探索

任志超　陶慶　詹曦

摘要：儲(chǔ)熱裝置是儲(chǔ)能的一種，本文介紹一種采用導(dǎo)熱油傳熱的可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置，將工業(yè)余熱、太陽(yáng)能等熱能資源儲(chǔ)存起來，建設(shè)固定的儲(chǔ)熱站，也可以移到需要熱能的生產(chǎn)生活場(chǎng)所去使用，將工業(yè)余熱、太陽(yáng)能等熱能資源回收利用和熱負(fù)荷有機(jī)的統(tǒng)一在了一起。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)熱;放熱;儲(chǔ)熱裝置;導(dǎo)熱油

工業(yè)生產(chǎn)需要消耗大量能源，國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能、低碳發(fā)展，錯(cuò)峰使用能源。儲(chǔ)熱裝置是儲(chǔ)能的一種，就是將多余的暫時(shí)不用的熱能儲(chǔ)存起來，在需要的時(shí)候在把熱量放出來，滿足生產(chǎn)生活的需要，達(dá)到節(jié)能降耗、錯(cuò)峰使用的目的。

一 儲(chǔ)熱裝置的現(xiàn)狀

我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中有大量的工業(yè)余熱，太陽(yáng)能光熱資源豐富，這些熱能資源都沒有得到很好的回收和利用，被白白浪費(fèi)掉。因此，亟需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可以回收利用熱能資源的新型實(shí)用儲(chǔ)熱裝置。儲(chǔ)熱裝置的現(xiàn)狀如下

（一）儲(chǔ)熱的熱源比較單一，大部分來源于低谷電能轉(zhuǎn)化為熱能，以達(dá)到錯(cuò)峰用電和節(jié)能的目的，工業(yè)余熱資源沒有得到很好的利用。

（二）電加熱儲(chǔ)熱裝置儲(chǔ)熱和放熱分開是兩套系統(tǒng)，在儲(chǔ)熱時(shí)對(duì)溫度控制要求較高，溫度過高損壞儲(chǔ)熱材料，溫度過低儲(chǔ)熱量又不夠，控制復(fù)雜;放熱時(shí)利用空氣作為換熱介質(zhì)，需要安裝風(fēng)道和風(fēng)機(jī)，整體體積龐大，在實(shí)際應(yīng)用中有許多不便。

（三）電加熱儲(chǔ)熱裝置，雖然起到錯(cuò)峰用電和節(jié)能降耗的目的，但依然要耗費(fèi)能源，在電熱轉(zhuǎn)換中轉(zhuǎn)換效率低。

（四）儲(chǔ)熱裝置與應(yīng)用場(chǎng)所用熱高度配合，固定安裝在應(yīng)用場(chǎng)所。

二 可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置

為解決以上現(xiàn)有儲(chǔ)熱裝置存在的一些問題，本新型儲(chǔ)熱裝置采用導(dǎo)熱油傳熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以方便的回收利用工業(yè)余熱資源和太陽(yáng)能資源;根據(jù)儲(chǔ)熱的多少，可以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，在儲(chǔ)好熱后可以快速方便的運(yùn)輸?shù)接脩衄F(xiàn)場(chǎng)，方便用戶使用。

示意圖和技術(shù)方案如下：

（一）可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置的示意圖

（二）可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置的技術(shù)方案

1.儲(chǔ)熱裝置包括儲(chǔ)熱體、電氣控制箱和外置電磁閥、循環(huán)油泵，儲(chǔ)熱體包括溫度傳感器、儲(chǔ)熱材料、導(dǎo)熱油管，電氣控制箱包括PLC控制板、溫度顯示、接觸器。

2.儲(chǔ)熱體內(nèi)充滿高效相變儲(chǔ)熱材料，在相變材料中布置合適的導(dǎo)熱油管與相變材料緊密接觸，在導(dǎo)熱油管和相變材料中安裝溫度傳感器，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)導(dǎo)熱油和相變材料的溫度，并將溫度信號(hào)引入PLC控制板控制儲(chǔ)熱和放熱過程，保護(hù)儲(chǔ)熱材料和導(dǎo)熱油不致超過允許值。儲(chǔ)熱體的外部配置電磁閥，循環(huán)油泵，根據(jù)儲(chǔ)熱和放熱的不同工況，控制電磁閥和循環(huán)油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.儲(chǔ)熱時(shí)，工業(yè)回收余熱或太陽(yáng)能光熱將導(dǎo)熱油加熱，導(dǎo)熱油管與儲(chǔ)熱體的導(dǎo)熱油管相連，打開儲(chǔ)熱電磁閥，循環(huán)油泵起動(dòng)，導(dǎo)熱油流動(dòng)，將工業(yè)回收余熱或太陽(yáng)能光熱通過導(dǎo)熱油換熱儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱體中。

