本实用新型专利技术涉及一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，包括高温蓄热储罐、分别与高温蓄热储罐相连通的储热循环系统和换热循环系统；在高温蓄热储罐内设置相变蓄热体，在相变蓄热体内填充相变蓄热材料，在相变蓄热体外的高温蓄热储罐内填充显热蓄热材料；所述相变蓄热体位于导流板上，所述导流板固定在高温蓄热储罐内，导流板包括多个第一导流板和多个第二导流板，第一导流板和第二导流板对向且上下交错设置。本实用新型专利技术通过相变蓄热体将相变材料包覆于其内，同时利用显热蓄热材料的稳定的流动特性，补足了相变材料相变发生时流动特性的变化引起的系统循环运行不匹配短板。
A kind of heat storage device using the combination of sensible heat and latent heat of materials
【技术实现步骤摘要】
一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置
本技术涉及储能储热
，尤其涉及一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置。
技术介绍
随着我国绿色发展进程的不断加快，可再生能源的利用规模不断扩大，但是可再生能源，如太阳能，风能，潮汐能均存在间歇性和波动性的问题，这就需要稳定且高效的储能技术来解决可再生能源利用时的能源的供应与需求不平衡的问题；而储热技术作为储能技术的一种重要实现形式，在光热发电、低谷电储热、余热回收等领域发挥着至关重要的作用。目前在大规模高温储热领域，一般均采用材料的显热蓄热，广泛应用的熔融盐高温蓄热、导热油高温蓄热、混凝土高温蓄热等皆是利用材料的显热进行蓄热，以达到储热的目的。相变蓄热是一种较显热蓄热更为高效、储能密度更大的一种储热形式，它主要是利用材料发生相变过程中将材料的相变潜热进行储释放，从而实现储热的目的；材料的相变潜热是其显热的几十倍，甚至几百倍，所以相变潜热蓄热比显热蓄热具有更大的储能密度，相比于同规模的显热蓄热系统，相变蓄热系统具有储热装置体积小、材料投入成本低、释能温差变化小等优点；但是由于在其相变储释热过程中，储热材料的物相及物性均发生很大改变，物相变化前后很难运用单一的储热循环系统和换热循环系统进行储释热循环应用，因此在相变储释热系统的设计上存在很大的难度，所以相变储热系统未能进行大规模、大范围的利用及推广。材料的相变类型可分为固-液相变、固-气相变、液-气相变、固-固相变、液-液相变。在材料发生相变的过程中，材料的物性会随之变化，其中对储热系统影响最大的是材料的流动特性以及密度的变化。材料的流动特性的改变直接影响到系统的循环运行，如材料液-固相变发生时，会使材料在液态时原本具有的宏观流动性降为零，直接阻滞了系统的循环，使储释热循环难以进行。而材料密度的变化，会使材料发生膨胀或收缩，这就给储热罐体提出更高的技术要求；为了解决上述问题，本技术提出了一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，通过相变蓄热体将相变材料包覆于其内，同时利用显热蓄热材料的稳定的流动特性，补足了相变材料相变发生时流动特性的变化引起的系统循环运行不匹配短板。本技术是通过如下技术方案实现的，提供一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，包括高温蓄热储罐、分别与高温蓄热储罐相连通的储热循环系统和换热循环系统；在高温蓄热储罐内设置相变蓄热体，在相变蓄热体内填充相变蓄热材料，在相变蓄热体外的高温蓄热储罐内填充显热蓄热材料；所述相变蓄热体位于导流板上，所述导流板固定在高温蓄热储罐内，导流板包括多个第一导流板和多个第二导流板，第一导流板和第二导流板对向且上下交错设置。作为优选，所述相变蓄热体的部分壳体或全部壳体采用波纹结构。波纹结构一方面可以缓冲相变蓄热材料高温相变引起的膨胀，另一方面可以增大相变蓄热体的换热面积。作为优选，所述相变蓄热体的形状为近椭球体、近圆球体、近圆柱体中的任一种。作为优选，每个第一导流板和第二导流板上均设置有相变蓄热体。作为优选，导流板的一部分侧边为连接侧，另一部分侧边为非连接侧，导流板的连接侧与高温蓄热储罐连接，非连接侧与高温蓄热储罐不连接。作为优选，在导流板上设置导流槽，所述导流槽垂直于非连接侧的方向设置。通过导流板对显热蓄热材料稳定导流，实现显热蓄热材料从导流板的连接侧流至非连接侧，然后流至下层导流板的连接侧，再由下层导流板的连接侧流至下层导流板的非连接侧，这样沿一个方向往复流动，实现相变蓄热材料和显热蓄热材料之间的稳定、均匀换热。作为优选，所述储热循环系统包括连通于高温蓄热储罐上端和下端的储热循环管道，在储热循环管道上顺序安装储热循环工质泵和热源。作为优选，所述储热循环管道的进口端与高温蓄热储罐下端连接，储热循环管道的出口端与高温蓄热储罐上端连接，在储热循环管道上还安装第一流量传感器。作为优选，所述换热循环系统包括连通于高温蓄热储罐上端和下端的换热循环管道，在换热循环管道上顺序安装换热循环工质泵和换热装置。作为优选，所述换热循环管道进口端与高温蓄热储罐下端连接，储热循环管道的出口端与高温蓄热储罐上端连接，在换热循环管道上安装第二流量传感器。