高效固態(tài)電熱儲能裝置的制作方法

本發(fā)明屬于環(huán)保電熱儲能技術(shù)的領(lǐng)域，涉及一種高效固態(tài)電熱儲能裝置。

背景技術(shù)：

近些年，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的提高和國家的大力推動，電熱儲能技術(shù)也稱電蓄熱技術(shù)的應(yīng)用得到了快速的發(fā)展。但目前在實(shí)踐中存在兩個方面的問題：一是電熱元件加熱工作時，由于熱動力推動熱氣流上升，不同高度的固態(tài)儲熱模塊周圍的空氣形成了不同的溫度分層，使裝置內(nèi)上層儲熱模塊和下層儲熱模塊的溫度形成了很大的溫差，儲熱模塊疊放的越高則溫差越大，每臺裝置加熱時都有最高控制溫度，如出現(xiàn)儲熱模塊溫度上高下低的情況，會造成裝置總體上的儲熱能力大幅度下降，特別是高度尺寸較大的大型裝置，會嚴(yán)重影響其儲熱效率；二是固態(tài)電儲熱裝置多是以裝置內(nèi)的空氣做為換熱介質(zhì)，在風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下，空氣在儲熱模塊和換熱器間經(jīng)風(fēng)道形成循環(huán)，將模塊中的熱能釋放出來。裝置在放熱過程中，由于不同層高的空氣在流動換熱時的路徑不同、風(fēng)阻不同，造成距離風(fēng)機(jī)出口較遠(yuǎn)的模塊換熱較慢、溫度較高；而距離風(fēng)口較近的模塊換熱較快、溫度較低，嚴(yán)重影響了裝置的換熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種儲熱溫度均勻，儲熱、換熱效率高，方便控制的高效固態(tài)電熱儲能裝置。

技術(shù)方案：

高效固態(tài)電熱儲能裝置，其特征在于：包括儲能模塊、電熱元件、外殼、換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)、換熱器、隔板、上隔層、下隔層和支撐部件；多個儲能模塊在外殼內(nèi)由下至上疊放構(gòu)成儲能體，儲能體一側(cè)與外殼形成一個高溫腔，另一側(cè)與外殼形成一個低溫腔，隔板放置于低溫腔上端，隔板下平面與最上層儲能模塊上平面齊平，儲能模塊內(nèi)具有儲能體換熱通道，電熱元件由下至上按功率由大到小布置在儲能體換熱通道內(nèi)，儲能體上下連接有上隔層和下隔層，上隔層的上部或下隔層的下部與外殼之間形成同流程換熱通道，同流程換熱通道內(nèi)設(shè)置有支撐部件，外殼的外壁設(shè)置有換熱器，外殼與換熱器相同側(cè)的下部和上部分別開有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，換熱器與外殼內(nèi)部通過出風(fēng)口連通，換熱器下端出風(fēng)處安裝有換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)，換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)方向正對著進(jìn)風(fēng)口；

所述同流程換熱通道與遠(yuǎn)離出風(fēng)口一側(cè)的高溫腔或低溫腔連通。

所述外殼內(nèi)壁附有保溫層。

所述保溫層內(nèi)壁附有反射層。

所述電熱元件為一層或多層相同功率電熱元件為一組，以組為單位由下至上按功率由大到小、方向?yàn)樗綑M向或水平縱向布置在儲能體換熱通道內(nèi)。

所述電熱元件不直接與外殼接觸，一端設(shè)置在外殼的外部，外部的端部設(shè)置有單獨(dú)控制開關(guān)。

所述電熱元件是不同電功率的電熱管，或同材質(zhì)同截面積的電熱合金制成的不同螺距的螺旋電熱元件，或同材質(zhì)同截面積的電熱合金制成的電熱元件的分層組合。

所述單獨(dú)控制開關(guān)外側(cè)設(shè)置有外倉，外倉將單獨(dú)控制開關(guān)遮擋在其中，外倉與外殼為一體的結(jié)構(gòu)或分體的結(jié)構(gòu)安裝在外殼的外壁。

