[發(fā)明專利]一種內(nèi)置活動式換熱器的固-液相變儲熱裝置及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911187627.1
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110749226A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙靜;劉姝君;王克振
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;F28F27/00
• 代理公司: 62102 蘭州振華專利代理有限責任公司
• 代理人: 董斌

一種內(nèi)置活動式換熱器的固?液相變儲熱裝置及使用方法，涉及固?液相變儲熱，所述裝置包括儲熱箱體、吸熱換熱器、放熱換熱器、電動機、控制器、溫度傳感器及電加熱器。儲熱箱體左右兩側(cè)上端設(shè)軌道，內(nèi)部設(shè)有吸熱換熱器和放熱換熱器。所述的吸熱換熱器和放熱換熱器進出口處分別安裝滾動軸承，置于軌道上，在電動機的驅(qū)動下可沿軌道移動。結(jié)合控制器、溫度傳感器及電加熱器，可根據(jù)需要自動完成儲放熱過程。所述裝置在不增加換熱面積、影響儲熱密度的前提下，降低了換熱溫差、提高儲熱放效率，并有效的降低了相變儲熱材料的過冷及相分離、延長了儲熱材料的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固-液相變儲熱技術(shù)，具體涉及內(nèi)置活動式換熱器的固-液相變儲熱裝置。

背景技術(shù)

相變儲熱是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要技術(shù)，也是常用于緩解能量供求雙方在時間、強度及地點上不匹配的有效方式，在太陽能的利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用、工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，已成為世界范圍內(nèi)的研究熱點。

目前，固-液相變儲熱裝置主要分兩大類。一類是主要包括儲熱箱體和相變儲熱單元，相變儲熱單元即將相變儲熱材料封裝于相應(yīng)的容器內(nèi)、排布在儲熱箱體里面，換熱介質(zhì)直接流過相變儲熱單元表面完成儲放熱的過程。如申請?zhí)枮?01811154458 .7的專利“微膠囊復(fù)合相變儲熱裝置”、申請?zhí)枮?01910218599 .9的專利“一種常壓相變儲熱裝置”、申請?zhí)枮?01710212113 .1的專利“一種基于空氣換熱的固-液相變儲熱裝置”專利，這類裝置不需要專門的換熱器，但儲熱材料的封裝工作量大、工藝復(fù)雜、成本高。

另一類與本發(fā)明較為類似，主要包括儲熱箱體和換熱管路，儲熱箱體中填充相變材料，換熱管路固定安裝在儲熱箱體內(nèi)、均勻分布在相變材料中，換熱介質(zhì)在管路中流動完成儲放熱的過程，如申請?zhí)枮?01220547210.9的專利“一種相變儲熱裝置以及太陽能加熱系統(tǒng)”、申請?zhí)枮?01320120050.4的專利“用于太陽能的單罐相變儲熱裝置”、申請?zhí)枮?01520570336.1的專利“一種新型相變式儲熱裝置”、申請?zhí)枮?01621370801 .8的專利“一種新型相變式儲熱裝置固定隔板及儲熱裝置” 、申請?zhí)枮?01720350909 .9的專利“一種相變儲熱裝置”。上述裝置主要存在以下問題，換熱管路固定安裝在儲熱箱體內(nèi)，只能通過增大換熱面積實現(xiàn)低溫差換熱、提高儲放熱效率，增加了儲熱成本、降低了儲能密度；固-液相變儲熱材料在吸放熱循環(huán)過程中，存在過冷、相分離和材料混合不均等現(xiàn)象，降低了材料的儲放熱性能、縮短了其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是利用活動式換熱器實現(xiàn)低溫差換熱、提高儲放熱效率、提高儲能密度、降低儲熱成本、一定程度解決相變儲熱材料的過冷和相分離問題、延長儲熱材料使用壽命。

本發(fā)明是一種內(nèi)置活動式換熱器的固-液相變儲熱裝置及使用方法，本發(fā)明的內(nèi)置活動式換熱器的固-液相變儲熱裝置，儲熱箱體1由外殼11、保溫材料12及內(nèi)膽13組成，所述儲熱箱體1上端設(shè)軌道2，儲熱箱體1內(nèi)設(shè)有吸熱換熱器3和放熱換熱器4；所述的吸熱換熱器3和放熱換熱器4進出口端分別安裝第一滾動軸承51、第二滾動軸承52、第三滾動軸承53、第四滾動軸承54，置于上述軌道2上；第一電動機61安裝在吸熱換熱器3入口處、與第一滾動軸承51的外圈嚙合，或者第一電動機61安裝在吸熱換熱器3出口處、與第二滾動軸承52外圈嚙合；第一電動機61的控制輸入端與控制器8的輸出端相連，實現(xiàn)對電動機啟動、停機的控制；電動機與上述滾動軸承外圈嚙合，在控制器8的控制下，分別由第一電動機61和第二電動機62驅(qū)動所述吸熱換熱器3和放熱換熱器4在軌道2上左右移動。

本發(fā)明的內(nèi)置活動式換熱器的固-液相變儲熱裝置的使用方法，其步驟為：

（1）儲熱時，儲熱箱體1內(nèi)部儲熱材料全部為固態(tài)，吸熱換熱器3和放熱換熱器4分別緊挨著儲熱箱體1左右兩側(cè)的內(nèi)膽13；