[发明专利]太阳能即热式水基相变蓄热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能设备，特别涉及一种太阳能即热式水基相变蓄热器。

背景技术

太阳能作为一种无限可再生能源，近年来越来越受到人们的青睐，但由于地理、天气和季节等因素，造成了太阳能使用的间断，为了使得太阳能可以被连续使用，必须有效的解决蓄能问题。

目前所使用的太阳能蓄热器，其效率一般不高，且换热较慢。大部分太阳能没有被蓄热器吸收就被反射回大气中，从能量利用角度来说，其效率很低，不便使用。

发明内容

本发明是针对太阳能蓄热能量利用效率低的问题，提出了一种太阳能即热式水基相变蓄热器，不仅能有效提高太阳能吸收率，而且减少了散热损失。为太阳能集热器的应用开辟了更广泛的途径。

本发明的技术方案为：一种太阳能即热式水基相变蓄热器，包括双层真空玻璃包壳、储能颗粒与水的混合物，换热铜排管，防膨胀弹簧塞，双层真空玻璃包壳为圆柱形，换热铜排管一出口一入口在双层真空玻璃包壳外，换热铜排管出入口上下对称置于双层真空玻璃包壳出口端，其余换热铜排管环绕在双层真空玻璃包壳内部，双层真空玻璃包壳内的换热铜排管与双层真空玻璃包壳内壁之间充满了储能颗粒与水的混合物，双层真空玻璃包壳出口中心用防膨胀弹簧塞封闭。

所述双层真空玻璃包壳内的换热铜排管与双层真空玻璃包壳内壁之间填充满储能颗粒后，再往双层真空玻璃包壳中加水，使整个蓄能器内颗粒间充满水。

所述储能颗粒为含有碳纤维强化的蓄能颗粒。

本发明的有益效果在于：本发明太阳能即热式水基相变蓄热器，由于碳纤维密度小，价格便宜，本身又有着不输于一般金属材料的导热能力，强化了蓄能颗粒的换热性能，同时也没有增加蓄能器的质量，且碳纤维的加入提高了相变材料的黑度，增强了相变材料对太阳能的直接吸收能力，避免从集热器表面吸收太阳能再向相变材料换热的热阻较高的换热途径；太阳能透过双层真空玻璃包壳直接照射在内部蓄能颗粒上，在水基相变材料内部被吸收，没有任何的导热过程，减少了换热损失，减少了太阳能的反射损失，提高了对太阳光的利用率。由于水的存在，相变材料与铜管间的换热由导热变为储能颗粒与铜管间的对流换热，强化了换热的同时避免了相变材料内部凝固产生空隙进一步阻碍换热的缺点。双层真空玻璃包壳的使用，有效的对蓄热器进行了散热保护，延长了热能的蓄存时间。换热工质流经铜排管，可迅速地进行换热，输送给用户。

附图说明

图1为本发明太阳能即热式水基相变蓄热器结构示意图。

具体实施方式

如图1所示太阳能即热式水基相变蓄热器结构示意图，太阳能即热式水基相变蓄热器包括双层真空玻璃包壳1、储能颗粒与水的混合物2和换热铜排管3，防膨胀弹簧塞4，双层真空玻璃包壳1为圆柱形，换热铜排管3一出口一入口在双层真空玻璃包壳1外，换热铜排管3出入口上下对称置于双层真空玻璃包壳1出口端，其余换热铜排管3环绕在双层真空玻璃包壳1内部，双层真空玻璃包壳1内的换热铜排管3与双层真空玻璃包壳1内壁之间充满了储能颗粒与水的混合物2，双层真空玻璃包壳1出口中心用防膨胀弹簧塞4封闭。

储能颗粒与水的混合物2用于吸收和蓄存热量，换热工质从进口进入，通过铜排管换热，再由出口输送给用户。储能颗粒填充极其方便，填充完蓄能颗粒后，再往双层真空玻璃包壳1中加水，使整个蓄能器内颗粒间充满水(可流动、换热能力强、有一定的蓄热能力)，从而强化相变材料和排管间的换热。

防膨胀弹簧塞4的设置使得蓄能器内蓄能材料受热膨胀不会导致玻璃包壳1的破裂。换热工质从进口进入，通过换热铜排管3换热后，既可以被用来给用户供热，又可以用来作为驱动吸附式制冷的热源，实现冷热联供，使得太阳能的用途变得更为广泛。

蓄热器内的相变材料采用的是含有碳纤维强化蓄能颗粒。碳纤维的加入提高了相变材料的黑度，增强了相变材料对太阳能的直接吸收能力，避免从集热器表面吸收太阳能再向相变材料换热的热阻较高的换热途径；能有效减少热媒的换热损失，储存大量热能，进行快速换热，提高了设备的整体效率。