采用導熱油傳熱的可移動式儲熱裝置的設計與應用探索

任志超　陶慶　詹曦

摘要：儲熱裝置是儲能的一種，本文介紹一種采用導熱油傳熱的可移動式儲熱裝置，將工業余熱、太陽能等熱能資源儲存起來，建設固定的儲熱站，也可以移到需要熱能的生產生活場所去使用，將工業余熱、太陽能等熱能資源回收利用和熱負荷有機的統一在了一起。

關鍵詞：儲熱;放熱;儲熱裝置;導熱油

工業生產需要消耗大量能源，國家倡導節能、低碳發展，錯峰使用能源。儲熱裝置是儲能的一種，就是將多余的暫時不用的熱能儲存起來，在需要的時候在把熱量放出來，滿足生產生活的需要，達到節能降耗、錯峰使用的目的。

一 儲熱裝置的現狀

我國工業生產中有大量的工業余熱，太陽能光熱資源豐富，這些熱能資源都沒有得到很好的回收和利用，被白白浪費掉。因此，亟需一種結構簡單可以回收利用熱能資源的新型實用儲熱裝置。儲熱裝置的現狀如下

（一）儲熱的熱源比較單一，大部分來源于低谷電能轉化為熱能，以達到錯峰用電和節能的目的，工業余熱資源沒有得到很好的利用。

（二）電加熱儲熱裝置儲熱和放熱分開是兩套系統，在儲熱時對溫度控制要求較高，溫度過高損壞儲熱材料，溫度過低儲熱量又不夠，控制復雜;放熱時利用空氣作為換熱介質，需要安裝風道和風機，整體體積龐大，在實際應用中有許多不便。

（三）電加熱儲熱裝置，雖然起到錯峰用電和節能降耗的目的，但依然要耗費能源，在電熱轉換中轉換效率低。

（四）儲熱裝置與應用場所用熱高度配合，固定安裝在應用場所。

二 可移動式儲熱裝置

為解決以上現有儲熱裝置存在的一些問題，本新型儲熱裝置采用導熱油傳熱，結構簡單，可以方便的回收利用工業余熱資源和太陽能資源;根據儲熱的多少，可以標準化生產，在儲好熱后可以快速方便的運輸到用戶現場，方便用戶使用。

示意圖和技術方案如下：

（一）可移動式儲熱裝置的示意圖

（二）可移動式儲熱裝置的技術方案

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

2.儲熱體內充滿高效相變儲熱材料，在相變材料中布置合適的導熱油管與相變材料緊密接觸，在導熱油管和相變材料中安裝溫度傳感器，時時監測導熱油和相變材料的溫度，并將溫度信號引入PLC控制板控制儲熱和放熱過程，保護儲熱材料和導熱油不致超過允許值。儲熱體的外部配置電磁閥，循環油泵，根據儲熱和放熱的不同工況，控制電磁閥和循環油泵的運轉。

3.儲熱時，工業回收余熱或太陽能光熱將導熱油加熱，導熱油管與儲熱體的導熱油管相連，打開儲熱電磁閥，循環油泵起動，導熱油流動，將工業回收余熱或太陽能光熱通過導熱油換熱儲存在儲熱體中。

4.放熱時，用熱單位的導熱油換熱器導熱油管與儲熱體的導熱油管相連，打開放熱電磁閥，循環油泵起動，導熱油流動，將儲熱體內的熱能通過導熱油換熱釋放給用熱單位使用。

5.本新型儲熱裝置的外形和大小可依據儲熱量的大小調整，但內部結構及原理不變，標準化生產。為方便移動，可以在儲熱裝置的底部裝上移動的小輪。

6.使用中，當熱負荷與熱源不在同一場所時，本新型儲熱裝置可以在余熱和太陽能熱源附近連接上熱源，用導熱油循環儲熱，儲好熱好，通過汽車等交通工具送到熱負荷用戶現場，連接上熱負荷，用導熱油循環放出熱能供用戶使用。

7.使用中，假如熱負荷與熱源在同一場所，本新型儲熱裝置與熱源和熱負荷可以同時相連，采用導熱油為傳熱介質，通過控制不同電磁閥的打開和關閉，使導熱油在熱源系統和熱負荷系統中流動，將熱源的熱能儲存在儲熱體中，又將熱能釋放給熱負荷使用，儲熱和放熱共用一套系統，結構簡單，體積較小，使用方便。

三 可移動式儲熱裝置的應用探索

在我們的生產生活中有許許多多的儲存能源的方式，例如電池，儲存液化氣的液化氣瓶等等，給我們的生產生活提供了許多便利?？梢苿邮絻嵫b置是一個儲存熱能的“熱池”，可以將工業余熱和太陽能熱能儲存起來，滿足生產生活中對熱能的需求。但是相對于應用了幾十年的成熟的電池技術和液化氣瓶技術，可移動式儲熱技術才剛剛起步，特別是儲熱材料的儲熱密度較低。隨著國家在儲能領域的持續投入，儲熱材料也必將象電池材料一樣帶來快速發展，儲熱材料的進步也必將帶來儲熱技術的不斷進步，相信在不遠的將來，可移動式的儲熱裝置也會象電池一樣，進入生產生活的各個領域，方便我們的生產生活。

四 結論

本文對可移動式的儲熱裝置的設計和應用進行了有益的探索，可移動式的儲熱裝置結構簡單，方便實用，能夠有效地將工業余熱或太陽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，促進綠色低碳社會發展。

參考文獻

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