[发明专利]一种磁控相变储热装置及方法

说明书

本发明实施例提供了一种磁控相变储热装置及方法，其中装置包括罐体、热传输机构、温度传感器、磁场发生器和控制器；罐体内填充有磁性相变材料；热传输机构部分经过罐体；温度传感器设置在罐体内；温度传感器和磁场发生器均与控制器连接，控制器用于根据温度传感器测量的罐体内部的温度值，控制磁场发生器产生的磁场，使磁场磁化磁性相变材料以形成热磁对流效应，使磁性相变材料进行相变储能或释能，进而调控罐体内部的温度；能根据瞬时变化的温度差异对热能存储或释放过程进行加速或减速，使得相变储能具有自适应的主动控制性，扩大了适用的工况范围。

技术领域

本发明实施例涉及但不限于储能领域，尤其涉及一种磁控相变储热装置及方法。

背景技术

潜热蓄热是一种以相变材料为基础的储能技术。主要分为化学储热、显热储热和潜热储热。化学储热拥有较高的蓄热密度，但其不稳定性使得蓄热过程在一定程度上不可控。显热储热虽拥有较大应用市场，但其储热密度小，难以承载热量的大量储存。潜热热能储存作为一种高效的低碳储能技术，由于其高储能密度和稳定性而受到广泛关注。然而，相变材料的低导热率延长了热量的储存和释放过程，限制了潜热热能储存系统的能量利用效率。因此，添加翅片、纳米颗粒和多孔介质等被动强化传热技术被用于提高相变材料的传热性能。现有蓄热储能罐只能储存或释放单一温度区间的热能，不适应各种类型工况下的长期的负荷和供热之间的调峰平衡问题，同时在短期的瞬态能量储存或释放过程中因相变材料的低导热性能而效率较低。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种磁控相变储热装置及方法。

本发明的第一方面，一种磁控相变储热装置，包括：

罐体，所述罐体内填充有磁性相变材料；

热传输机构，所述热传输机构部分经过所述罐体；

温度传感器，所述温度传感器设置在所述罐体内；

磁场发生器；

控制器，所述温度传感器和所述磁场发生器均与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述温度传感器测量的所述罐体内部的温度值，控制所述磁场发生器产生的磁场，使磁场磁化所述磁性相变材料以形成热磁对流效应，使所述磁性相变材料进行相变储能或释能，进而调控所述罐体内部的温度。

根据本发明的第一方面，所述罐体被分隔成多个具有不同的相变温度区间的温度区域；每个所述温度区域对应设置有所述温度传感器和所述磁场发生器。

根据本发明的第一方面，所述罐体设有通风层，所述磁场发生器位于所述通风层中。

根据本发明的第一方面，所述磁场发生器包括线圈，所述线圈缠绕在所述磁性相变材料的外侧。

根据本发明的第一方面，所述罐体设有绝热层，所述绝热层填充有绝热材料。

根据本发明的第一方面，所述磁性相变材料包括石蜡和顺磁性四氧化三铁。

根据本发明的第一方面，所述顺磁性四氧化三铁的粒径范围为5-100nm；所述顺磁性四氧化三铁的质量分数为0-4wt.％。

根据本发明的第一方面，所述热传输机构包括热媒传输管、抽水泵和流量阀，所述流量阀和所述抽水泵设置在所述热媒传输管上。

根据本发明的第一方面，所述热媒传输管包括第一管道和第二管道，所述第一管道位于所述罐体内，所述第二管道位于所述罐体外，所述第一管道的导热系数高于所述第二管道的导热系数。