一种自搅拌固液相变储热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种自搅拌固液相变储热装置，它包括储热室壳体，换热管道，自搅拌系统，储热材料，传热介质进口和传热介质出口；自搅拌系统安装于储热室壳体内；传热介质进口穿设储热室壳体底面与自搅拌系统的进口相通，自搅拌系统的出口与换热管道的进口相连通，换热管道的出口与传热介质出口相连通；传热介质出口穿设储热室壳体，与外部传热介质管道相通；储热材料封装于储热室壳体内。本发明专利技术结构简单，充放热迅速且效率高、可逆，即使储热材料容易产生相分离时，仍能确保储热材料的均匀稳定性，有效的降低了相变储热材料的过冷及相分离，保证储热室壳体温度分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种自搅拌固液相变储热装置
本专利技术涉及一种具有自搅拌功能的固液相变储热装置。
技术介绍
太阳能光热技术是太阳能利用的又一重要方向，对于减少化石能源利用，缓解能源危机具有重要的作用。但是，太阳辐射受昼夜、天气、季节等因素的影响不能连续稳定的提供热量，为保证连续稳定的利用太阳能，提高热利用效率，太阳能热利用系统中都会配备储热系统。相变储热材料，是利用材料的相变来达到储存或释放能量的材料，它是在太阳能光热技术储热系统中重要的一环。固-液相变储热材料储能密度大，是使用最多的相变材料。但在使用过程中，一些固-液相变材料会出现相分离，这需要在储热装置中加入搅拌装置。搅拌装置的加入能够减少固液相变材料的相分离，而搅拌装置会相应的增加能耗。目前，带有自搅拌功能的固液相变储热装置并不多见，尤其是以传热气体介质作为动力的自搅拌储热装置更是没有。因此对于新型的自搅拌固液相变储热装置的研究有待进一步开展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种自搅拌固液相变储热装置，结构简单，充放热迅速且效率高、可逆，即使储热材料容易产生相分离时，仍能确保储热材料的均匀稳定性。本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：一种自搅拌固液相变储热装置，它包括储热室壳体，换热管道，自搅拌系统，储热材料，传热介质进口和传热介质出口；自搅拌系统安装于储热室壳体内；传热介质进口穿设储热室壳体底面与自搅拌系统的进口相通，自搅拌系统的出口与换热管道的进口相连通，换热管道的出口与传热介质出口相连通；传热介质出口穿设储热室壳体，与外部传热介质管道相通；储热材料封装于储热室壳体内。按上述方案，所述自搅拌系统包括转动箱、转动叶片、转动轴、转子，转动箱侧壁上设有自搅拌系统的进口和出口，转动叶片封装在转动箱内；转动轴位于转动箱中心与转动箱连接，转动叶片与转动轴连接固定，转子通过磁力吸附在转动箱的上端面上，转子可随转动叶片的转动而转动。按上述方案，所述自搅拌系统设置有多个，多个自搅拌系统均匀分布并固定连接在储热室壳体底面上。按上述方案，所述换热管道设置若干组，至少为一组，每一组换热管道均分为第一换热主管道、竖直均匀分布的若干个换热分支管道、第二换热主管道三部分；每一组换热管道中，若干个换热分支管道的进口均与第一换热主管道的出口相连通，若干个换热分支管道的出口均与第二换热主管道的进口相连通。按上述方案，所述第一换热主管道的进口与单个自搅拌系统的出口相连通，第二换热主管道的出口与传热介质出口相连通。按上述方案，所述的储热材料为固液相变储热材料，对液态情况下容易出现相分离的储热材料有较大的优势。本专利技术所述自搅拌固液相变储热装置，主要应用于太阳能光热技术的储热系统中。本专利技术中，所述的传热介质同时具有传热和作为自搅拌装置动力的功能。该传热介质经自搅拌系统的进口进入转动箱，依靠其产生的压力推动转动叶片以及转子的转动，以达到储热装置的自搅拌功能；当转动叶片转到转动箱出口处，传热介质进入换热管道中，以完成与储热材料的换热过程，故该传热介质具有传热和作为自搅拌装置动力的双重功能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用上述结构，其结构简单，充放热迅速且效率高、可逆，即使储热材料容易产生相分离时，仍能确保储热材料的均匀稳定性；采用自搅拌的储热装置，有效的降低了相变储热材料的过冷及相分离，保证储热室壳体温度分布均匀；同时搅拌装置的加入能够使换热更充分，提高充放热的效率。因此，本专利技术的储热装置安全可靠，热交换过程充分、可逆，换热效率高且成本低。附图说明图1是本专利技术所述自搅拌固液相变储热装置的纵向剖视示意图；图2是本专利技术所述装置的自搅拌系统以及第一换热主管道等局部的俯视示意图；图3是本专利技术所述装置的转动箱的横向剖视图。其中，①传热介质出口，②第一换热主管道，③换热分支管道，④储热室壳体，⑤第二换热主管道⑤，⑥转子，⑦转动箱⑦，⑧转动叶片，⑨传热介质进口，储热材料，转动轴，自搅拌系统的进口，自搅拌系统的出口。