[实用新型]一种储热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能利用设备技术领域，尤其涉及一种储热装置。

背景技术

储热技术一般是指利用储热材料所具有的显热和潜热特性把热能暂时储存其中，以便于在后续需要的时候利用。作为能量转换和应用系统的关键技术之一，储热的重要意义在于它是解决能源供应及需求之间在时间上不同步的重要方案，能有效优化能源配置。

在储热过程中，高温传热工质进入储热装置并加热其内的储热材料；之后在需要的时候，低温传热工质进入储热装置，并通过热交换而被储热材料加热，加热后的传热工质随后被传输到需要的地方而加以应用。由于工业用储热装置(特别是大规模太阳能热电站用储热装置)一般体积大，表面积大，装置中储热材料温度高，从而导致表面散热损失严重。因此，如何减小热损失是储热装置在设计过程中需要解决的关键难题之一。

请参考图1，图1为现有技术中一种储热装置的结构示意图。下面简要介绍这种储热装置的工作原理及其存在的不足。

如图1所示，该储热装置包括金属板卷曲制成的侧壁11′，该侧壁11′的每相邻两层之间形成容置储热材料12′的螺旋板形储热腔室。该储热装置的顶端设有空气导管13′，空气导管13′在侧壁11′的每两层之间的对应位置设有通孔，该通孔可选择地打开或关闭。

在储热阶段，向空气导管中输送空气，如果该空气的温度较高，则打开第一通孔14′，其余通孔处于关闭状态，使温度较高的空气经第一通孔14′中进入螺旋腔室的第一层。如果空气的温度略低，则打开第二通孔15′，关闭其余通孔，使温度略低的空气进入螺旋腔室的第二层。依次类推，将温度逐渐降低的空气分别通过第三通孔16′、第四通孔17′、第五通孔18′输送至螺旋腔室的第三层、第四层、第五层，如此不同温度的空气有选择性的进入该储热装置的不同区域并与与储热材料12′充分直接接触换热，使得螺旋壁的各层腔室之间的温度各不相同，从内层到外层逐渐降低，即形成了温度梯度。这使得整个储热装置的表面温度较低，减少了表面热量损失，延长了储热时间。

然而，上述储热装置只能采用空气作为传热工质，为了让空气在储热材料12′之中流动，储热材料12′必须是颗粒状的，为了提高空气与储热材料12′的换热效率，就应该减小储热材料12′颗粒的直径以增加其表面积，但如果储热材料12′颗粒太小，又影响空气的流动。

因此，上述储热装置的储热材料12′和传热工质都受到一定的限制，导致该储热装置的储热效果较差，并且该装置由金属板卷曲制成，其尺寸难以做大，因此在大规模商业化储热过程中，如太阳能热发电领域并没有实际的应用价值。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，另辟蹊径设计一种储热装置，即能在其半径方向上由内到外形成一定的温度梯度，减小储热装置表面的热损失，从而延长储热时间和提高其储热效果。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种储热装置，该储热装置既能够由内向外形成一定的温度梯度，减小表面热损失，延长储热时间、提高储热效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种储热装置，包括至少两层侧壁，每相邻两层所述侧壁之间形成容置储热材料的腔室，还包括传热工质导管；所述导管的第一端部贯穿所述至少两层侧壁中的外壁、第二端部贯穿所有所述侧壁、中间部依次在各所述腔室中环绕。

优选地，所述导管的数目为一个，储热阶段时，所述第二端部为入口端部、所述第一端部为出口端部；放热阶段时，所述第一端部为入口端部、所述第二端部为出口端部。

优选地，所述导管的数目为至少两个，包括用于储热时输送热工质的热工质导管和用于放热时输送冷工质的冷工质导管；所述热工质导管的第二端部为入口端部、第一端部为出口端部；所述冷工质导管的第一端部为入口端部、第二端部为出口端部。

优选地，所述热工质导管和冷工质导管的数目均为至少两个。

优选地，所述中间部包括在每个所述腔室内环绕的螺旋管和贯通每相邻两个所述螺旋管的连接管。

优选地，各所述腔室中的储热材料的适用温度沿从内到外的方向依次降低。

优选地，所述至少两层侧壁依次套设，每个所述侧壁为周向封闭的筒形侧壁。

优选地，所述腔室中设有横向的支撑杆，所述支撑杆的两端固定连接于形成所述腔室的侧壁之间，且所述支撑杆与所述导管可拆卸地连接。

优选地，所有腔室中的内腔室中设有支撑柱，所述支撑柱沿所述内腔室的轴向设置，所述内腔室的所述支撑杆一端连接所述支撑柱、另一端连接所有侧壁中的内壁。

优选地，还包括强化传热部件，所述强化传热部件设于所述支撑杆上。