4.放熱時(shí)，用熱單位的導(dǎo)熱油換熱器導(dǎo)熱油管與儲(chǔ)熱體的導(dǎo)熱油管相連，打開放熱電磁閥，循環(huán)油泵起動(dòng)，導(dǎo)熱油流動(dòng)，將儲(chǔ)熱體內(nèi)的熱能通過導(dǎo)熱油換熱釋放給用熱單位使用。

5.本新型儲(chǔ)熱裝置的外形和大小可依據(jù)儲(chǔ)熱量的大小調(diào)整，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理不變，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。為方便移動(dòng)，可以在儲(chǔ)熱裝置的底部裝上移動(dòng)的小輪。

6.使用中，當(dāng)熱負(fù)荷與熱源不在同一場(chǎng)所時(shí)，本新型儲(chǔ)熱裝置可以在余熱和太陽(yáng)能熱源附近連接上熱源，用導(dǎo)熱油循環(huán)儲(chǔ)熱，儲(chǔ)好熱好，通過汽車等交通工具送到熱負(fù)荷用戶現(xiàn)場(chǎng)，連接上熱負(fù)荷，用導(dǎo)熱油循環(huán)放出熱能供用戶使用。

7.使用中，假如熱負(fù)荷與熱源在同一場(chǎng)所，本新型儲(chǔ)熱裝置與熱源和熱負(fù)荷可以同時(shí)相連，采用導(dǎo)熱油為傳熱介質(zhì)，通過控制不同電磁閥的打開和關(guān)閉，使導(dǎo)熱油在熱源系統(tǒng)和熱負(fù)荷系統(tǒng)中流動(dòng)，將熱源的熱能儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱體中，又將熱能釋放給熱負(fù)荷使用，儲(chǔ)熱和放熱共用一套系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，使用方便。

三 可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置的應(yīng)用探索

在我們的生產(chǎn)生活中有許許多多的儲(chǔ)存能源的方式，例如電池，儲(chǔ)存液化氣的液化氣瓶等等，給我們的生產(chǎn)生活提供了許多便利。可移動(dòng)式儲(chǔ)熱裝置是一個(gè)儲(chǔ)存熱能的“熱池”，可以將工業(yè)余熱和太陽(yáng)能熱能儲(chǔ)存起來，滿足生產(chǎn)生活中對(duì)熱能的需求。但是相對(duì)于應(yīng)用了幾十年的成熟的電池技術(shù)和液化氣瓶技術(shù)，可移動(dòng)式儲(chǔ)熱技術(shù)才剛剛起步，特別是儲(chǔ)熱材料的儲(chǔ)熱密度較低。隨著國(guó)家在儲(chǔ)能領(lǐng)域的持續(xù)投入，儲(chǔ)熱材料也必將象電池材料一樣帶來快速發(fā)展，儲(chǔ)熱材料的進(jìn)步也必將帶來儲(chǔ)熱技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信在不遠(yuǎn)的將來，可移動(dòng)式的儲(chǔ)熱裝置也會(huì)象電池一樣，進(jìn)入生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，方便我們的生產(chǎn)生活。

四 結(jié)論

本文對(duì)可移動(dòng)式的儲(chǔ)熱裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索，可移動(dòng)式的儲(chǔ)熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，能夠有效地將工業(yè)余熱或太陽(yáng)能光熱中的熱能資源回收利用，提高資源利用率和減少能源消耗，促進(jìn)綠色低碳社會(huì)發(fā)展。

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第一作者簡(jiǎn)介：任志超（1978.9-）、男、漢、云南紅河人、本科、電氣工程師、研究方向：節(jié)能與能源綜合利用。