復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置，其包含儲(chǔ)熱罐、罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)、至少兩種不同相變溫度的儲(chǔ)熱介質(zhì)、相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體、控制系統(tǒng)，所述的不同相變溫度的儲(chǔ)熱介質(zhì)密封裝于相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體內(nèi)，將相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體按照罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)形成的工作介質(zhì)流動(dòng)順序以不同相變溫度特性排列，形成溫度梯度，，從而加大儲(chǔ)熱或者放熱的溫度區(qū)間，實(shí)現(xiàn)大幅提升儲(chǔ)熱或放熱的效率，通過所述的控制系統(tǒng)可控制熱量?jī)?chǔ)存和輸出。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于相變儲(chǔ)熱
，公開了一種復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置。
技術(shù)介紹
在太陽(yáng)能熱利用、工業(yè)余熱回收、采暖及空調(diào)等眾多能源利用領(lǐng)域中，為了調(diào)整熱能供應(yīng)與實(shí)際需求之間的不一致，熱能的儲(chǔ)存是極為關(guān)鍵的一環(huán)。目前普遍使用的儲(chǔ)熱方式有兩大類顯熱式儲(chǔ)熱和潛熱式儲(chǔ)熱。潛熱式儲(chǔ)熱所依據(jù)的基本原理是，物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)(熔解)，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(氣化)，或由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(升華)，都會(huì)吸收相變熱；而進(jìn)行逆過程時(shí)則釋放相變熱。與顯熱式儲(chǔ)熱相t匕，潛熱式儲(chǔ)熱有兩大明顯優(yōu)點(diǎn)儲(chǔ)熱密度大，即可以用很小的體積儲(chǔ)存很多的熱能；吸熱過程和放熱過程幾乎是在恒溫條件下進(jìn)行，有利于與熱源和負(fù)載相配合。在儲(chǔ)熱和放熱的過程中，必然存在效率損失。尤其是儲(chǔ)熱過程的后期，由于儲(chǔ)熱介質(zhì)的蓄熱量增加到一定程度后，以及放熱過程的后期，由于儲(chǔ)熱介質(zhì)的蓄熱量減少到一定程度后，傳熱效率降低，導(dǎo)致儲(chǔ)熱裝置的整體利用效率低下。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)相變儲(chǔ)能裝置中的一些工程技術(shù)難題，提供一種能源利用率高、結(jié)構(gòu)可靠，部件易于制造和安裝，且綜合成本經(jīng)濟(jì)的復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置，其中包含儲(chǔ)熱罐、罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)、至少兩種不同相變溫度的儲(chǔ)熱介質(zhì)、相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體、控制系統(tǒng)，所述的至少兩種不同相變溫度的儲(chǔ)熱介質(zhì)密封裝于相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體內(nèi)，將相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體按照罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)形成的工作介質(zhì)流動(dòng)順序以不同相變溫度特性排列，形成溫度梯度，從而加大儲(chǔ)熱或者放熱的溫度區(qū)間，實(shí)現(xiàn)大幅提升儲(chǔ)熱或放熱的效率，通過所述的控制系統(tǒng)可控制熱量?jī)?chǔ)存和輸出。所述的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體為球形、圓柱體或者其他幾何體形狀。所述的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體為儲(chǔ)熱罐本身，工作介質(zhì)流過排布于相變儲(chǔ)熱介質(zhì)內(nèi)部的傳熱管道將熱量傳遞給相變儲(chǔ)熱介質(zhì)或者從相變儲(chǔ)熱介質(zhì)吸收熱量，傳熱管道與儲(chǔ)熱罐連接處嚴(yán)密。所述的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體內(nèi)注入一定量氮?dú)饣蛘咂渌栊詺怏w。所述的罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)，包含流動(dòng)導(dǎo)向管或者流動(dòng)導(dǎo)向板，將工作介質(zhì)在儲(chǔ)熱罐內(nèi)的流動(dòng)分布為上下分層流動(dòng)，或者豎直方向左右分層流動(dòng)，或者徑向分層流動(dòng)，或者多種流動(dòng)方式組合。所述的不同相變溫度儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝后按照罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)形成的工作介質(zhì)流動(dòng)方向排列，其排列順序可按照相變溫度由低到高排列，或者由高到低排列。