[发明专利]一种分级相变蓄热装置

说明书

技术领域

 本发明属于相变蓄热领域，尤其涉及一种分级相变蓄热装置。

背景技术

随着全球工业的迅猛发展，能源短缺问题日益突出。我国能源建设面临的主要问题有人均能源储备量少，能源开发利用设备和技术落后，环境污染严重等。因此，在不断开发新能源的同时，节约能源越来越重要，我国的“十二五规划”中明确提出了节能减排的目标。

当前相变储能材料的开发已逐步进入实用阶段，要用于控制反应温度、利用太阳能、储存工业反应中的余热和废热。低温储能主要用于废热回收、太阳能储存及供暖和空调系统。高温储能用于热机、太阳能电站、磁流体发电及人造卫星等方面。

多蓄水罐的蓄热技术也相当成熟，工作原理如下：蓄冷时，冷水从第一个蓄水罐的底部入口进入罐中，顶部溢流的热水送至第二个罐的底部入口，依次类推，由于所有的罐中均为热水在上、冷水在下，利用水温不同产生的密度差距可以防止冷热水混合，多罐系统在运行时某个别蓄水罐可以从系统中分离出来进行检修维护。但单纯的多蓄水罐的蓄热系统的管路和控制较复杂，初期投资和运行维护费用较高。

发明内容

解决的技术问题

      当前的相变蓄热装置多为间歇式蓄热放热，蓄热与放热过程流体工质多容易混合，导致蓄热与放热过程能量利用效率低。为解决以上技术问题，同时为了实现低成本的节能减排目标，本发明提出如下技术方案。

技术方案

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种分级相变蓄热装置，包括蓄热槽，相变蓄热材料，集箱，还包括蓄热管，所述的蓄热管安装在蓄热槽中，蓄热管的两端布置有集箱；蓄热槽外设有保温材料，蓄热槽底部有流体工质进口和流体工质出口，蓄热槽通过内隔板分为三级蓄热罐。

蓄热管的布置形式为正方形或平行四边形，能够增大换热面积，增加单位面积内蓄热管布置的数量，蓄热管间有流体工质流动间隙。蓄热管的构造为内管和外管，内管和外管之间通过翅片支撑，翅片分割的空间内填充有相变蓄热材料，内管和热流体工质接触把热量储存在蓄热材料中，外管和冷流体工质接触取出热量。蓄热管的内管比外管长，内管通过蓄热槽侧壁空安装在蓄热槽内，集箱通过蓄热管的内管连通。集箱通过管道分级串联，通过以上装置可以实现蓄热和放热过程的分级。

有益效果

通过以上技术方案本装置具有以下技术优势：

1、          通过蓄热和放热的分级，能够实现能量利用效率的提高；

2、          蓄热槽分割为三个空间，在其中某个空间出现问题时，方便进行检修；

3、          蓄热材料放在单独的管道中，蓄热管出现故障，只需对单独某些蓄热管进行更换；

4、          该装置结构简单，制造方便，根据现场情况可以增加级数。

附图说明

附图1，分级相变蓄热装置的主视图；

附图2，分级相变蓄热装置的右视图；

附图3，分级相变蓄热装置的俯视图；

附图4，蓄热管横截面图；

附图5，平行四边形布置的蓄热管；

附图6，正方形布置的蓄热管；

图中标记：1、蓄热槽  2、蓄热管  3、流体工质进口   4、流体工质出口  5、集箱  6、保温材料  7、翅片  8、内管   9、相变蓄热材料  10、蓄热管间隙  11、集箱进口  12、集箱出口  13、隔板。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明进行如下说明：

一种分级相变蓄热装置，包括蓄热槽1，相变蓄热材料9，集箱5，蓄热管2，所述的蓄热管2安装在蓄热槽1中，蓄热管2的两端布置有集箱5；蓄热槽1外设有保温材料6，蓄热槽1底部有流体工质进口3和流体工质出口4，蓄热槽1通过内隔板13分为三级蓄热罐。

图5、图6蓄热管2的布置形式为正方形或平行四边形，能够增大换热面积，增加单位面积内蓄热管2布置的数量，蓄热管2间有流体工质流动间隙。

蓄热管2的构造为内管8和外管，内管8和外管之间通过翅片7支撑，翅片7分割的空间内填充有相变蓄热材料9，内管8和热流体工质接触把热量储存在蓄热材料9中，外管和冷流体工质接触取出热量。蓄热管2的内管8比外管长，内管8通过蓄热槽侧壁孔安装在蓄热槽1内，集箱5通过蓄热管2的内管8连通。集箱5通过管道分级串联，通过以上装置可以实现蓄热和放热过程的分级。

下面根据附图叙述该装置具体工作过程：