[发明专利]一种显热与热化学耦合储热方法及装置

说明书

本发明提供了一种显热与热化学耦合储热方法及装置，该装置包括反应器、换热器和储能装置，本发明显热与热化学耦合储热方法包括储能过程和释能过程，储能过程是利用储能颗粒的化学反应将热能转换为化学能，且储能颗粒反应后生产的新固体物质具有较高热量，在高温下储存，即显热储能，而生成的气体经过转换器转换为液体存储到储罐中，实现能量的存储；释能过程为当外部提供的气体温度为常温或低于储能颗粒反应温度时，反应器中新固体物的显热加热反应器中的气体温度，使得储能颗粒发生逆反应，在一定时间内，释能过程不需要额外的能量，实现放热。

技术领域

本发明涉及储能设备领域，具体地，涉及一种显热与热化学耦合储热方法及装置。

背景技术

近年来，随着全球经济发展，能源需求和消耗逐年增长，对能源供给造成了巨大的压力。而煤炭、石油、天然气等传统能源产生的温室气体对人类居住环境和气候造成了一定的影响，不利于全球社会和经济的可持续发展。所以，对工业废热回收利用的节能技术和以太阳能、风能、生物质能等为代表的可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。其中，太阳能通过光热、光电、光化学等能源转化可以应用于发电、制冷和取暖等领域，受到了各国政府的重视。

太阳能在进行利用的过程中存在不连续的情况，且转化过程中存在大量的热能流失。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提供一种显热与热化学耦合储热装置，本发明的技术方案如下：

一种显热与热化学耦合储热装置，包括：

反应器，所述反应器内设有预热区、流化区和过滤区，所述预热区、所述流化区与所述过滤区相邻区域之间设有透气网，所述预热区设有进气口，所述流化区内设有储能颗粒，所述过滤区设有出气口；

换热器，所述换热器具有用于进行能量交换的第一流通区和第二流通区，所述第一流通区的一端通过第一循环管连接所述进气口，另一端通过所述第二循环管连接所述出气口；

储能装置，所述储能装置包括储罐和转换器，所述储罐通过第三循环管连接所述第一流通区与所述第一循环管连接的端部，所述转换器设置于所述第三循环管上，用于将第一流通区内的气体转换为液态存储到储罐内。

本技术方案中，换热器的第一流通区通过第二流通区与外界进行热能交换，通过第一循环管进入反应器的中，通过预热区进行气流温度的混合在传递给流化区，流化区内的温度到达反应温度进行化学反应将热能进行化学能储存，然后将反应后的气体流入到过滤区进行过滤，再经过第二循环管流入第一循环管进行热量交换，将热能经过第一循环管进入反应器，为流化区的化学反应提供能量，储能装置能够将反应的气体液化储存到储罐中进行保存，同时维持装置中的压强稳定，避免较高压强影响反应装置的安全性能，当外界温度较低时，显热的反应器使得流化区内的化学物质进行逆反应放处热量，交换到第二流通区，使得第二流通区的温度升高，保持外界工作的连续性。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案：所述储能装置还包括闸阀，所述闸阀安装在所述第一循环管上，用于控制第一循环管内气体的流动。

本技术方案中，闸阀能够调节第一循环管的气体流量，当流化区内储能颗粒进行反应的过程中会产生气体，闸阀一方面用于调节第一循环管道内的气体流量，另一方面便于转换器将第一流通区内的气体通过第三循环管转换为气体流入到储罐中。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案：所述预热区内设有翅片。

本技术方案中，设置于预热区的翅片便于携带热能的气体在预热区进行热量的交换，加快预热区的温度转换效率。

在上述方案的基础上并且作为上述方案的优选方案：所述翅片包括平直翅片、锯齿翅片和多孔翅片中的至少一种。

本技术方案中，翅片包括平直翅片、锯齿翅片和多孔翅片中的至少一种，可以根据同的应用场景选择具体的翅片结构以及翅片的组合方式。