[发明专利]一种模块化储热装置

说明书

本发明的目的是提供一种模块化储热装置，包括串联的第一模块、第二模块和第三模块三种模块，第一模块和第三模块的外侧均设置有供气体通过的均流器；其中，第一模块包括电加热模块和蓄热模块两种；第二模块为蓄热模块；第三模块包括换热模块和蓄热模块两种；同一种模块的外形尺寸相同可替换，解决了现有储热产品的结构形式通用性不足、面对客户较多应用场景时不易调整变化的问题。

技术领域

本发明属于储热技术领域，具体涉及一种模块化储热装置。

背景技术

我国政府承诺2030年左右碳排放达到峰值，煤电占比逐步下降，可再生能源将实现规模化发展，并大量接入到电网。但可再生能源发电具有的波动性、间歇性与随机性会对电网带来挑战，储能应运而生。常规储能方式包含电化学储能、机械储能、电磁储能、热能储存。而全球能源预算的90％基于热的转换、输送和存储，能源的终端应用形式中，热能约占70％。储热的大容量以及高安全性、低成本是其它储能技术不能实现的。

即使储热成本相对于其他储能形式的成本较低，然而由于热能品种、储换热介质较多，在实际项目推广中无法做到标准化生产，因此有必要开发一款较为通用的储热装置，助力碳达峰。现有产品面对客户较多应用场景时通用性不足，针对具体项目需要单独定制化设计以及生产，一方面延长了营销周期，另一方面增加了成本，造成实际推广困难。同时，有些客户需要一个装置适用于多场景的需求，现有的储热装置无法进行单元替换，无法满足该需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化储热装置，以解决现有储热产品的结构形式通用性不足、面对客户较多应用场景时不易调整变化的问题。

本发明采用以下技术方案：一种模块化储热装置，包括串联的第一模块、第二模块和第三模块三种模块，第一模块和第三模块的外侧均设置有供气体通过的均流器；其中，第一模块包括电加热模块和蓄热模块两种；第二模块为蓄热模块；第三模块包括换热模块和蓄热模块两种；同一种模块的外形尺寸相同可替换；

根据换热场景需要，三种模块的组合形式具体为：

在气体与气体换热场景中，第一模块、第二模块和第三模块均为蓄热模块；其中，气体依次通过第一模块、第二模块和第三模块为充热模式，气体依次通过第三模块、第二模块和第一模块为放热模式；

或，在电能与气体换热场景中，第一模块为电加热模块、第二模块和第三模块均为蓄热模块；其中，气体依次通过第一模块、第二模块和第三模块为充热模式，气体依次通过第三模块、第二模块和第一模块为放热模式；电加热模块用于在充热模式时、加热通过其内部的气体、并将加热空气产生的热量储存至第二模块。

进一步的，在电能与换热介质换热场景中，第一模块为电加热模块、第二模块为蓄热模块、第三模块为换热模块，换热模块外接有介质进口和介质出口；

其中，气体依次通过第一模块、第二模块和第三模块为充热模式，电加热模块用于在充热模式时，加热通过其内部的气体，并将加热空气产生的热量储存至第二模块；

气体依次通过第三模块、第二模块和第一模块为放热模式；在放热模式时，第二模块中储存的热量通过第三模块来完成与换热介质的热交换。

进一步的，在气体与换热介质换热场景中，第一模块和第二模块均为蓄热模块，所述第三模块为换热模块，换热模块外接有介质进口和介质出口；

其中，气体依次通过第一模块、第二模块和第三模块为充热模式；气体依次通过第三模块、第二模块和所述第一模块为放热模式；在放热模式时，第二模块中储存的热量通过第三模块来完成与换热介质的热交换。

进一步的，换热介质为蒸汽、水或导热油。

进一步的，蓄热模块内堆叠摆放定型显热储热材料、或在蓄热模块内设置框架，并在框架上安装储热砖。

进一步的，蓄热模块内部设置纱网笼，纱网笼内放置颗粒状显热储热材料或相变储热胶囊。