所述的儲(chǔ)熱罐由金屬材料制成，其形狀為圓筒形或者立方體形，其布置形式可為立式或者臥式。所述的儲(chǔ)熱罐外層包括保溫材料。所述的儲(chǔ)熱罐包括工作介質(zhì)進(jìn)出口接口，儲(chǔ)熱和放熱的工作介質(zhì)在儲(chǔ)熱罐內(nèi)的流動(dòng)通道相通或者相互隔絕。所述的工作介質(zhì)可為水、水蒸氣、煙氣、有機(jī)熱載體油、熔鹽流體或者其他流體。本專利技術(shù)實(shí)施例的有益效果是通過將至少兩種不同相變溫度的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝后排列在工作介質(zhì)的流動(dòng)方向，形成溫度梯度，可以提高儲(chǔ)熱工作時(shí)對(duì)工作介質(zhì)的熱量吸收量，以及在放熱工作時(shí)對(duì)工作介質(zhì)的放熱傳熱量，從而提高儲(chǔ)熱裝置的整體工作效率。 當(dāng)結(jié)合首先被簡(jiǎn)要地描述的附圖參照一下對(duì)本專利技術(shù)的更詳細(xì)的描述時(shí)，本專利技術(shù)的這些和其他實(shí)施例、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得更加明顯。附圖說明圖I顯示了本專利技術(shù)復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置的原理示意圖。圖2顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例工作介質(zhì)為管內(nèi)流動(dòng)的復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例罐內(nèi)流動(dòng)方式為豎直方向左右分層流動(dòng)的示意圖。圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例罐內(nèi)流動(dòng)方式為徑向分層流動(dòng)的示意圖。具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)參照附圖閱讀，其中在全部不同的圖中相同的參考標(biāo)號(hào)指代相同/相似的元件。不一定按比例繪制的附圖示出了選擇的實(shí)施例且并非意圖限制本專利技術(shù)的范圍。詳細(xì)描述以舉例而非以限制的方式說明了本專利技術(shù)的原理。本說明書顯然將使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和利用本專利技術(shù)，并且描述了包括目前認(rèn)為是執(zhí)行本專利技術(shù)的最佳模式在內(nèi)的本專利技術(shù)的若干實(shí)施例、改型、變型、備選方案和用途。另外，必須要注意的是，如本說明書和所附權(quán)利要求書中所用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”包括多個(gè)指稱對(duì)象，除非上下文清楚地另外指出。本專利技術(shù)公開了復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置的實(shí)施例和變型。下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖I為本專利技術(shù)復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置的原理示意圖。所述的至少兩種不同相變溫度的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11和12封裝于相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體13內(nèi)。所述的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體13內(nèi)注入一定量氮?dú)饣蛘咂渌栊詺怏w以吸收相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11或者12的體積膨脹變化量。所有的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體13按照工作介質(zhì)流動(dòng)的方向排列，形成不同溫度的換熱區(qū)，以此形成溫度梯度。熱量輸入工作介質(zhì)31和熱量輸出工作介質(zhì)32的流動(dòng)由罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)2導(dǎo)向，在本實(shí)施例中，罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)2包括流動(dòng)導(dǎo)向板21、22和23。所有相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體13和罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)2裝于儲(chǔ)熱罐4內(nèi)部，儲(chǔ)熱罐外層有保溫層5，可減少儲(chǔ)熱裝置的散熱損失。儲(chǔ)熱罐4上包括熱量輸入工作介質(zhì)31和熱量輸出工作介質(zhì)32的進(jìn)出口接管41、42、43、44，以及相應(yīng)的閥門45、46、47、48。儲(chǔ)熱罐4上安裝的溫度測(cè)量?jī)x表62和壓力測(cè)量?jī)x表63將溫度信號(hào)和壓力信號(hào)反饋到控制器61中，控制器61發(fā)出信號(hào)通過閥門45、46、47、48控制工作介質(zhì)的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱或者放熱。