[發(fā)明專利]一種太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210295692.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN103591822A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫海翔;朱亮;許迪;竇新國;鐘強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市聯(lián)訊創(chuàng)新工場(chǎng)科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): F28D20/00
• 分類號(hào): F28D20/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種用于太陽能發(fā)電的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在所有的可再生能源中，太陽能分布最廣，獲取最容易。但是太陽能受地理、晝夜和季節(jié)等規(guī)律性變化的影響以及陰晴云雨等隨機(jī)因素的制約，能量呈現(xiàn)不穩(wěn)定性和不連續(xù)性。為了保證太陽能利用穩(wěn)定運(yùn)行,就需要儲(chǔ)熱裝置把太陽能儲(chǔ)存起來,在太陽能不足時(shí)，再釋放出來,以滿足生產(chǎn)和生活用能連續(xù)和穩(wěn)定供應(yīng)的需要。目前，國內(nèi)外研究太陽能的儲(chǔ)存方法主要集中在儲(chǔ)熱材料的選擇和儲(chǔ)熱方式的選擇。而對(duì)于儲(chǔ)熱材料的選擇上，固體材料由于具有性能穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為了儲(chǔ)熱材料的理想選擇。但是，固體儲(chǔ)熱材料一般都具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，不利于儲(chǔ)熱和放熱，系統(tǒng)的儲(chǔ)熱效率的提高依賴對(duì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

為解決應(yīng)用固體儲(chǔ)熱材料的儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱效率問題，中國專利文件CN102032823A公開了一種儲(chǔ)熱系統(tǒng)，其包括多個(gè)平板型儲(chǔ)熱模塊，多個(gè)儲(chǔ)熱模塊平行層疊堆積，相互之間絕熱。儲(chǔ)熱模塊內(nèi)有供換熱流體流動(dòng)的管道，管道和儲(chǔ)熱模塊之間的空間填充有固體儲(chǔ)熱介質(zhì)。每個(gè)儲(chǔ)熱模塊外有與模塊內(nèi)管道連通的換熱流體的進(jìn)口管和出口管。所有相鄰儲(chǔ)熱模塊的換熱流體的進(jìn)口管和出口管串聯(lián)連接，組成串聯(lián)布置的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。儲(chǔ)熱模塊內(nèi)通過布置多層分布、逆流布置的流體管道，實(shí)現(xiàn)了固體儲(chǔ)熱介質(zhì)快速儲(chǔ)熱和放熱。但是，這種儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱模塊之間溫度分布不夠均勻；離進(jìn)口管最近的一級(jí)儲(chǔ)熱模塊的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于離出口管最近的一級(jí)儲(chǔ)熱模塊的溫度。這樣，導(dǎo)致儲(chǔ)熱系統(tǒng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)熱溫度的時(shí)間較長，儲(chǔ)熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)儲(chǔ)熱單元之間溫度不均衡導(dǎo)致儲(chǔ)熱系統(tǒng)儲(chǔ)熱效率低的問題，進(jìn)而提供一種能夠均衡儲(chǔ)熱系統(tǒng)內(nèi)部儲(chǔ)熱模塊的溫度儲(chǔ)熱效率高的太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)，其包括，至少一個(gè)儲(chǔ)熱堆；所述儲(chǔ)熱堆通過入口和出口連通至總管線上；所述儲(chǔ)熱堆包括保溫的儲(chǔ)熱室以及設(shè)置于所述儲(chǔ)熱室內(nèi)部的至少一個(gè)儲(chǔ)熱單元，所述儲(chǔ)熱單元的一部分連通所述入口，同一或另一所述儲(chǔ)熱單元的一部分連通所述出口；所述儲(chǔ)熱單元的內(nèi)部設(shè)有熱工質(zhì)通道，熱工質(zhì)由總管線經(jīng)過所述入口流入所述儲(chǔ)熱單元的所述熱工質(zhì)通道內(nèi)，流經(jīng)儲(chǔ)熱堆后經(jīng)過所述出口流回到所述總管線上，形成熱工質(zhì)的主傳熱通道；所述儲(chǔ)熱室內(nèi)部還設(shè)有平衡所述儲(chǔ)熱單元之間熱量的輔助傳熱通道，高溫的所述儲(chǔ)熱單元經(jīng)過所述輔助傳熱通道將熱工質(zhì)熱量傳遞到低溫的所述儲(chǔ)熱單元處。

