[发明专利]一种基于微波加热的复合材料及储热系统和其工作方法

说明书

本发明公开了一种基于微波加热的复合材料及储热系统和其工作方法，包括蓄热相变材料和吸波材料，蓄热相变材料和吸波材料的质量比为1:(0.01～0.02)，将蓄热相变材料和吸波材料加热熔融或混合制成复合材料，复合材料经微波加热后的储热温度为91～607℃。本发明利用新能源或谷电为微波系统供电，微波环境对复合材料进行加热储热，并且通过循环供暖用水，将储存的热量提供给用户端使用。绿色环保，成本较低，储热迅速，是一种非常有前景的新机制。

技术领域

本发明属于相变材料储热技术领域，具体涉及一种基于微波加热的复合材料及储热系统和其工作方法。

背景技术

现阶段中国北方地区冬季供暖供热以煤为主要燃料，但随着供热技术和供热设备的发展，供热方式逐渐多样化，供热能源结构也出现了一些变化。目前，以气、油、电为供热能源的供热面积在逐年增加，被越来越多的人所接受，煤、气、油、电等构筑的供热能源结构渐趋合理。

目前所采用的供热机制是：传统电力加热—储热系统—供暖用水—用户。其中主要存在以下问题：

1)电力还是以火电为主，有硫、氮等元素，污染环境，同时排放大量温室气体，不符合绿色环保的思想；

2)采用常规加热技术，将电炉丝捆绑在储热材料外部，电阻丝加热过程仅加热储热材料表面，存在受热不均匀的问题(即温度梯度)，外部温度过高，内部温度还未达到要求，储热材料无法充分储热，导致储热密度远低于理论设计值，而且外部的过高温度会降低储热材料的使用寿命；

3)即使在储热材料中添加导热剂依然存在热能无法传递到内部的问题，而且降低了储热材料的比例，导致储热材料的储热密度降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于微波加热的复合材料及储热系统和其工作方法，利用清洁能源或谷电为微波发生器供电，微波发生器对复合材料(蓄热相变材料/吸波材料)进行加热储热，通过供暖用循环水将储存的热量提供给居民、商场等使用，从而解决北方居民住宅、商场等建筑群的供暖供热问题。

本发明采用以下技术方案：

一种基于微波加热的复合材料，包括蓄热相变材料和吸波材料，蓄热相变材料和吸波材料的质量比为1:(0.01～0.02)，将蓄热相变材料和吸波材料加热熔融或混合制成固体或粉体结构的复合材料，复合材料经微波加热后的储热温度为91～607℃。

具体的，蓄热相变材料包括NaCH₃COO·3H₂O、石蜡、Mg(NO₃)₂·6H₂O和2，2-二羟甲基丙酸中的至少一种，吸波材料包括碳系吸波材料、金属氧化物材料、陶瓷系吸波材料、导电聚合物、手性材料和等离子材料中的至少一种。

本发明的另一个技术方案是，一种储热系统，包括微波发生器和吸波相变储热砖，吸波相变储热砖内设置有复合材料，吸波相变储热砖设置在供暖用循环水的两侧，能够对供暖用循环水进行加热处理，微波发生器设置在吸波相变储热砖的一侧，能够对复合材料进行微波加热，微波发生器使用清洁能源或谷电进行供电。

具体的，微波发生器的功率为500～1000W。

具体的，微波发生器的功率为0.5～15kW。

具体的，吸波相变储热砖内部间隔设置有多个复合材料储存腔，复合材料设置在复合材料储存腔内，吸波相变储热砖的外部设置有导热防腐层，导热防腐层采用硅酸盐或碳酸盐制成。

进一步的，复合材料储存腔为球状结构。

本发明的另一个技术方案是，一种储热系统的工作方法，包括以下步骤：

S1、白天使用清洁能源，夜间使用谷电为微波发生器进行供电，微波发生器对复合材料进行加热处理；