[發明專利]儲熱裝置和換熱系統

在審

• 申請號: 202010780442.8
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN114061350A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 于東;梁文斌;劉均慶;張宏偉;高光輝
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;H05B3/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄺圓暉;李健

本發明涉及儲熱領域，公開了一種儲熱裝置和換熱系統，儲熱裝置包括：外殼體，包括殼壁和通過殼壁限定而成的殼腔，殼壁上形成有分別連通殼腔的進氣口和出氣口；碳基儲熱介質，設置在殼腔內且能夠在電導通時發熱升溫；碳基電極，固定連接于碳基儲熱介質，以使得碳基儲熱介質能夠通過碳基電極與外部電源導通。在使用本發明的儲熱裝置儲熱時，可將碳基電極與外部電源連接，由于碳基材料具有導電性，相互連接的碳基電極和碳基儲熱介質之間可實現電導通，使碳基儲熱介質能夠發熱升溫，在省去電加熱元件的情況下直接將電能轉化為熱能儲存，從而簡化結構和降低成本。

技術領域

本發明涉及儲熱領域，具體地，涉及一種儲熱裝置和換熱系統。

背景技術

傳統的固體儲熱裝置所采用的儲熱材料有鎂磚、相變材料、復合相變材料等，并通過電熱絲等電加熱元件直接或間接加熱升溫。然而，由于電熱絲與儲熱材料的接觸面積有限，且上述儲熱材料的導熱系數較低，無法快速將電熱絲的熱量帶走，導致電熱絲長期處于過度發熱狀態，且導致儲熱材料的溫度梯度較大，若長期使用，易開裂或粉化。

發明內容

針對現有技術的上述缺陷或不足，本發明提供了一種儲熱裝置和換熱系統，能夠在省去電加熱元件的情況下直接將電能轉化為熱能儲存，從而簡化結構和降低成本。

為實現上述目的，本發明第一方面提供了一種儲熱裝置，所述儲熱裝置包括：

外殼體，包括殼壁和通過所述殼壁限定而成的殼腔，所述殼壁上形成有分別連通所述殼腔的進氣口和出氣口；

碳基儲熱介質，設置在所述殼腔內且能夠在電導通時發熱升溫；和

碳基電極，固定連接于所述碳基儲熱介質，以使得所述碳基儲熱介質能夠通過所述碳基電極與外部電源導通。

可選地，所述儲熱裝置包括多個所述碳基儲熱介質和多個所述碳基電極，多個所述碳基儲熱介質沿橫向相互間隔設置，多個所述碳基電極一一對應地固定連接于多個所述碳基儲熱介質。

可選地，所述儲熱裝置包括多個導電儲熱組，各個所述導電儲熱組均包括三個所述碳基儲熱介質和三個所述碳基電極，在所述導電儲熱組中，三個所述碳基電極能夠與三相電源的U相、V相和W相一一對應連接。

可選地，所述儲熱裝置包括多個絕緣儲熱介質，相鄰的所述碳基儲熱介質之間均設有所述絕緣儲熱介質。

可選地，所述絕緣儲熱介質呈平板狀，多個所述絕緣儲熱介質沿橫向依次平行間隔布置。

可選地，所述儲熱裝置包括用于固定所述碳基儲熱介質的絕緣固定結構。

可選地，所述碳基儲熱介質呈柱狀且豎向擺置，所述碳基電極固定連接于所述碳基儲熱介質的端部。

可選地，所述碳基儲熱介質包括石墨炭質類固體材料、石墨或粉煤灰復合材料及碳碳的復合材料等；

和/或，所述碳基儲熱介質的電阻率為0.05×10^-3Ω·m至0.5×10^-3Ω·m；

和/或，所述碳基電極包括石墨炭質類固體材料、石墨瀝青類固體材料、石墨煤焦油類固體材料及石墨煤瀝青類固體材料等。

可選地，所述儲熱裝置能夠在所述碳基儲熱介質電導通時閉合所述進氣口和所述出氣口；或者，所述儲熱裝置能夠在所述碳基儲熱介質電導通時打開所述進氣口和所述出氣口。

可選地，所述殼壁上形成有泄壓口，所述儲熱裝置包括設置在所述泄壓口上的泄壓機構，所述泄壓機構能夠在所述殼腔內的氣壓大于預設安全閾值時打開所述泄壓口。

可選地，所述殼壁上形成有補氣口，所述儲熱裝置能夠在所述泄壓口重新閉合時控制所述補氣口打開。

可選地，所述儲熱裝置包括氣體分布器，所述氣體分布器能夠均勻分布所述殼腔內的氣體。