所述儲(chǔ)熱單元由至少一個(gè)儲(chǔ)熱模塊組成；所述儲(chǔ)熱模塊的表面或內(nèi)部成型有所述熱工質(zhì)通道。

所述儲(chǔ)熱模塊上成型有至少一層主通道和至少一層輔通道，所述主通道和輔通道之間有夾角。

所述儲(chǔ)熱室內(nèi)對(duì)應(yīng)所述入口和所述出口位置設(shè)置至少一排所述儲(chǔ)熱單元，遠(yuǎn)離所述入口和所述出口的所述儲(chǔ)熱單元的末端與所述儲(chǔ)熱室后端的內(nèi)壁之間設(shè)有主通道間隙；所述儲(chǔ)熱單元與所述儲(chǔ)熱室的左右和/或上下兩端的內(nèi)壁之間設(shè)有輔通道間隙；

所述熱工質(zhì)經(jīng)過所述入口流入連通所述入口的一排儲(chǔ)熱單元的所述主通道內(nèi)，經(jīng)過所述主通道間隙后，流入連通所述出口的一排所述儲(chǔ)熱單元的所述主通道流至所述出口，形成所述主傳熱通道；

所述儲(chǔ)熱室內(nèi)部的熱工質(zhì)經(jīng)過所述輔通道在所述輔通道間隙內(nèi)流通，形成所述輔助傳熱通道。

在所述輔通道間隙內(nèi)設(shè)有將所述輔助傳熱通道隔開的隔板，所述隔板兩側(cè)分別形成獨(dú)立的所述輔助傳熱通道。

所述儲(chǔ)熱模塊上成型有至少一層互相平行設(shè)置的所述熱工質(zhì)通道。

所述儲(chǔ)熱室內(nèi)對(duì)應(yīng)所述入口和所述出口位置設(shè)置兩排所述儲(chǔ)熱單元，遠(yuǎn)離所述入口和所述出口的所述儲(chǔ)熱單元的末端與所述儲(chǔ)熱室后端的內(nèi)壁之間設(shè)有主通道間隙；每排的相鄰所述儲(chǔ)熱單元之間設(shè)有輔通道間隙；所述熱工質(zhì)經(jīng)過所述入口流入連通所述入口的一排儲(chǔ)熱單元內(nèi)，經(jīng)過所述主通道間隙后，經(jīng)過連通所述出口的一排所述儲(chǔ)熱單元流至所述出口，形成所述主傳熱通道；入口一排的所述儲(chǔ)熱單元流出的一部分所述熱工質(zhì)經(jīng)過所述輔通道間隙直接流入至出口一排的所述儲(chǔ)熱單元內(nèi)，形成所述輔助傳熱通道。

所述熱工質(zhì)通道的孔壁成型有波紋槽或螺旋槽。

所述儲(chǔ)熱模塊包括：具有縱向通孔的空心磚以及設(shè)置于所述空心磚通孔內(nèi)部，橫縱交錯(cuò)并互相連通的散熱管道；在所述空心磚與所述散熱管道之間設(shè)置散狀儲(chǔ)熱介質(zhì)。

所述儲(chǔ)熱單元由多個(gè)互成夾角的儲(chǔ)熱管道以及設(shè)置于所述儲(chǔ)熱管道之間的散狀儲(chǔ)熱介質(zhì)構(gòu)成。

所述儲(chǔ)熱管道的管壁上設(shè)有若干散熱孔，所述儲(chǔ)熱管道的外部由耐高溫透氣材料包裹，所述儲(chǔ)熱管道之間的儲(chǔ)熱介質(zhì)為沙石。