[發明專利]微晶陶瓷電熱儲能復合管

無效

• 申請號: 201010523999.X
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102012103A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 廖濱;劉斌
• 申請（專利權）人: 遼寧鑫谷節能科技有限公司
• 主分類號: F24H7/02
• 分類號: F24H7/02;F24H9/00
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 李宇彤

技術領域

本發明涉及能源技術領域，確切地說是一種微晶陶瓷電熱儲能復合管。

背景技術

我國是一個能源供應十分緊張的國家，也是世界上電負荷最大的國家，但卻存在著用電高峰負荷增長很快，而電網負荷率逐年下降，峰谷差很大等問題。

通過削峰或移峰填谷新技術，將高峰需求盡可能抑制到最低，或轉移高峰需求到低谷時段，對能源的有效利用、減少發電廠投入、以及電網的經濟運行都有好處。據日本東京電力公司統計，日本電網負荷率每提高1％，可降低供電成本1％，減少200～300KT左右的CO2排放量，還可以延緩或推遲新機組建設，潛在的經濟效益和社會效益十分巨大。由于削峰填谷對節約資源、節能減排具有重要意義，因此電熱儲能技術做為電網削峰填谷、節能減排的一項重要而有效的技術手段在發達國家得到了廣泛的推廣和應用。但在我國發展的不快，其中既有國情和社會宏觀政策方面的原因，也有技術方面的原因。

電是不能儲存的，但可以采用多種方式使介質形態發生變化，通過電能與其它能量的轉換，起到間接“儲存”電能的作用，即采用電加熱的方式將儲能材料加熱并在需要時釋放出去。

電儲能的主要方式：

早期的儲能技術主要是采用水做為能量的存貯材料，如采用冰蓄冷、水儲能的方式，隨著應用的推廣，后期逐漸開始研究專門的儲能材料，目前主要有兩大類：

潛熱儲能材料：即相變儲能材料，就是利用電能使物質發生相變(如固態液態之間的轉化)，將相變時吸收或釋放的熱能儲存起來，在需要時釋放出去。相變材料種類很多，又可分為有機材料和無機材料兩大類，總體而言，有機材料的穩定性和使用壽命不如無機材料，國內在實踐中多用于太陽能工程或熱泵工程輔助電加熱項目中，設計溫度為攝氏110度以下的低溫；無機材料的主要問題是熔化后溫度很高、有一定的揮發性，對很多金屬材料的腐蝕性較強，熔化前后體積有一定的變化。

顯熱儲能材料：將物質發生溫度變化時所吸收或釋放的熱能儲存起來，如較高溫度的水降低溫度，需要向外界釋放熱能，從而達到升高外界溫度的效果。實踐中顯熱儲能材料多采用無機材料。

總體上看，顯熱儲能材料的儲能密度與潛熱儲能的相變材料相比儲能密度較低，因而所生產的產品重量大、體積也龐大，而采用潛熱儲能材料的產品則相對體積小、重量輕。

做為儲能產品需要根據儲能材料的特點同時解決加熱、儲能和放熱的問題。目前市場所能見到的除采用水為儲能材料之外的儲能產品中有三種典型的方法：一是采用通過專門加工的金屬合金做為儲能材料，例如鐵基合金材料，該方法在技術上對儲能、放熱問題解決較好，主要生產方法是將一定顆粒度的鐵粉和一定顆粒度的無機相變儲能材料等按一定的配比混均后，經模具和壓力機加壓成型，再將壓制成型的坯料經過高溫燒結而成。其特點是鐵粉經高溫熔化再冷卻后，形成一個鐵質的類似海綿狀的骨架，骨架表面和內部形成一個個尺寸較小的蜂窩孔洞，孔洞內含有儲能相變材料，相變材料儲能熔化后因表面張力的作用而被固定在孔洞內，鐵質的骨架同時起到導熱的作用，加熱時將熱量傳導給儲能材料，放熱時再將熱量傳導出來。該方法較好的解決了儲能材料的加熱和放熱問題，但該產品的重量較大，鐵質骨架存在銹蝕問題，其加工過程對環境的污染很大，不符合環保的要求，同時采用紅外加熱的方法，加熱器的壽命只有3000小時，壽命較短，加熱的效率和速率相對不高。另一種典型方法是將有機相變儲能材料封閉在一個小型容器內，制成儲能膠囊、儲能球、儲能柱或者是儲能板，再將裝有儲能材料的小型容器置于一個較大的容器內制成儲能箱，這種方法多采用低溫相變材料，由水(也有采用導熱油)做為導熱介質，儲能時由獨立的熱源將導熱介質加熱，再由導熱介質將熱量傳導給儲能材料，放熱時導熱介質再將儲能材料中的熱量傳導出來。該方法成本較高，因有機相變材料的穩定性相對較差、儲能能力衰減較快。目前市場上還有一種采用顯熱儲能的方法，該方法是使用無機固體儲能材料，將無機固體儲能材料制成一定規格和尺寸的塊體，在制作過程中將電熱絲或電熱管直接埋入到固體材料中。該方法成本最低，實踐中也有一定的應用，但使用壽命短，可靠性、工藝和質量最差。