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兴邺零碳社区项目中介质储能真空保温技术

发表时间:2021-07-24 08:17

储能是实现双碳目标和能源革命的关键支撑技术。特别是随着绿色新能源规模逐渐增加,绿色新能源将逐步成为我国的主体能源,而绿色新能源与生俱来的间歇性、不稳定性、周期性等特点,迫切需要发展储能技术与产业。“光伏+储能”被誉为是未来“人类能源解决方案”。


储能也是兴邺零碳社区智能三供储能站核心部分。该项目的储能主要是采用介质储能,通过真空保温水箱作为隔热装置,利用水作为储能介质,通过水温度升降来实现热量的储存与释放,热水可直接使用,也可在换热器热泵空调等制冷采暖系统下,用于房间的制冷及取暖。在储能环节中,保温装置取了关键作用。下面就来看看兴邺保温设备在技术上的一些改进。


大容量真空保温水罐


真空罐主要由外壳、内胆以及形成于外壳和内胆之间的真空隔热腔构成,其具有良好的隔热保温性能。真空保温技术很早就有,但是,传统真空罐的体积普遍较小,这是因为大容积真空罐的外壳尺寸很大,当外壳的尺寸过大时,受力后极易向内凹陷变形,从而使得外壳与内胆贴靠接触,降低保温罐的保温能力。


在兴邺零碳社区三联供储能站项目中需要用到的介质能会非常多,所以需要大容量的真空保温罐。该项目中的真空保温罐作了以下改进,提升其结构稳定性,可以让真空保温罐以更大的体积出现,从而提升大量液体的保温性能。


该真空保温罐在真空隔热腔中布置了支撑于外壳内周的撑环,以在外壳径向内凹时撑住外壳,提升了外壳的抗变形能力,使得外壳和内胆始终保持间隔,避免二者相互接触而快速导热,进而使得真空罐具有稳定的保温性能。


这种保温罐外壳采用回转体结构,撑环是与外壳同轴布置的圆环结构,方便了外壳和撑环的制作和安装,并保证外壳及撑环各个部位承受的压力尽可能均匀一致,撑环上一体设置环形加强筋,进一步提升了其承压能力,在材质上撑环采用热处理的弹簧钢材质,具有极强的承压抗变形能力。撑环设置多个,并将这些撑环沿着外壳的轴线方向自外壳的内底部向外壳的内顶部依次紧挨排布,外围的外壳主要起定位和密封作用,内侧的撑环才是主要的承压件,从而使得外壳可以做到很薄,便于外壳的加工成型。相比于大尺寸的真空罐外壁,轴向尺寸较小的撑环易于加工,即便经过热处理也可获得很高的圆度,从而具有突出的承压能力。


该产品设计已获得专利支持,在技术层面,兴邺的大容量真空保温水罐让大范围的介质储能得以实现。


长经真空保温水管


普通的水管在输水过程中,会导致温度的流失,如我们平常用热水时,需要先放掉一部分冷水,这是因为水管中有冷水存在,而保温水管即有保温输水的好处。所以在家庭用水和房屋供暖中会大量使用到保温水管作为热水的供应管道。为了保证热水的供应效率和减少能耗,保温水管需要具有较佳的保温隔热性能,以减少热水在供热水管中的热量散失,提高供热效率,降低供热的成本。


传统保温水管通常都采用低导热系数的保温材料尤其是为保温塑料制作,而塑料类保温水管的保温性能远小于真空保温结构,并且塑料管的承压能力远小于金属管。


真空保温杯、真空保温罐在市场上非常常见,而真空保温结构的水管或气管却没能在市场上普及,其中一个原因是:管的长径比远大于保温杯和保温罐,如果真空保温管的内管和外管仅在两端处固定,当该真空保温管长度较大且管内充满流体时,内管在自身重力和内部流体重力的作用下易向下弯曲变形。这种弯曲变形不但会导致整个真空保温管的变形,而且容易造成内管与外管大面积接触,进而削减真空保温管的保温能力。


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兴邺这种真空保温管在管的真空隔热腔中设置了用于支撑于外管和内管之间的弹性支撑卡环,使得内管和外管之间的真空隔热腔结构保持稳定,能够避免内管或外管受力弯曲而相互贴靠造成的保温性能降低。


内管和外管之间的真空隔热腔采用弹性件支撑,更易安装和拆除,而且弹性支撑卡环能够适应内管和外管的弯曲变形。弹性支撑卡环由不锈钢环折弯加工或者由高分子塑料整体注塑而成,制作方便,成本低廉。并且内管支撑凸起与内管的外表面线性接触,外管支撑凸起与外管的内表面线性接触,减小了弹性支撑卡环与内管和外管导热接触面积。


兴邺零碳社区储能站中除了真空管、真空罐等保温装置,还有真空联箱、真空接头、真空阀门等一些列真空保温装置,在这些设备之下,才能保证水全程不掉温。


在兴邺真空保温技术的改进之下,让大型介质热储能变为可能,可适用于长期的储能,并且节约储能成本低,便于对整个大型社区进行集中供能,在储能层面,为零碳社区智能三联供项目的落地提供技术支撑。


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