所述保溫層、上隔層、下隔層皆為保溫材料制作。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

圖1、進(jìn)風(fēng)同程換熱風(fēng)道方案原理示意圖；

圖2、出風(fēng)同程換熱風(fēng)道方案原理示意圖。

所述標(biāo)注為：1.儲能模塊、2.電熱元件、3.反射層、4.同流程換熱通道、5.保溫層、6.外殼、7.換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)、8.換熱器、9.儲能體換熱通道、10.外倉、11.隔板、12.低溫腔、13.高溫腔、14.支撐部件、15.出風(fēng)口、16.進(jìn)風(fēng)口、17上隔層、18.下隔層、19.單獨(dú)控制開關(guān)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1所示，多個儲能模塊1在外殼6內(nèi)由下至上疊放構(gòu)成儲能體，外殼6內(nèi)壁附有保溫層5，保溫層5內(nèi)壁附有反射層3，反射層3能夠反射熱能，儲能體左側(cè)與外殼6形成一個高溫腔13，右側(cè)與外殼6形成一個低溫腔12，低溫腔12上端設(shè)置有隔板11，該隔板11下平面與最上層儲能模塊1上平面齊平。儲能模塊1內(nèi)具有儲能體換熱通道9，電熱元件2由下至上按功率由大到小布置在儲能體換熱通道9內(nèi)，電熱元件2一端在外殼6外側(cè)，設(shè)置有單獨(dú)控制開關(guān)19，單獨(dú)控制開關(guān)19外側(cè)設(shè)置有外倉10，外倉10安裝于外殼6上。電熱元件2與外殼6無接觸。儲能體上下連接有保溫材料制作的上隔層17和下隔層18，下隔層18的下部與外殼6之間形成同流程換熱通道4，同流程換熱通道4內(nèi)設(shè)置有支撐部件14，外殼6左側(cè)的外側(cè)設(shè)置有換熱器8，外殼6相同的該側(cè)下部和上部分別開有進(jìn)風(fēng)口16和出風(fēng)口15，換熱器8與外殼6內(nèi)部的高溫腔13通過出風(fēng)口15連通，換熱器8下端出風(fēng)處安裝有換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7，換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7的出風(fēng)方向正對著進(jìn)風(fēng)口16。

所述電熱元件2為一層或多層相同功率電熱元件2為一組，以組為單位由下至上按功率由大到小、方向?yàn)樗綑M向或水平縱向布置在儲能體換熱通道9內(nèi)。

所述電熱元件2是不同電功率的電熱管，或同材質(zhì)同截面積的電熱合金制成的不同螺距的螺旋電熱元件，或同材質(zhì)同截面積的電熱合金制成的電熱元件的分層組合。

所述外倉10也可以是與外殼6為一體的結(jié)構(gòu)。

該固態(tài)電熱儲能裝置的運(yùn)行方式：

空氣由換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7從進(jìn)風(fēng)口16吹入同流程換熱通道4，再經(jīng)由低溫腔12，進(jìn)入儲能模塊1的儲能體換熱通道9內(nèi)，電熱元件2將空氣加熱，加熱后的空氣經(jīng)由高溫腔13從出風(fēng)口15進(jìn)入換熱器8將熱能輸出，換熱器8內(nèi)的空氣再由換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7從進(jìn)風(fēng)口16吹入同流程換熱通道4，完成一個循環(huán)。

該固態(tài)電熱儲能裝置能夠制作3米以上高度的高儲能裝置，最上層和最下層儲能模塊1溫度的溫差能夠控制在10%內(nèi)。

實(shí)施例2：

如圖2所示，多個儲能模塊1在外殼6內(nèi)由下至上疊放構(gòu)成儲能體，外殼6內(nèi)壁附有保溫層5，保溫層5內(nèi)壁附有反射層3，反射層3能夠反射熱能，儲能體右側(cè)與外殼6形成一個高溫腔13，左側(cè)與外殼6形成一個低溫腔12，低溫腔12上端設(shè)置有隔板11，該隔板11下平面與最上層儲能模塊1上平面齊平。儲能模塊1內(nèi)具有儲能體換熱通道9，電熱元件2由下至上按功率由大到小布置在儲能體換熱通道9內(nèi)，電熱元件2一端在外殼6外側(cè)，設(shè)置有單獨(dú)控制開關(guān)19，單獨(dú)控制開關(guān)19外側(cè)設(shè)置有外倉10，外倉10安裝于外殼6上。電熱元件2與外殼6無接觸。儲能體上下連接有保溫材料制作的上隔層17和下隔層18，上隔層17的上部與外殼6之間形成同流程換熱通道4，同流程換熱通道4內(nèi)設(shè)置有支撐部件14，外殼6左側(cè)的外側(cè)設(shè)置有換熱器8，外殼6相同的該側(cè)下部和上部分別開有進(jìn)風(fēng)口16和出風(fēng)口15，換熱器8與外殼6內(nèi)部的同流程換熱通道4通過出風(fēng)口15連通，換熱器8下端出風(fēng)處安裝有換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7，換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7的出風(fēng)方向正對著進(jìn)風(fēng)口16。

所述電熱元件2為一層或多層相同功率電熱元件2為一組，以組為單位由下至上按功率由大到小、方向?yàn)樗綑M向或水平縱向布置在儲能體換熱通道9內(nèi)。

所述電熱元件2是不同電功率的電熱管，或同材質(zhì)同截面積的電熱合金制成的不同螺距的螺旋電熱元件，或同材質(zhì)同截面積的電熱合金制成的電熱元件的分層組合。

所述外倉10也可以是與外殼6為一體的結(jié)構(gòu)。

該固態(tài)電熱儲能裝置的運(yùn)行方式：

空氣由換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7從進(jìn)風(fēng)口16吹入低溫腔12，再進(jìn)入儲能模塊1的儲能體換熱通道9內(nèi)，電熱元件2將空氣加熱，加熱后的空氣進(jìn)入高溫腔13，經(jīng)由同流程換熱通道4從出風(fēng)口15進(jìn)入換熱器8將熱能輸出，換熱器8內(nèi)的空氣再由換熱循環(huán)風(fēng)機(jī)7從進(jìn)風(fēng)口16吹入低溫腔12，完成一個循環(huán)。

該固態(tài)電熱儲能裝置能夠制作3米以上高度的高儲能裝置，最上層和最下層儲能模塊1溫度的溫差能夠控制在10%內(nèi)。