[发明专利]带搅拌器的相变储热系统

说明书

本发明公开了带搅拌器的相变储热系统，包括储热罐、上盖和换热器，所述的储热罐为顶端开口的桶状结构，其顶部设置有上盖，所述的换热器设置在储热罐内部，所述的上盖中央开设有贯穿上盖的通孔，该通孔内壁设置有螺纹，通孔内竖直设置有氮气管，所述的氮气管包括外管和内管，所述的外管的外壁设置有螺纹，所述的内管设置在外管内并与外管同轴，内管顶端设置有螺母，螺母底面搭接在外管顶面上。通过氮气管向储热罐底部通入高压氮气，利用高压氮气形成的强气流将沉淀在储热罐底部的相变材料固体吹动，使之上浮与上部液相进行充分的结合并液化，解决了固体沉淀不溶解的问题，提高了相变材料的利用率以及储热效率，降低了储热成本。

技术领域

本发明属于相变材料储热领域，特别是涉及带搅拌器的相变储热系统。

背景技术

由于经济的飞速发展，使得我国面临的能源紧缺和环境污染的压力越来越重。现阶段我国正处于工业化发展的加速期，能源供需矛盾日益突出。以煤炭为主的能源生产和消费结构，严重破坏着我国的生态环境。要想实现能源结构的绿色转型，加快转变能源发展方式，就必须想方设法减少温室气体的排放，提高能源开发、加工和转换效率。

我国电网昼夜峰谷差日益扩大，存在着资源不合理利用和能效低的问题。目前的日负荷率约为50％～60％。而随着负荷增长，就无法避免对电网进行升级或者增建。传统的措施耗资巨大，大规模的扩建会使电力设备平均利用时间下降、发电效率降低、经济效益减少。如果将电网低谷电通过蓄能装置储存起来，在用电高峰时使用，则可以减小电网的峰谷差，起到移峰填谷的目的，可以节约巨大的电力资产额。借助一定的技术手段减小峰谷差，大幅提升电力资产的利用率，是未来电网的主要发展方向。

相变储能及技术能将能量以相变潜热的形式储藏于相变材料中，实现能量在不同载体之间的转换。利用相变材料的潜热储能，可提高能源的利用率和开发可再生资源。相变材料储热利用分为：加热、储热、放热三个过程，相变材料的变化状态为：固体-液体-固体的相变过程，由于相变过程中温度的升高，相变材料结晶体析出并沉淀，在多次相变过程后，储热设备底部会有部分结晶体不能发生液化，导致相变材料利用不充分，储热效率低，从而增加储热成本。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供带搅拌器的相变储热系统，在储热罐底部通入高压氮气，利用高压氮气形成的强气流将沉淀在储热罐底部的相变材料固体吹动，使之上浮与上部液相进行充分的结合并液化，解决了固体沉淀不溶解的问题，提高了相变材料的利用率以及储热效率，降低了储热成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

带搅拌器的相变储热系统，包括储热罐、上盖和换热器，所述的储热罐为顶端开口的桶状结构，其顶部设置有上盖，所述的换热器设置在储热罐内部，所述的上盖中央开设有贯穿上盖的通孔，该通孔内壁设置有螺纹，通孔内竖直设置有氮气管，所述的氮气管包括外管和内管，所述的外管的外壁设置有螺纹，所述的内管设置在外管内并与外管同轴，内管顶端设置有螺母，螺母底面搭接在外管顶面上。

在上述技术方案中，所述外管的长度为上盖厚度的3-5倍。

在上述技术方案中，所述的内管的外径为5-50mm，壁厚为1-10mm。

在上述技术方案中，所述的内管底部设置有30°-90°的折弯。

在上述技术方案中，所述的内管底部的管壁设置有贯穿管壁的通气孔。

在上述技术方案中，所述通气孔以内管轴线为轴对称设置。

在上述技术方案中，所述通气孔对称设置有1-2组。

在上述技术方案中，所述通气孔的顶部设置有向下倾斜的凸沿。

在上述技术方案中，所述的内管底部的管壁设置有贯穿管壁的通气孔，在通气孔内设置有与内管设置方向垂直的通气管。