[實用新型]熱管強化金屬氫化物蓄熱裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720072221.5
• 申請日: 2007-07-05
• 公開（公告）號: CN201116844Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章學(xué)來;呂磊磊;楊培瑩;盛青青;葉金
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28D15/02
• 代理公司: 上海天翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳學(xué)雯

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于空調(diào)的熱回收裝置，特別涉及一種用于空調(diào)的熱管強化金屬氫化物蓄熱裝置，適用于節(jié)能領(lǐng)域。

技術(shù)背景

夏季，賓館、會所等類建筑為了滿足賓客對舒適、健康居住環(huán)境以及各種使用功能的要求，需要同時供冷和供熱。在常規(guī)系統(tǒng)中，一般要設(shè)置兩套獨立的系統(tǒng)，分別供應(yīng)冷量和熱量，其優(yōu)點是：熱水供應(yīng)系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)相互獨立，互不干擾，易于調(diào)節(jié)。但是，近年來隨著我國對“節(jié)能、環(huán)保”問題認識的逐漸增強，使得常規(guī)系統(tǒng)在實際運行中所暴露出來的問題也日益嚴(yán)重。于是回收空調(diào)冷凝熱用于熱水系統(tǒng)越來越受到人們的重視。

回收空調(diào)冷凝熱用于熱水供應(yīng)，是在不降低建筑物使用功能和舒適性標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將兩個常規(guī)的獨立性、單向性系統(tǒng)，改造成一個整體性、可循環(huán)性系統(tǒng)。在夏季，由于省去了常規(guī)鍋爐房熱水供應(yīng)系統(tǒng)，取而代之的是空調(diào)冷凝熱回收系統(tǒng)進行熱水供應(yīng)。目前，大多數(shù)蓄熱裝置采用水蓄熱，近年來也提出利用相變材料PCMs(Phase?Change?Materials)來蓄熱。但是，由于這兩種蓄熱方式的蓄熱密度小，導(dǎo)熱性能差、體積大等不足限制了其廣泛推廣。

根據(jù)氫化物的熱化學(xué)反應(yīng)，可以通過儲存熱能的方法，將低位熱能儲存到固態(tài)金屬中，待需要使用時，再由它釋放供給高位熱能。用這種方法儲存熱量，儲存期可以很長，而且儲存的是低位熱能，釋放出來的高位熱能，具有熱泵的性質(zhì)。儲存器中的原料可以長期循環(huán)使用，也不消耗氫氣。

某些金屬氫化物與氫氣之間的反應(yīng)為可逆反應(yīng)利用金屬氫化物吸熱放氫和吸氫放熱的特點，通過交替加熱與冷卻，實現(xiàn)加熱或制冷的目的。反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

式中：M_(x)為貯氫材料；MH_x(s)為對應(yīng)的金屬氫化物；ΔH為氫化物生成焓變，即反應(yīng)熱；P1、T1為放氫時的壓力和溫度；P2、T2為吸氫時的壓力和溫度。S表示物質(zhì)為固體狀態(tài)、g表示物質(zhì)為氣體狀態(tài)。金屬氫化物的平衡壓力隨溫度的增大而急劇升高，隨溫度的降低而急劇降低。

對金屬氫化物進行加熱，反應(yīng)向右進行，即在溫度T1下釋放出壓力為P1的氫氣，相當(dāng)于把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能(氫)。反之，如果反應(yīng)壓力高于溫度T2條件下的平衡分解壓力P2，反應(yīng)向左進行，吸氫并釋放出溫度為T2的熱量ΔH，相當(dāng)于把化學(xué)能(氫)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽摬糠炙尫诺臒崃繉⒈皇占癁橹迫崴?/p>

針對本裝置的用途特點回收壓縮機出口高溫制冷劑(該溫度值大概在65℃左右)的熱量，采用可應(yīng)用于中溫?zé)嵩吹馁A氫材料，并且位增大蓄熱量和放熱量，蓄熱用金屬氫化物的生成熱應(yīng)盡量大，貯氫用金屬氫化物的生成熱應(yīng)盡量小，而且這兩種合金的熱容量都應(yīng)盡量小。此外，還要貯氫材料滿足反應(yīng)速度快、可逆性好、價格低廉等要求。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種通過回收冷凝熱作為動力來驅(qū)動金屬氫化物循環(huán)，通過金屬氫化物與氫氣之間可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)來實現(xiàn)加熱熱水的熱管強化金屬氫化物蓄熱裝置。

本實用新型可通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種熱管強化金屬氫化物蓄熱裝置，其特征在于，包括蓄熱槽、置于蓄熱槽中的熱管、套裝于熱管上端的金屬肋片、蓄熱槽下部用擋板隔開的供熱流體進口管和供熱流體出口管；所述裝置還包括流量調(diào)節(jié)閥、貯氫槽、電加熱器；蓄熱槽上部有氣體通道，該氣體通道通過流量調(diào)節(jié)閥與貯氫槽相連通，電加熱器與貯氫槽相連；蓄熱槽和貯氫槽內(nèi)填有貯氫材料。

所述裝置還包括一隔熱容器，該隔熱容器置于蓄熱槽的上端，

所述金屬肋片置于隔熱容器內(nèi)。

所述隔熱容器上置有取熱流體進口管和取熱流體出口管。

所述的貯氫材料為金屬氫化物。

本發(fā)明的有益效果是：采用熱管強化金屬氫化物蓄熱，回收冷凝廢熱用于熱水系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有用兩套系統(tǒng)獨立供冷和供熱的方式，從而極大地簡化了系統(tǒng)節(jié)省了投資，并且從能量利用的角度提高了能源利用效率，提高機組的運行效率，具有較好的經(jīng)濟性和實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型蓄熱時的狀態(tài)示意圖。

圖2為為本實用新型放熱時的狀態(tài)示意圖。

其中1-蓄熱槽、2-貯氫材料(蓄熱用)、3-熱管、4-金屬肋片、5-流量調(diào)節(jié)閥、6-貯氫材料(貯氫用)、7-貯氫槽、8-電加熱器、9-隔熱材料、10-供熱流體進口管、11-供熱流體出口管、12-擋板、13-取熱流體進口管、14-取熱流體出口管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：