本技术的有益效果为：1、本技术通过相变蓄热体将相变材料包覆于其内，同时利用显热蓄热材料的稳定的流动特性，补足了相变材料相变发生时流动特性的变化引起的系统循环运行不匹配短板；2、相变蓄热体采用波纹膨胀缓冲结构，一方面可以缓冲相变蓄热材料高温相变引起的膨胀，此种方式可以将相变蓄热体的体积膨胀量扩展16％以上，另一方面将相变蓄热体的换热面积增加了25-35％。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术相变蓄热体为近椭球体时的剖面结构示意图；图3为本技术相变蓄热体为近圆球体时的剖面结构示意图；图4为本技术相变蓄热体为近圆柱体时的剖面结构示意图；图5为本技术导流板的俯视结构示意图；图6为图5的A向结构示意图；图7为本技术均流板的局部结构示意图。图中所示：1、高温蓄热储罐，2、相变蓄热体，3、显热蓄热材料，4、相变蓄热材料，5、第一导流板，6、第二导流板，7、连接侧，8、均流板，9、导流槽，10、测量传感器，11、储热循环管道，12、储热循环工质泵，13、热源，14、第一流量传感器，15、换热循环管道，16、换热循环工质泵，17、换热装置，18、第二流量传感器，19、均流孔。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。为了更好的说明本技术技术方案，该实施例将选取具体的蓄热材料、负压相变缓冲蓄热体的壳体材料进行说明，所选的材料并不是对本技术技术方案中各材料的限制。如图1所示，本技术包括高温蓄热储罐1、分别与高温蓄热储罐1相连通的储热循环系统和换热循环系统。在高温蓄热储罐1内设置相变蓄热体2，在相变蓄热体2内填充相变蓄热材料4，在相变蓄热体2外的高温蓄热储罐1内填充显热蓄热材料3。所述相变蓄热体2的部分壳体或全部壳体采用波纹结构，波纹结构一方面可以缓冲相变蓄热材料4高温相变引起的膨胀，另一方面可以增大相变蓄热体2的换热面积。在本实施例中，所述相变蓄热体2的部分壳体采用波纹结构，如图2、3、4所示，所述相变蓄热体2的形状为近椭球体、近圆球体、近圆柱体中的任一种，但不限于上述形状。在本实施例中，相变蓄热体2采用近椭球体结构，长轴a＝23mm-25mm，短轴b＝15mm-17mm。所述相变蓄热体2的总体积占整个高温蓄热储罐1总容积的50-70％，本实施例中，相变蓄热体2的总体积占整个高温蓄热储罐1总容积的60％。所述相变蓄热体2的材质为耐热金属、陶瓷、有机耐热树脂中的任一种，但不限于上述材质；在本实施例中相变蓄热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，其特征在于：包括高温蓄热储罐(1)、分别与高温蓄热储罐(1)相连通的储热循环系统和换热循环系统；在高温蓄热储罐(1)内设置相变蓄热体(2)，在相变蓄热体(2)内填充相变蓄热材料(4)，在相变蓄热体(2)外的高温蓄热储罐(1)内填充显热蓄热材料(3)；/n所述相变蓄热体(2)位于导流板上，所述导流板固定在高温蓄热储罐(1)内，导流板包括多个第一导流板(5)和多个第二导流板(6)，第一导流板(5)和第二导流板(6)对向且上下交错设置。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，其特征在于：包括高温蓄热储罐(1)、分别与高温蓄热储罐(1)相连通的储热循环系统和换热循环系统；在高温蓄热储罐(1)内设置相变蓄热体(2)，在相变蓄热体(2)内填充相变蓄热材料(4)，在相变蓄热体(2)外的高温蓄热储罐(1)内填充显热蓄热材料(3)；
所述相变蓄热体(2)位于导流板上，所述导流板固定在高温蓄热储罐(1)内，导流板包括多个第一导流板(5)和多个第二导流板(6)，第一导流板(5)和第二导流板(6)对向且上下交错设置。
2.根据权利要求1所述的一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，其特征在于：所述相变蓄热体(2)的部分壳体或全部壳体采用波纹结构。
3.根据权利要求2所述的一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，其特征在于：所述相变蓄热体(2)的形状为近椭球体、近圆球体、近圆柱体中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，其特征在于：每个第一导流板(5)和第二导流板(6)上均设置有相变蓄热体(2)。
5.根据权利要求1所述的一种利用材料显热与潜热复合蓄热的储热装置，其特征在于：导流板的一部分侧边为连接侧(7)，另一部分侧边为非连接侧，导流板的连接侧(7)与高温蓄热储罐(1)连接，非连接侧与高温蓄热储罐(1)不连接。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：田昊亮，张迎迎，
申请(专利权)人：汉裕智慧能源山东有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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