[發明專利]一種相變磚蓄熱裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 202210514516.2
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114923358A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張帥;楊豫森;杜藏寶
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.一種相變磚蓄熱裝置，其特征在于，包括蓄熱體保溫層(2)、蓄熱結構(3)、換熱風機、空間分隔板(7)、盤管換熱器(8)、蒸汽進出口管路(9)和水進出口管路(10)；

所述蓄熱結構(3)為相變磚(13)堆垛而成的蓄熱體，并且所述蓄熱體中間設置有孔洞作為空氣換熱流道(4)；所述相變磚(13)包括外殼，以及填充在所述外殼內的相變蓄熱材料；

所述蓄熱結構(3)設置于所述蓄熱體保溫層(2)之內，且所述蓄熱結構(3)的兩端分別與所述蓄熱體保溫層(2)之間分別設置第一預留空間和第二預留空間，第一預留空間由所述空間分隔板(7)分隔為上通道和下通道；

所述盤管換熱器(8)包括風道外殼以及設置于所述風道外殼內的換熱盤管；所述換熱盤管的一端連接所述蒸汽進出口管路(9)，另一端連接所述水進出口管路(10)；所述風道外殼的第一端連通換熱風機的風機進口(5)，第二端連通換熱風機的風機出口(6)；

所述風道外殼、風機出口(6)、上通道、與上通道連通的空氣換熱流道(4)、第二預留空間、與下通道連通的空氣換熱流道(4)、下通道、風機進口(5)和風道外殼組成換熱循環空間。

2.根據權利要求1所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述蓄熱體保溫層(2)設置于圍護結構(1)之內。

3.根據權利要求1所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述蓄熱結構(3)之內還設置有電加熱組件(11)，所述電加熱組件(11)位于相鄰兩個所述空氣換熱流道(4)之間。

4.根據權利要求1所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述相變磚(13)的外殼為金屬、陶瓷、耐火材料、石墨、碳化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鐵、氧化鋯、碳納米管、碳纖維及石墨烯中任意一種材料制成。

5.根據權利要求1所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述相變蓄熱材料為有機相變蓄熱材料或無機相變蓄熱材料中任意一種。

6.根據權利要求1所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述相變磚(13)的形狀為橢球形、長方體、正方體、圓柱體、或內部中空的異形磚體結構中的任意一種。

7.根據權利要求5所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述無機相變蓄熱材料為結晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等相變蓄熱材料中的任意一種或組合。

8.根據權利要求7所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述熔融鹽類相變材料采用熔點低于500℃的熔融鹽。

9.根據權利要求5所述的相變磚蓄熱裝置，其特征在于，所述有機相變蓄熱材料為石蠟、癸酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、月桂醇、肉豆蔻醇、十五醇、棕櫚醇、硬脂醇中的任意一種或多種組合。

10.一種權利要求1～9任一項所述相變磚蓄熱裝置的工作方法，其特征在于，包括下列步驟：

蓄熱過程：

S1：過熱蒸汽通過蒸汽進出口管路(9)進入盤管換熱器(8)，與風機入口(5)引入的空氣進行換熱，產生熱風通過風機出口(6)排入空氣換熱流道(4)；

S2：熱風與蓄熱結構(3)中的相變磚(13)發生熱交換，相變磚(13)內的相變蓄熱材料發生相變，將熱量儲存，通過熱風不斷循環，完成相變磚蓄熱裝置的蓄熱；

放熱過程：

S100：冷水通過水進出口管路(10)進入盤管換熱器(8)，與風機入口(5)引入的空氣進行換熱，產生蒸汽通過蒸汽進出口管路(9)排出；

S200：換熱后的空氣通過風機出口(6)排出進入到空氣換熱流道(4)中，通過蓄熱結構(3)的內熱交換，實現相變磚蓄熱裝置的放熱。