[發明專利]一種高效絕熱的相變儲熱系統

無效

• 申請號: 201410403676.5
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104154789A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 賈蓉蓉;杜兔平
• 申請（專利權）人: 北京宇田相變儲能科技有限公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F28F9/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種高效絕熱的相變儲熱系統，具體涉及相變材料在熱量存儲過程中熱能損耗問題。

背景技術

能源和環境危機帶來的系列問題越來越引起人們的關注，開發新的綠色能源以及提高能源利用率是人們研究的重點。現階段，人們關注較多的新能源是太陽能，但是太陽能利用和廢熱回收存在時間和空間上不匹配的問題。相變儲能材料可以從環境中吸收能量和向環境釋放能量，較好地解決了能量供求在時間和空間上不匹配的矛盾，有效地提高了能量的利用率。相變儲熱系統的特性使得其在電力“移峰填谷”、工業于民用建筑和空調節能、軍事領域等有著廣泛的應用前景。

絕熱材料作為相變儲熱系統中的一個重要的組成部分，對于熱能的利用效率和熱量保持時間有著重大的影響。現有的絕熱材料中應用廣泛的有聚氨酯、EPS和XPS聚苯板、珍珠巖、巖棉等，這些材料的導熱系數相對較高(>0.02W/mk)，近年來發展出來的真空絕熱板具有超低的導熱系數，最低可達0.003W/mk,然而真空絕熱板在使用過程中也存在一些問題，如真空絕熱板之間拼接的部分及容器的邊角處有明顯的熱橋效應，且對不規則容器進行保溫難度較大。

發明內容

本發明的目的在于針對現有相變儲熱系統存在的不足，提供了一種高效絕熱的相變儲熱系統。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種高效絕熱的相變儲熱系統，所述相變儲熱系統包括容器外殼、容器內殼和頂蓋，在容器內殼中心裝有換熱器，在容器內殼和換熱器之間裝有相變材料，在容器外殼和內殼之間填滿絕熱材料。

進一步地，所述絕熱材料為納米二氧化硅，所述納米二氧化硅選自氣相二氧化硅、二氧化硅氣凝膠和沉淀法二氧化硅中的一種或幾種。

進一步地，所述絕熱材料填充后壓實處理，壓實到密度為100～300kg/m³。

進一步地，容器外殼和內殼之間填滿絕熱材料后抽真空，容器外殼和內殼之間氣壓為0.1～10⁵Pa。

本發明的高效絕熱的相變儲熱系統的制作如下：

1)將容器內外殼夾層間填充滿納米二氧化硅，并使其均勻分布。

2)用與內外殼間夾層形狀相同的模頭壓緊填充其內的粉體至填充材料密度到100～300kg/m³。

3)重復步驟1和2，直至內外殼夾層被壓緊后的納米二氧化硅材料充滿后，繼續下一步驟。

4)用帶有過濾系統的抽真空設備將填充滿高密度的納米二氧化硅粉體的內外殼夾層間空氣抽走，至內外殼夾層間大氣壓為0.1～10⁵Pa。

5)用密封材料將容器內外殼間夾層頂端密封以維持相應真空度。

6)將換熱器及相變材料依次裝進容器腔體中。

7)用頂蓋及密封材料將容器頂部密封。

與現有保溫材料的絕熱系統相比，本發明將納米二氧化硅粉體經過壓制增加密度，然后將存放壓制后粉體的容器腔體內部抽真空繼而用封裝材料封裝。該絕熱系統具有以下優點：

第一，該法制備的絕熱系統不受容器的外形限制，不規則形狀的外殼也可以使用。

第二，該絕熱系統中內外殼間的間隙中所有空間均被納米二氧化硅填充，無死角。

第三，該絕熱系統無熱橋效應。

第四，該絕熱系統的導熱系數可以達到0.004W/(mk)。

第五，該絕熱系統即使在絕熱腔體內部無真空的情況下，系統的導熱系數也可達0.015W/(mk)，仍低于聚氨酯等其他常用的保溫材料。

第六，該絕熱材料為無機材料，阻燃等級可達A1級。

第七，該絕熱材料的原材料可以重復利用，對環境無污染。

附圖說明

圖1是本發明的一種高效絕熱的相變儲熱系統的半剖俯視圖。

圖2是本發明的一種高效絕熱的相變儲熱系統的全剖主視圖。

附圖標記：1-容器外殼，2-容器外殼，3-絕熱材料，4-相變材料，5-換熱器，6-換熱工質進口，7-換熱工質出口，8-頂蓋。

具體實施方式

實施例1

一種高效絕熱的相變儲熱系統，所述相變儲熱系統包括容器外殼、容器內殼和頂蓋，在容器內殼中心裝有換熱器，在容器內殼和換熱器之間裝有相變材料，在容器外殼和內殼之間填滿絕熱材料。所述絕熱材料為氣相二氧化硅。高效絕熱的相變儲熱系統的制作工藝如下：

1)將容器內外殼夾層間填充滿氣相二氧化硅，并使其均勻分布。