[發明專利]混合填充式蓄熱/冷器

有效

• 申請號: 202110603152.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113432468B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王俊杰;郭璐娜;季偉;高詔詔;陳六彪;崔晨;郭嘉
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F28D20/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文麗

本發明提供一種混合填充式蓄熱/冷器，包括殼體，所述殼體的內部填充有儲能介質，其中所述儲能介質包括沿所述殼體的徑向由內至外依次設置的第一儲能介質、第二儲能介質和第三儲能介質，所述第一儲能介質的顆粒直徑大于所述第二儲能介質的顆粒直徑，所述第二儲能介質的顆粒直徑大于所述第三儲能介質的顆粒直徑。本發明提供的混合填充式蓄熱/冷器，不僅有效減小了填充孔隙率，強化了換熱流體與儲能介質之間的換熱效果，而且在固定理論儲能量的條件下，能夠有效減小蓄熱/冷器的體積，同時有效克服近壁處間隙較大的問題，抑制壁面效應對蓄熱/冷器內流場的不利影響，提升了蓄熱/冷器的儲能特性。

技術領域

本發明涉及儲能設備技術領域，尤其涉及一種混合填充式蓄熱/冷器。

背景技術

蓄熱/冷器作為儲熱儲冷技術的核心部件，采用填充床結構進行儲熱或儲冷，具有環保、安全穩定以及成本較低的優勢，且易于實現大規模應用。

現有填充床結構的蓄熱/冷器在儲能和釋能過程中，換熱流體沿軸向進入填充床中，與填充床中儲能介質進行換熱，以實現能量的存儲和釋放。在大規模儲能系統中，填充床所需體積較大，因此，儲能介質的孔隙率對蓄熱/冷器的影響隨之增大。然后現有填充床結構的蓄熱/冷器中，儲能介質多為固體顆粒，且固體顆粒的直徑約為25～75mm，因此會產生較大的孔隙率。同時，較大粒徑的儲能介質顆粒與換熱流體接觸換熱不夠充分，還會在近壁處產生較大的孔隙，不利于填充床內部的流場以及溫度場的均勻性。

發明內容

本發明提供一種混合填充式蓄熱/冷器，能夠有效減小儲能介質的填充孔隙率，克服近壁面處孔隙較大的問題，有效抑制壁面效應，提升儲能特性。

本發明提供一種混合填充式蓄熱/冷器，包括殼體，所述殼體的內部填充有儲能介質，其中所述儲能介質包括沿所述殼體的徑向由內至外依次設置的第一儲能介質、第二儲能介質和第三儲能介質，所述第一儲能介質的顆粒直徑大于所述第二儲能介質的顆粒直徑，所述第二儲能介質的顆粒直徑大于所述第三儲能介質的顆粒直徑。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，所述殼體上沿軸向的兩端分別設有第一換熱流體進出口和第二換熱流體進出口，所述第一換熱流體進出口、所述第二換熱流體進出口均與所述殼體的內部連通。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，在所述殼體的內部靠近所述第一換熱流體進出口的位置處設有第一均流隔板，所述第一均流隔板上設有第一通孔；在所述殼體的內部靠近所述第二換熱流體進出口的位置處設有第二均流隔板，所述第二均流隔板上設有第二通孔；所述第一均流隔板、所述第二均流隔板和所述殼體內壁之間圍合形成填充腔室，所述儲能介質填充于所述填充腔室內。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，所述殼體包括殼體內壁和殼體外壁，所述殼體內壁和所述殼體外壁之間設有絕熱層。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，所述殼體內壁和所述殼體外壁均采用金屬材料制成。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，所述絕熱層為氣凝膠氈層、玻璃棉層、巖棉層、膨脹珍珠巖層、發泡水泥層或真空層。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，在所述第一儲能介質之間填充有第四儲能介質，所述第四儲能介質的顆粒直徑小于所述第一儲能介質的顆粒直徑；在所述第一儲能介質與所述第二儲能介質之間填充有第五儲能介質，所述第五儲能介質的顆粒直徑小于所述第二儲能介質的顆粒直徑。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，所述儲能介質為固體材料顆粒，或所述儲能介質為相變材料封裝膠囊顆粒，或所述儲能介質為固體材料顆粒和相變材料封裝膠囊顆粒的混合顆粒。

根據本發明提供的一種混合填充式蓄熱/冷器，所述儲能介質沿所述殼體的徑向填充的方法如下：

獲取所述混合填充式蓄熱/冷器以及換熱流體的基本參數；