[發明專利]相變儲能換熱系統及加熱水的方法

有效

• 申請號: 201910179713.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109780914B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 曾智勇;曾帆
• 申請（專利權）人: 深圳市愛能森科技有限公司
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F24H7/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開了一種相變儲能換熱系統及加熱水的方法，屬于能源儲蓄技術領域。該相變儲能換熱系統包括儲液罐、熱泵、換熱罐、集水器和分水器，儲液罐出口與熱泵入口連通，熱泵出口與換熱罐的下端連通，集水器與換熱罐的頂端連通，分水器和儲液罐進口均與換熱罐的底端連通，換熱罐內沿高度方向設置有多層相變材料擋板，且相變材料擋板與換熱罐的內壁間隔設置。儲液罐用來儲存載熱流體，熱泵將載熱流體加熱成蒸汽并泵送到換熱罐，蒸汽自下向上對擋板進行加熱，冷凝后再流回到儲液罐，集水器將水輸送到換熱罐的頂部，與擋板進行換熱，熱水自通過分水器被輸送到用戶處。本發明換熱效果好，且載熱流體能夠循環利用，節約資源。

技術領域

本發明涉及能源儲蓄技術領域，尤其涉及一種相變儲能換熱系統及利用該系統進行加熱水的方法。

背景技術

傳統的相變材料儲熱裝置多為相變材料的簡單填充，儲熱效率和傳熱均勻度還不夠高。傳統的相變材料蓄熱過程多是直接電加熱或者是液相流體流經管道或者空隙加熱罐體內的相變材料或者是封裝的相變材料。由于使用電加熱容易造成相變材料溫度升高過快而超過了允許的最高溫度上限，造成材料分解等現象，嚴重的影響了材料的壽命。使用流體進行相變材料儲能，使用的載熱流體的顯熱段，傳熱總效率受到了傳熱溫差的影響很大。

因此，亟需提供一種相變儲能換熱系統及利用該系統進行加熱水的方法，以解決現有技術中電加熱造成的材料壽命受損嚴重及傳熱效率低的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相變儲能換熱系統及加熱水的方法，以實現高傳熱效率、載熱流體可循環利用、節約資源的目的。

為實現上述目的，提供以下技術方案：

本發明提供了一種相變儲能換熱系統，包括儲液罐、熱泵、換熱罐、集水器和分水器，所述儲液罐出口與所述熱泵入口連通，所述熱泵出口與所述換熱罐的下端連通，所述集水器與所述換熱罐的頂端連通，所述分水器和所述儲液罐進口均與所述換熱罐的底端連通，所述換熱罐內沿高度方向設置有多層相變材料擋板，且所述相變材料擋板與所述換熱罐的內壁間隔設置。

進一步地，所述換熱罐的上端設置有噴淋器，所述集水器與所述噴淋器連通。

進一步地，所述換熱罐與氮氣源連通。

進一步地，所述換熱罐與所述分水器連接的管路上還設置有分液器。

進一步地，所述相變材料擋板沿所述換熱罐的寬度方向延伸設置。

進一步地，所述相變材料擋板的長度為所述換熱罐寬度的85％-95％，所述相變材料擋板的厚度為20-40mm。

進一步地，所述相變材料擋板上開設有多個流通孔。

一種利用上述任一項技術方案所述的相變儲能換熱系統進行加熱水的方法，所述方法的步驟包括：

S1、熱泵將儲液罐內的載熱流體加熱變為蒸汽并泵送到換熱罐內；

S2、蒸汽自下向上對相變材料擋板進行加熱，直到蒸汽降溫變為冷凝液體，停止熱泵工作，冷凝液體自換熱罐的底端開口流回到儲液罐；

S3、若載熱流體中含有溶于水的有機物，則在換熱后要對換熱罐進行通氮氣清除殘留的載熱流體或蒸汽；

S4、若載熱流體中不含溶于水的有機物，則可以選擇步驟S3的方式進行除雜，也可以不進行步驟S3，直接通過集水器向換熱罐內通水進行加熱；

S5、加熱后的液體自換熱罐底部流出，若未進行步驟S3，則加熱后的液體通過分液器將水和有機液體進行分離，分離后的熱水通過分水器通向用戶處。

進一步地，步驟S2中，當冷凝液體的溫度維持在50-55℃保持30分鐘，停止熱泵工作。