一种基于太阳能发电的储热和换热系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于太阳能发电的储热和换热系统，属于储热技术领域，包括太阳能供电模块和加热模块；所述加热模块内部设置有循环相变腔体，所述循环相变腔体内部填充有变相材料，太阳能供电模块为所述加热模块供电；所述变相材料内填埋有冷却盘管，所述冷却盘管的进口和出口均处于所述循环相变腔体外。该系统集太阳能发电技术的清洁、微波加热的快速均匀以及相变材料的高储热性能为一体，实现了楼宇建筑内高效率储

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能发电的储热和换热系统


[0001]本技术属于储热
，具体涉及一种基于太阳能发电的储热和换热系统。

技术介绍

[0002]能源在经济发展和繁荣中扮演着重要角色，如今化石燃料是大多数能源的源头，温室效应随着CO2的增加不断形成，化石燃料资源越来越稀缺。在环境恶化、资源短缺及燃料价格波动等条件下，可再生能源不断受到关注和重视。太阳能作为标志性的绿色清洁能源，优势非常明显，是一种取之不尽用之不竭的能源并且非常稳定，具备非常大的发展空间以及潜力。因此，在能源产业中，太阳能发电的规模数量的增长是最为显著的，是不容小觑的一项技术。
[0003]此外，在目前的储热技术中，相变储热兼具技术和应用市场化的先进性具有良好的发展前景。相变储热主要是依靠相变材料在相变过程中吸收和释放热量的特性来进行储热和释热，其在一定程度上综合了热化学储热储热密度高和显热储热工艺简单成熟的优点，发展潜力巨大。然而出于想要将相变材料的热量供应变得均匀快速、选择性强、高度可控以及无传导化，微波加热法毫无疑问最为适宜。在磁场中，一些物质的分子会被极化，随着微波场方向发生每秒数以亿次的改变，极性分子总是试图以相同的速率调整其取向，引起极性分子旋转。当这种旋转行为受到原子的弹性散射或晶格热振动等因素阻碍时就会引起能量耗散，电磁能转化为热能，从而引起物质温度升高。该方法具备以下特点：
①
加热迅速，微波加热与传统加热方式的机理完全不同，它能穿透到物料内部，使物料表里同时产生热能，其加热均匀性好且加热迅速。
②
选择性可控，微波加热有选择性，可通过选择适当的加热对象提高加热速度、提取效率，达到最佳的提取效果。
③
易于控制，控制微波功率即可实现立即加热和终止。
[0004]目前，在国内，尤其是北方，供热的用电量是国家电网每年冬天的“年关”，更是各大城市热力系统的“硬骨头”。供热所消耗的能源和资源非常庞大，因此我们寻求一种利用可再生能源供应电能且在供热过程中防止热能大量流失的供热体系。综上所述，本技术通过将太阳能发电技术和相变储热技术相结合，采用电能供应微波加热的方法，加热相变材料，再利用相变材料的储热性能，使得储
‑
换热过程变得清洁高效。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的不足，本技术提供了一种基于太阳能发电的储热和换热系统。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于太阳能发电的储热和换热系统，包括太阳能供电模块和加热模块；
[0008]所述加热模块内部设置有循环相变腔体，所述循环相变腔体内部填充有变相材料，太阳能供电模块为所述加热模块供电；
[0009]所述变相材料内填埋有冷却盘管，所述冷却盘管的进口和出口均处于所述循环相变腔体外。
[0010]优选地，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器与所述太阳能电池板电连接，所述蓄电池通过逆变器与所述太阳能电池板电连接，所述蓄电池与所述加热模块电连接。
[0011]优选地，所述冷却盘管的进水口与出水口均接装有换热泵。
[0012]优选地，所述冷却盘管下方设置有搅拌器。
[0013]优选地，所述换热泵的接口处设置有用于检测冷却盘管内部液体温度的第一温度传感器，所述加热模块的腔体内设置有用于检测腔体温度的第二温度传感器。
[0014]优选地，所述加热模块为可变频微波加热炉。
[0015]优选地，所述加热模块外壁设置有显示屏、参数设置面板、控制按键以及搅拌器转速控制旋钮。
[0016]本技术提供的基于太阳能发电的储热和换热系统具有以下有益效果：
[0017]该系统利用屋顶太阳能光伏阵列转化产生的电能对微波加热单元实现持续稳定的电能供应；利用微波加热所具备的快速、均匀、可控的优势将循环相变腔体内的相变材料进行迅速加热融化，而通过相变材料的凝固所放出的热量，将冷却盘管内的冷水持续加热；该系统集太阳能发电技术的清洁、微波加热的快速均匀以及相变材料的高储热性能为一体，实现了楼宇建筑内高效率储
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换热，环保节能。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本技术的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术实施例1的基于太阳能发电的储热和换热系统的结构示意图。
[0020]附图标记说明：
[0021]加热模块1、循环相变腔体2、冷却盘管3、太阳能电池板4、蓄电池5、逆变器6、换热泵7、搅拌器8。
具体实施方式
[0022]为了使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0024]此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连
接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
[0025]实施例1
[0026]本技术提供了一种基于太阳能发电的储热和换热系统，具体如图1所示，包括太阳能供电模块和加热模块1；加热模块1内部设置有循环相变腔体2，循环相变腔体2内部填充有变相材料，太阳能供电模块为加热模块1供电；本实施例中的循环相变腔体的材质是一种具备耐强碱腐蚀、耐高温且不影响微波传导的保温材料，配备密封盖封合以后，单位时间内温度降低值低于1摄氏度。相变材料涵盖以下几类：有机类相变储热材料包括各类脂肪酸、石蜡、直链烷烃、脂肪醇、酯类物质以及各类高分子PCM；无机盐类相变储热材料包括各类硝酸盐、碳酸盐、氟盐、盐酸盐及其混合物等。循环相变腔体即反应槽中所装的相变材料在微波加热的过程中性质稳定、不排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能发电的储热和换热系统，其特征在于，包括太阳能供电模块和加热模块(1)；所述加热模块(1)内部设置有循环相变腔体(2)，所述循环相变腔体(2)内部填充有变相材料，太阳能供电模块为所述加热模块(1)供电；所述变相材料内填埋有冷却盘管(3)，所述冷却盘管(3)的进口和出口均处于所述循环相变腔体(2)外。2.根据权利要求1所述的基于太阳能发电的储热和换热系统，其特征在于，所述太阳能供电模块包括太阳能电池板(4)、太阳能控制器和蓄电池(5)，所述太阳能控制器与所述太阳能电池板(4)电连接，所述蓄电池(5)通过逆变器(6)与所述太阳能电池板(4)电连接，所述蓄电池(5)与所述加热模块(1)电连接。3.根据权利要求1所述的基于太阳能发电的储热和换热系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：