本圖中所示儲(chǔ)熱罐4的形狀為圓筒形，由金屬材料制成，可選的，儲(chǔ)熱罐4的形狀可制成立方體形。本圖中所示儲(chǔ)熱罐4的布置形式為立式，可選的，儲(chǔ)熱罐4的布置形式可為臥式。本實(shí)施例中，熱量輸入工作介質(zhì)31和熱量輸出工作介質(zhì)32在儲(chǔ)熱罐4內(nèi)的流動(dòng)通道相通。熱量輸入工作介質(zhì)31和熱量輸出工作介質(zhì)32可為水、水蒸氣、煙氣、有機(jī)熱載體油、熔鹽流體或者其他流體。請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例工作介質(zhì)為管內(nèi)流動(dòng)的復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。所述的至少兩種不同相變溫度的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11和12封裝于儲(chǔ)熱罐4內(nèi)。在此實(shí)施例中，罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)2為兩根排布于相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11和12內(nèi)部的的蛇形彎管24、25，熱量輸入工作介質(zhì)31和熱量輸出工作介質(zhì)32分別流過蛇形彎管24或25，將熱量傳遞給相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11、12或者從相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11、12吸收熱量，蛇形彎管24、25與儲(chǔ)熱罐4連接處嚴(yán)密，防止泄露。本實(shí)施例中，熱量輸入工作介質(zhì)31和熱量輸出工作介質(zhì)32在儲(chǔ)熱罐4內(nèi)的流動(dòng)通道相互隔絕。請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例罐內(nèi)流動(dòng)方式為豎直方向左右分層流動(dòng)的示意 圖。本實(shí)施例中，罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)2包括豎直布置的流動(dòng)導(dǎo)向板26、27，將工作介質(zhì)的流動(dòng)導(dǎo)向?yàn)榘凑肇Q直方向左右分層流動(dòng)。封裝了至少兩種不同相變溫度的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11和12的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體13排列于流動(dòng)導(dǎo)向板26、27之間。請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例罐內(nèi)流動(dòng)方式為徑向分層流動(dòng)的示意圖。本實(shí)施例中，罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)2包括圓筒形的流動(dòng)導(dǎo)向板28和隔板29，將工作介質(zhì)的流動(dòng)導(dǎo)向?yàn)榘凑請(qǐng)A周徑向方向分層流動(dòng)。封裝了至少兩種不同相變溫度的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)11和12的相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體13排列于流動(dòng)導(dǎo)向板28和儲(chǔ)熱罐4壁面之間。本專利技術(shù)的公開內(nèi)容是說明性的而不是限制性的。根據(jù)本公開內(nèi)容，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，更多改型變得顯而易見，并且這些改型將歸入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置，其中包含儲(chǔ)熱罐、罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)、至少兩種不同相變溫度的儲(chǔ)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種復(fù)合型相變儲(chǔ)熱裝置，其中包含儲(chǔ)熱罐、罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)、至少兩種不同相變溫度的儲(chǔ)熱介質(zhì)、相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體、控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的至少兩種不同相變溫度的儲(chǔ)熱介質(zhì)密封裝于相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體內(nèi)，將相變儲(chǔ)熱介質(zhì)封裝體按照罐內(nèi)流動(dòng)分布系統(tǒng)形成的工作介質(zhì)流動(dòng)順序以不同相變溫度特性排列，形成溫度梯度，從而加大儲(chǔ)熱或者放熱的溫度區(qū)間，實(shí)現(xiàn)大幅提升儲(chǔ)熱或放熱的效率，通過所述的控制系統(tǒng)可控制熱量?jī)?chǔ)存和輸出。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任松林，彭志剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海驕英能源科技有限公司，任松林，彭志剛，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：