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例。实施例1如图1、图2所示，一种自搅拌固液相变储热装置，它包括储热室壳体④，换热管道，自搅拌系统，储热材料，传热介质进口⑨和传热介质出口①；自搅拌系统至少为一个，均匀分布并固定连接在储热室壳体④底面上；传热介质进口⑨穿设储热室壳体④底面与自搅拌系统的进口相通，传热介质出口穿设储热室壳体④与外部传热介质管道相通；储热材料封装于储热室壳体④内。它包括储热室壳体④，换热管道，若干个自搅拌系统，储热材料，传热介质进口⑨和传热介质出口①；自搅拌系统均匀分布并安装在储热室壳体④底面上；传热介质进口⑨穿设储热室壳体④底面与自搅拌系统的进口相通，传热介质出口①穿设储热室壳体④，与外部传热介质管道相通；储热材料封装于储热室壳体④内。其中，所述自搅拌系统包括转动箱⑦、转动叶片⑧、转动轴、转子⑥，转动箱⑦侧壁上设有自搅拌系统的进口和出口，转动叶片⑧封装在转动箱⑦内；转动轴位于转动箱⑦中心与转动箱⑦连接，转动叶片⑧与转动轴连接固定，转子⑥通过磁力吸附在转动箱⑦的上端面上，并随叶片转动。所述换热管道设置若干组，每一组换热管道均分为第一换热主管道②、竖直均匀分布的若干个换热分支管道③、第二换热主管道⑤三部分；每一组换热管道中，若干个换热分支管道③的进口均与第一换热主管道②的出口相连通，若干个换热分支管道③的出口均与第二换热主管道⑤的进口相连通；所述第一换热主管道②的进口与单个自搅拌系统的出口相连通，第二换热主管道②的出口与传热介质出口①相连通。储热室壳体为圆柱状，采用304不锈钢，内部直径尺寸为Φ1000mm，高度为1000mm，壳体壁厚约为10mm；换热管道采用304不锈钢，第一和第二换热主管道的尺寸为Φ60mm×400mm，共16根，换热分支管道尺寸为Φ20mm×650mm，共32根；自搅拌系统中转动箱采用304不锈钢，尺寸为Φ400mm×150mm，壁厚为5mm，进口与出口均采用304不锈钢，尺寸为Φ60mm×96mm；转动叶片采用45钢，尺寸为190mm×5mm×140mm，转动轴同样采用45钢，其作用连接固定转动叶片，尺寸为Φ10mm×148mm；转子材料采用椭球形磁铁)，其长轴为370mm，短轴为100mm；传热介质进、出口采用45钢，尺寸为Φ120mm×50mm。上述自搅拌固-液相变储热装置储热时，气体传热介质经进口进入转动箱内，依靠传热介质产生的气压来推动转动叶片转动，转过一定角度后经转动箱上的出口进入换热管道与相变材料换热，当温度达到其熔点时开始熔化并以相变潜热的方式存储热量。储热过程中，转动叶片的转动会带动磁性转子的转动，使相变储热材料处于搅拌的状态，以达到加速换热和防止相分离的目的。放热时，与储热过程相类似，气体传热介质在作为自搅拌动力的同时与相变储热材料换热，减少相分离，提高换热效率。上述自搅拌固液相变储热装置的工作流程：根据装置的容积，称取一定量的Ba(OH)2·8H2O作为相变储热材料(相变储热材料占整个装置的储热室容积的70％)，将其封装于本实施例所述该自搅拌固液相变储热装置中，在储放热过程时从传热介质进口通入气体传热介质，经自搅拌系统到换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自搅拌固液相变储热装置，其特征在于它包括储热室壳体，换热管道，自搅拌系统，储热材料，传热介质进口和传热介质出口；自搅拌系统安装于储热室壳体内；传热介质进口穿设储热室壳体底面与自搅拌系统的进口相通，自搅拌系统的出口与换热管道的进口相连通，换热管道的出口与传热介质出口相连通；传热介质出口穿设储热室壳体，与外部传热介质管道相通；储热材料封装于储热室壳体内；所述自搅拌系统包括转动箱、转动叶片、转动轴、转子，转动箱侧壁上设有自搅拌系统的进口和出口，转动叶片封装在转动箱内；转动轴位于转动箱中心与转动箱连接，转动叶片与转动轴连接固定，转子通过磁力吸附在转动箱的上端面上。

【技术特征摘要】
1.一种自搅拌固液相变储热装置，其特征在于它包括储热室壳体，换热管道，自搅拌系统，储热材料，传热介质进口和传热介质出口；自搅拌系统安装于储热室壳体内；传热介质进口穿设储热室壳体底面与自搅拌系统的进口相通，自搅拌系统的出口与换热管道的进口相连通，换热管道的出口与传热介质出口相连通；传热介质出口穿设储热室壳体，与外部传热介质管道相通；储热材料封装于储热室壳体内；所述自搅拌系统包括转动箱、转动叶片、转动轴、转子，转动箱侧壁上设有自搅拌系统的进口和出口，转动叶片封装在转动箱内；转动轴位于转动箱中心与转动箱连接，转动叶片与转动轴连接固定，转子通过磁力吸附在转动箱的上端面上。2.根据权利要求1所述的一种自搅拌固液相变储热装置，其特征在于所述自搅拌系统设置有多个，多个自搅拌系统均匀分布并固定连接在储热室壳体底面上。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元元，王神通，程晓敏，朱教群，周卫兵，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42