[發(fā)明專利]一種高效蓄熱裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010072264.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN111156849A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白衛(wèi)東;何一堅(jiān);陳齊飛;李宗凱;李海峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐吉林發(fā)電有限公司熱力分公司;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D20/02
• 分類號(hào): F28D20/02;F28D20/00;F28F1/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發(fā)明公開了一種高效蓄熱裝置，該裝置包括熱媒水進(jìn)口管、相變蓄熱材料、多排管式熱媒水管、矩形殼體、橫向隔板、縱向翅片板、熱媒水出口管；所述多排管式熱媒水管頂部通過(guò)管道與熱媒水進(jìn)口管相連通，底部通過(guò)管道與熱媒水出口管相連通；所述多排管式熱媒水管與矩形殼體內(nèi)壁以及相鄰多排管式熱媒水管之間固定安裝有縱向翅片板，多排管式熱媒水管橫向上均勻設(shè)有若干層橫向隔板。本發(fā)明的高效蓄熱裝置對(duì)相變蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)及相變蓄熱材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以強(qiáng)化裝置的換熱效果，以此來(lái)協(xié)調(diào)熱用戶需求與得熱量之間的矛盾，提高系統(tǒng)的熱利用率，同時(shí)提高太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高效蓄熱裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在全球氣候變化影響下，我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在由以消耗煤炭化石能源為主逐步向清潔、節(jié)能、減排、可再生轉(zhuǎn)型。太陽(yáng)作為世界上最豐富的永久能源，輻射功率達(dá)3.8×10²³kW，其中，地球獲取的太陽(yáng)能輻射能通量為1.7×10¹⁴kW，比核能，地?zé)崮芗耙δ軆?chǔ)量總和還要大5000多倍。我國(guó)屬太陽(yáng)能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家，國(guó)土面積的2/3地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2200h，單位面積太陽(yáng)能輻射總量高于5000mJ/m2，有良好的應(yīng)用條件和潛力。太陽(yáng)能作為一種清潔可再生能源，最直接應(yīng)用太陽(yáng)能的方式是利用太陽(yáng)能供暖和供生活熱水。但是到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能輻射能量密度很低，并且隨地域不同、晝夜交替和季節(jié)變化等規(guī)律性變化，表現(xiàn)出明顯的稀薄性、間斷性和不穩(wěn)定性，太陽(yáng)能的熱利用也受到很大限制。當(dāng)天氣晴朗時(shí)，太陽(yáng)輻射能量強(qiáng)，室外溫度也比較高，而此時(shí)熱用戶需求量相對(duì)要較小。但是到晚上或陰雨天氣時(shí)，太陽(yáng)輻射能量很弱，室外溫度也較低，而此時(shí)熱用戶需求卻較大，這就是熱用戶需求與太陽(yáng)能輻射能量強(qiáng)度的矛盾之處。因此，要想最大限度的利用太陽(yáng)能，就要把晴朗白天收集到的太陽(yáng)輻射能量以熱能的方式儲(chǔ)存起來(lái)，供夜間或陰雨天使用。熱能儲(chǔ)存是一項(xiàng)提高能源利用率和保護(hù)環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)，它可以解決熱能的供給和需求在時(shí)間與強(qiáng)度上不匹配的矛盾。目前，雖然已經(jīng)有蓄熱罐等蓄熱裝置，但是對(duì)太陽(yáng)能的利用效率還不高，蓄熱效果也有待進(jìn)一步提高，究其原因，有兩個(gè)主要因素制約其高效蓄熱：1)蓄熱材料體量太大，受熱比表面積小；2)蓄熱材料熱阻很大，單位時(shí)間蓄放熱量少。因此，必須提高蓄熱材料受熱面積并減小傳熱熱阻以提高蓄熱系統(tǒng)性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱能的高效儲(chǔ)存，釋放。因此，如何高效合理利用太陽(yáng)能等自然資源依然是一個(gè)重大課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高效蓄熱裝置。本發(fā)明的高效蓄熱裝置對(duì)相變蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)及相變蓄熱材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以強(qiáng)化裝置的換熱效果，以此來(lái)協(xié)調(diào)熱用戶需求與得熱量之間的矛盾，提高系統(tǒng)的熱利用率，同時(shí)提高太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該裝置非常適合于一些太陽(yáng)能豐富的高寒地區(qū)，因地制宜使用太陽(yáng)能。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種高效蓄熱裝置，包括熱媒水進(jìn)口管、相變蓄熱材料、多排管式熱媒水管、矩形殼體、橫向隔板、縱向翅片板和熱媒水出口管；

所述多排管式熱媒水管由18根不銹鋼管組成，固定安裝在矩形殼體內(nèi)部，形成熱媒水通道，18根不銹鋼管頂部通過(guò)管道與熱媒水進(jìn)口管相連通，底部通過(guò)管道與熱媒水出口管相連通。

所述矩形殼體頂部開有與熱媒水進(jìn)口管外徑相同的孔，矩形殼體底部開有熱媒水出口管外徑相同的孔；

所述多排管式熱媒水管與矩形殼體內(nèi)壁以及相鄰多排管式熱媒水管之間固定安裝有縱向翅片板，多排管式熱媒水管橫向上均勻設(shè)有若干層橫向隔板；

矩形殼體內(nèi)部除了多排管式熱媒水管、縱向翅片板和橫向隔板的剩余空間填充相變蓄熱材料，相變材料與管道充分接觸。

進(jìn)一步地，所述相變蓄熱材料為工業(yè)石蠟與膨脹石墨粉以質(zhì)量比9：1混合后得到的復(fù)合相變蓄熱材料。

進(jìn)一步地，所述該蓄熱裝置還包括保溫層，所述保溫層包裹在矩形殼體外部；