[实用新型]喷流式混合热流体热储能装置

说明书

本实用新型涉及一种喷流式混合热流体热储能装置，包括储热容器、装于储热容器内的热流体储热材料和喷流式加热/放热循环系统，热流体储热材料在常温下由下到上分为相变材料层、基液层和密封层；储热容器侧壁上设有连通储热容器内部和外部的循环接口，循环接口通过管道与喷流式加热/放热循环系统的一端相连通，喷流式加热/放热循环系统的另一端通过喷液管与储热容器内连通；喷液管管壁上开有喷液孔，储热容器的底部有卸料接口。本实用新型喷射出去的基液驱动相变材料层和基液层的形成涡旋流，使基液可以充分接触颗粒相的相变材料。

技术领域

本实用新型属于节能环保和清洁能源领域，涉及一种混合热流体热储能装置，尤其涉及一种喷流式混合热流体热储能装置。

背景技术

随着全民环保意识增强，在国家节能减排、大力推广应用清洁能源和煤改电等政策的推动下，采用显热储热的固态热储能技术和采用潜热储热的相变热储能技术及产品都得到了较大的发展。

目前以潜热储热的相变材料中以固-液相变材料为主。固-液相变材料是指在温度高于相变点时物相由固相变为液相并吸收热量，当温度下降时物相又由液相变为固相并放出热量的一类相变材料。目前固-液相变材料主要包括结晶无机物类和结晶有机物类两种。而无机物中最主要的是结晶水合物。但使用这类储热材料及应用装置通常存在几个问题：

一是过冷现象，当液态物质冷却到“凝固点 ”时并不结晶，而必须到“冷凝点”以下的一定温度时才开始结晶，这就使物质不能及时发生相变，造成结晶温度点滞后，结晶时成核率降低使储热能力逐渐下降。

二是出现相分离现象，即加热后会形成固相和液相，当固相和液相共存时因密度差易发生相分离，固相有部分不完全溶解于液相，而沉于容器底部，从而形成分层，导致溶解的不均匀，放热时不能完全结晶，造成储热能力的衰减。

三是目前采用此类储热材料的热储能装置多是将储热材料充填到储热容器中，储热材料在加热和放热的过程中只要是靠材料的热传导和热动力推动下的自然对流来传递热能，放热降温的过程中，或装置内材料温度较低时，颗粒相结晶物质增多，传热性能降低，严重影响严重影响热储能装置加热、放热效率。

四是一些采用此类储热材料的热储能装置，储热材料在经过加热、降温、堆积后，静止放置时间长时会形成硬壳或结块，并且硬壳会随时间逐渐增厚、结块部分逐渐增大。给热储能装置的再次开机工作造成困难。

实用新型内容

实用新型目的

针对热储能装置中因容器中相变材料的过冷、相分离而导致的储热量衰减，以及因材料的导热性差、结壳、结块而造成的放热功率低、再开机困难等问题，研发了一种喷流式混合热流体热储能装置；喷液管安装在储热容器中，喷射出去的基液驱动相变材料层和基液层的形成涡旋流，使基液可以充分接触颗粒相的相变材料。

技术方案

一种喷流式混合热流体热储能装置，其特征在于：包括储热容器、装于储热容器内的热流体储热材料和喷流式加热/放热循环系统，所述热流体储热材料为混合式热流体储热材料，热流体储热材料在常温下由下到上分为以颗粒相为主的相变材料层、以连续相为主的基液层和液体密封层；储热容器在靠近液体密封层与基液层的交界面位于基液层的侧壁上，设有连通储热容器内部和外部的循环接口，循环接口通过管道与喷流式加热/放热循环系统的一端相连通，喷流式加热/放热循环系统的另一端通过喷液管与储热容器内连通，形成加热/放热循环回路；喷液管管壁上开有喷液孔，喷液管最上端喷液孔的位置低于循环接口，并且高于相变材料层与基液层的交界面，储热容器的底部有卸料接口。

所述基液层中下层溶液浓度高于上层溶液浓度。

所述储热容器是带有保温层的密闭容器，喷液管穿过储热容器的顶端竖直支撑在储热容器的底部。

所述储热容器内装有加热/放热换热器b，加热/放热换热器b为一组或多组盘管式换热器、翅片管换热器或板翅换热器。