[发明专利]一种电加热流化床蓄热器以及供热系统

说明书

本发明提供了一种电加热流化床蓄热器，所述蓄热器外设置缠绕电磁加热线圈，蓄热器内设置固体蓄热颗粒，所述流化床蓄热器（2）的外侧装有电磁加热线圈（6），所述流化床蓄热器（2）下设置进风室，所述流化床蓄热器（2）上部设置出风管，从下至上沿着流化床蓄热器高度方向电磁加热线圈密度越来越大。本发明设计的线圈密度沿着高度方向分布密度的变化，使得蓄热器内换热形成一个类似逆流换热过程，换热更有效更充分，增强了整体换热效果。

技术领域

本发明属于热量存储及能源利用领域，具体涉及一种电加热流化床固体蓄热及供热系统。

背景技术

近年来，供热所消耗的能量逐年攀升，峰电谷电用量差距逐渐拉大，致使电能浪费问题日益凸显，为了削峰填谷需要发展新型的储能技术，电网的调节能力会因此而大大提升，对我国的能源安全与节能减排具有长久而深远的意义。在资源浪费现实背景下，煤改气成为了一种新的节能减排方式，但并未取得太好的效果，因此需要发展谷电蓄热供热技术。通过开发利用低谷电技术，电网整体负荷会得到平衡，发电效率会显著改善，电力设施投资会大大节约，用电成本也会显著下降，对环境保护有重要意义。继政府大力鼓励煤改气后，各地政府纷纷出台鼓励煤改电技。

目前，相变材料存在导热系数低而使得蓄存的热能难以取出的问题，而固体蓄热又存在蓄热不均匀，难以控制的问题，严重限制了显热储热技术的应用。利用耐高温、经济性良好的固体颗粒储热材料是解决上述问题的可行方法，电加热流化床固体蓄热及供热系统具有运行费用低，储热放热效率高，便于控制等优点。

现有技术中，例如公开号CN107655357A的发明专利申请公开了一种固体颗粒储热装置，该装置直接利用蓄热后的固体颗粒与换热器的工质进行换热，将固体颗粒作为换热流体，直接参与换热器的换热，该方案存在如下缺点：固体颗粒运输阻力大，固体颗粒对换热器管壁冲刷导致使用年限少，固体颗粒因为分布不均导致换热效率低，还需要设置储存热固体颗粒的热仓及冷固体颗粒的冷仓、固体颗粒的动力配送装置，设备多、结构复杂，整体导致成本增加，以及换热效果差。

电磁线圈加热中也存在加热效果变差问题，本发明同时解决加热效果优化的技术问题。

发明内容

本发明为解决现有相变材料存在导热系数低而使得蓄存的热能难以取出，固体蓄热不均匀，难以控制、直接采用固体颗粒换热结构复杂、换热效率低、换热器使用寿命低等问题而提出，同时能谷电峰用，平衡电网负荷。本发明提出一种电加热流化床固体蓄热及供热系统，空气的快速流动使固体颗粒流态化，外置加热装置利用谷电使固体颗粒高温均匀蓄热，同时改善了固体颗粒的换热效率，并用存储的热量通过换热器给用户供热。。

本发明的技术方案是：

一种电加热流化床蓄热器，所述流化床蓄热器外设置缠绕电磁加热线圈，流化床蓄热器内设置固体蓄热颗粒，所述流化床蓄热器（2）的外侧装有电磁加热线圈（6），所述流化床蓄热器（2）下设置进风室，所述流化床蓄热器（2）上部设置出风管，从下至上沿着流化床蓄热器高度方向电磁加热线圈密度越来越大。

作为优选，从下至上沿着流化床蓄热器高度方向线圈密度越来越大的幅度不断增加。

作为优选，电磁加热线圈布置的高度为H，沿着高度方向，电磁加热线最低端的密度为M，则距离电磁加热线圈最低端距离为h位置的电磁加热线圈密度m规律如下：m＝M+k*M*（h/H）^f，其中f、k是系数，满足如下要求：

1.15f1.25,0.28k 0.35。

作为优选，1.18f1.20,0.30k 0.32。