[发明专利]间歇排气式高温蓄热方法及使用该方法的高温蓄热系统

说明书

本发明公开了一种间歇排气式高温蓄热方法及使用该方法的高温蓄热系统，液态工作介质间歇流入一蒸气发生腔，每次流入蒸气发生腔的液态工作介质与高温热源直接发生热交换，吸热后变成气态，使蒸气发生腔内压力增大，当压力达到气压设定值时，气态工作介质从蒸气发生腔排出，完成一个循环过程，随着蒸气发生腔内压力减小，液态工作介质再次流入蒸气发生腔，准备进行下一个循环过程，如此循环往复，使得气态工作介质间歇排出。本发明使得蒸气发生腔内气压不会过大，避免对设备造成危险，实现了高温热源与工作介质的直接换热，可大大减化供暖系统的结构，降低建设成本。高温热源的蓄热温度不会受到限制，蓄热密度大，使得高温热源能够得到充分利用。

技术领域

本发明涉及一种间歇排气式高温蓄热方法，还涉及使用该方法的高温蓄热系统。

背景技术

随着工业的高速发展，我国面临着巨大的环保压力，特别是雾霾污染。为了有效治理雾霾污染并提升空气质量，多个省市都在大力推动“煤改电”项目，即采用电采暖的方式替代传统燃煤锅炉的供暖方式。同时，针对我国电力供应白天和夜间峰谷差距大的情况，政府颁布了夜间低谷用电优惠政策，鼓励利用廉价的低谷电加热蓄热材料储存热能，从而达到“削峰填谷”的目的。

目前，我国供暖一般采用集中供暖式和直热散热式。其中，直热散热式是利用电力加热熔盐(熔盐可加热到300～400度，蓄热密度大)蓄热，直接通过空气辐射或对流散热。熔盐储热式集中供暖系统采用熔盐炉，利用电力将粉状的熔盐加热到熔点142℃以上，使熔盐在熔融流动状态下通过换热器将热量传递至供暖水或空气。

但是，现有熔盐储热式集中供暖系统存在着以下缺陷：

⑴由于熔盐的蓄热温度太高，若熔盐与水直接换热，水蒸气压力过大，容易引发危险，因此需要由耐高温传热介质(例如导热油)通过耦合换热器多次换热到水，如此，导致供暖系统体积庞大且结构复杂，建设成本高。

⑵有些熔盐的最高工作温度可达800℃(比如硫酸钠)，由于整个供暖系统的结构限制，在实际使用中，熔盐的蓄热温度不能太高，造成熔盐的蓄热温度受限，蓄热密度小。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种可实现高温热源与水直接换热、安全的间歇排气式高温蓄热方法。

本发明的第一个目的通过以下措施来实现：一种间歇排气式高温蓄热方法，其特征在于：液态工作介质间歇流入一蒸气发生腔，每次流入蒸气发生腔的液态工作介质与高温热源直接发生热交换，吸热后变成气态，使蒸气发生腔内压力增大，当压力达到气压设定值时，气态工作介质从蒸气发生腔排出，完成一个循环过程，随着蒸气发生腔内压力减小，液态工作介质再次流入蒸气发生腔，准备进行下一个循环过程，如此循环往复，使得气态工作介质间歇排出。

本发明将液态工作介质间歇注入蒸气发生腔，当其与高温热源换热后成为气体，达到设定压力后排出，即气态工作介质间歇排出，再通过换热器将气态工作介质的热量传递至供暖水或空气以提供给用户使用。由于在蒸气发生腔中，气态工作介质的压力一达到设定值就排走，使得蒸气发生腔内气压不会过大，避免对设备造成危险，从而实现了高温热源(高温熔盐热源或显热热源)与工作介质的直接换热，可大大减化供暖系统的结构，降低建设成本。另外，高温热源的蓄热温度不会受到限制，蓄热密度大，使得高温热源能够得到充分利用。

作为本发明的优选实施方式，所述气压设定值大于等于一个大气压且小于等于蒸气发生腔所能承受的最大压力。

作为本发明的优选实施方式，所述高温热源的温度大于或等于100℃。

本发明所述工作介质优选为水，也可以是导热油等油类、石蜡等烃类物质。

本发明的第二个目的是提供一种使用上述间歇排气式高温蓄热方法的高温蓄热系统。