[發明專利]一種固態儲熱結構及加工方法

無效

• 申請號: 201110084048.1
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102735087A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 劉陽
• 申請（專利權）人: 劉陽
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;C09K5/06;F24J2/34
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及一種儲熱裝置及加工方法，特別涉及一種太陽能光熱利用系統中的儲熱裝置。

背景技術

太陽能是比較理想的新能源，但利用上卻存在時效性問題，日照期間所接受的能量超過所需，日落之后卻無法發揮作用。因而如何把日照時多余的能量儲存起來，以用于日落后系統的持續運行，即取有余以補不足，成為實現太陽能熱利用裝置連續運行的關鍵問題。

現有的太陽能儲存技術中，有報道或使用過多種儲熱介質。近年有報道在實驗室中獲得以特定材料作基體支撐的復合相變材料(定形相變材料)，用以儲存熱量，但其存在導熱系數低的缺點，而且相變材料在儲熱過程中發生相變，由于體積的變化，容易發生漏露的隱患。另外，工業上也有使用三元鋁合金用以作為相變儲存材料，多次循環使用對于儲熱性能，例如相變儲熱的溫度、壽命等參數有負面作用，因為儲熱材料本身在工作過程中進行反復的固液相變，雜質元素將會影響其使用性能和使用壽命。目前現有的已經工業化的太陽能熱發電機組多利用無機鹽做儲熱材料，但無機鹽在相變過程中存在過冷和相分離的缺點，影響了儲熱能力，并且其凝固溫度過高，造成夜間為保證其不凝固而進行的保溫循環熱損失較大，一旦系統出現凝固點后處置困難，存在安全隱患；熔鹽系統管路中使用的泵、閥價格昂貴且使用壽命也比較短，而且無機鹽具有毒性，容易泄漏發生火災，且泄漏會對環境造成的污染。固態儲熱方案有混凝土儲熱，成本較高，導熱系數較低等等；砂石儲熱，雖然價格便宜，但導熱率低，換熱困難，不能定型自支撐，影響使用；固體金屬或合金儲熱雖然機械強度好，導熱率高，但價格昂貴。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供一種成本低廉、導熱好，熱容大，儲熱性能好，可應用于多領域儲熱的固體儲熱結構和所述固體儲熱結構的加工方法。

本發明提供了一種固體儲熱結構，所述固體儲熱結構是由集料和高導熱率填充劑按照集料級配混合后形成的立體貫通網狀結構；所述立體貫通網狀結構是由高導熱率填充劑將集料形成的空隙填充構成。

優選地，所述高導熱率填充劑占所述固體儲熱結構配料總重量的5％～30％。

優選地，所述集料為金屬廢料、陶瓷、玻璃、礦石、磚瓦、天然石材中的一種或幾種。

優選地，所述高熱導率填充劑為金屬或金屬合金中的一種或幾種。

優選地，所述固體儲熱結構內部布置有傳輸熱量的管路系統。

優選地，所述管路系統為金屬管路系統。

優選地，所述固體儲熱結構內部布置有金屬管道和由定型件拔出后形成的通道。

本發明所提供的固體儲熱結構可應用于太陽能光熱利用系統。

本發明還提供了一種固體儲熱結構的加工方法，包括以下步驟，

步驟A，將不同級別的集料按照集料級配混合；

步驟B，用振動成型法使所得的集料振動混合；

步驟C，將振動成型后的集料的上表面放置填充劑，然后將集料和填充劑進行加熱至填充劑熔融并將集料空隙填充后，緩慢冷卻，完成澆鑄成型。

優選地，所述步驟C中，采用連續隧道爐進行固體儲熱結構的澆鑄成型。

本發明所固體儲熱結構可應用于太陽能光熱利用系統。

本發明的固體儲熱介質不具有流動性，儲熱利用固體顯熱性能儲熱，運行安全；整個儲熱介質緊密形成一體，大量增強了多界面之間的傳熱，且高熱導率材質的立體網狀結構相對均勻的分布于整個儲熱介質空間內，大大增強了熱能的傳遞，使介質整體具有良好的熱導率；該固體儲熱結構成本低、導熱好、熱容大，可應用于各種儲熱應用，特別是太陽能光熱利用系統。

附圖說明

下面參照附圖對本發明的具體實施方案進行詳細的說明，附圖中：

圖1是本發明固體儲熱塊整體結構第一實施例示意圖；

圖2是本發明固體儲熱塊整體結構第二實施例示意圖；

圖3是圖2的通道7的示意圖。

圖4是本發明固體儲熱塊整體結構加工方法流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行進一步的詳細說明。

集料在公路工程中的是指在混合料中起骨架和填充作用的固體顆粒，包括碎石、礫石、機制砂、石屑、砂、金屬屑、渣等。級配是指集料各級粒徑顆粒的分配情況，可通過篩析試驗確定。級配也是個公路實施的概念，通過選擇不同的集料及使用不同的配比獲得所需空隙率和表面積。