一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统及方法，其属于相变蓄热技术领域，包括多个储能室，每一储能室均与热循环系统、气循环系统连接，各储能室的热循环系统、气循环系统均相互独立；所述储能室设有多个储能组，每个储能组叠加设置多个储能单元，所述储能单元包括管片，管片两侧均与储能片连接，储能片以钙矾石作为储能材料。以钙矾石作为储能材料。以钙矾石作为储能材料。

A civil energy and heat storage system and method based on Ettringite

【技术实现步骤摘要】
一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统及方法


[0001]本专利技术涉及相变蓄热
，特别是涉及一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统及方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]季节更替和昼夜变化常常会带来热量的时间分配不均匀，北方地区冬季温度普遍较低，而夏季却很炎热；一天中白天温度或许很高，而晚上却需要额外的热量供暖、洗浴等。如果通过储能材料将热量富余时段的热量储存下来，留在需要供热的时段使用，则实现了能量的合理分配，从而达到节约能源和减少碳排放量的目的。
[0004]作为储能材料，一般认为需要具备以下两个特点之一：1)材料本身有比较大的热容，可以将能量以显热的形式储存起来；2)材料的相变条件比较容易达成，通过材料相变以潜热的形式实现能量的储存和释放。
[0005]专利技术人发现，现有的蓄热系统因成本问题导致其储能材料并不具有较大的热容或是相变条件比较苛刻，从而导致蓄热系统并不能很好的进行热量的储存及释放；另一方面，现有蓄热系统中的储能单元易受周围环境的影响，导致其蓄热/放热效率低，严重者会导致储能单元的损坏，从而降低热量的跨季节调配效果。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统及方法，采用钙矾石作为储能材料，相变条件容易达成，降低了使用成本的同时保证了热容，并设置了三个独立的循环系统以控制储能室内的相变环境，解决了现有蓄热系统储能单元成本高、蓄热/放热效果差、易受外界影响的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]第一方面，本专利技术提出一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统，包括多个储能室，每一储能室均与热循环系统、气循环系统连接，各储能室的热循环系统、气循环系统均相互独立；所述储能室设有多个储能组，每个储能组叠加设置多个储能单元，所述储能单元包括管片，管片两侧均与储能片连接，储能片以钙矾石作为储能材料。
[0009]作为进一步的技术方案，所述储能片顶部具有多个凹槽，上下相对的储能片对接，且管片安装于对接储能片的凹槽中。
[0010]作为进一步的技术方案，所述储能片还设有蒸汽通道，蒸汽通道贯穿储能片设置，且蒸汽通道设置于凹槽之间。
[0011]作为进一步的技术方案，所述管片包括多个并列的铜管，多个铜管首端、尾端均连通，储能单元的铜管首尾端依次连通。
[0012]作为进一步的技术方案，所述储能片由硫铝酸盐水泥和石膏制成，硫铝酸盐水泥与石膏的混合比例在8：2～7：3之间。
[0013]作为进一步的技术方案，所述储能片中设置泡沫单元，储能室内壁设置保温层和水蒸气隔绝层，且储能室内设有水蒸气发生器以提供钙矾石再度吸水的水源。
[0014]作为进一步的技术方案，所述热循环系统的进水管路、出水管路均与储能室内的储能组连接；气循环系统的进气管路、出气管路均与储能室内的储能组连接。
[0015]作为进一步的技术方案，所述热循环系统还与水循环系统连接，水循环系统包括储热水箱，储热水箱与太阳能热水器连接成循环回路。
[0016]作为进一步的技术方案，所述储热水箱和储能室连接成循环回路，储热水箱和储能室的循环回路设置温度计，由储热水箱向储能室送水的进水管路设置补充热源；所述气循环系统包括交叉流热交换器，交叉流热交换器和储能室连接成循环回路，交叉流热交换器和储能室的循环回路设置温湿度计，由交叉流热交换器向储能室送气的进气管路设置补充干燥源。
[0017]第二方面，本专利技术提出一种如上所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统的工作方法，包括以下步骤：
[0018]进行热量加载时，先通过气循环系统向储能室中充入外界较热空气使储能块预热；
[0019]开启水循环系统使储热水箱里的水升温，同步开启热循环系统；控制流入储能组热水的温度在77℃～117℃之间；开启气循环系统，以控制储能室的湿度；
[0020]进行热量卸载时，储能单元预热，通过控制水蒸气流速使其均匀充入储能组，逐级升温，逐级增加充入储能组中水蒸气的量。
[0021]上述本专利技术的有益效果如下：
[0022]本专利技术设置了水循环系统、热循环系统以及气循环系统，利用热水、空气和水蒸气在储能结构中循环使储能结构的钙矾石发生脱水和吸水的反应，从而达到吸热放热的目的，可以将一年或一天中某个时段里多余的、不能合理利用的热量转移到需要热量的时段使用，实现能量的充分利用，减少了能量浪费，减少了冬季取暖的碳排放量。
[0023]本专利技术储能单元采用钙矾石制成，钙矾石作为储能材料，相变条件容易达成，降低了使用成本的同时保证了热容。
[0024]本专利技术水循环系统、热循环系统以及气循环系统独立控制，利用三个独立的循环系统以控制储能室内的相变环境，能够避免了周围环境对储能单元的影响，保证了蓄热、放热效果。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0026]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的基于钙矾石的相变蓄热系统的整体结构示意图；
[0027]图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的储能片的主视结构示意图；
[0028]图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的储能片的俯视结构示意图；
[0029]图4是本专利技术根据一个或多个实施方式的储能片的侧视结构示意图；
[0030]图5是本专利技术根据一个或多个实施方式的铜管片的结构示意图；
[0031]图6是本专利技术根据一个或多个实施方式的储能室的结构示意图；
[0032]图7是本专利技术根据一个或多个实施方式的热卸载流程示意图；
[0033]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
[0034]其中，1、储能室；2、储能单元；3、储能片；4、凹槽；5、蒸汽通道；6、铜管片；7、储热水箱；8、太阳能热水器；9、第一泵机；17、备用补充热源；11、第二泵机；12、第一温度计；13、第二温度计；14、第三泵机；15、备用补充干燥源；16、交叉流热交换器；17、第一温湿度计；18、第二温湿度计；19第三温度计；27、水蒸气发生器。
具体实施方式
[0035]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0036]正如
技术介绍
所介绍的，现有的蓄热系统因成本问题导致其储能材料并不具有较大的热容或是相变条件比较苛刻；且现有蓄热系统中的储能单元易受周围环境或是邻近储能单元的影响，导致其蓄热/放热效率低，严重者会导致储能单元的损坏，从而降低热量的跨季节调配效果的问题，为了解决如上的技术问题，本专利技术提出了一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统及使用方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特征是，包括多个储能室，每一储能室均与热循环系统、气循环系统连接，各储能室的热循环系统、气循环系统均相互独立；所述储能室设有多个储能组，每个储能组叠加设置多个储能单元，所述储能单元包括管片，管片两侧均与储能片连接，储能片以钙矾石作为储能材料。2.如权利要求1所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特征是，所述储能片顶部具有多个凹槽，上下相对的储能片对接，且管片安装于对接储能片的凹槽中。3.如权利要求2所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特征是，所述储能片还设有蒸汽通道，蒸汽通道贯穿储能片设置，且蒸汽通道设置于凹槽之间。4.如权利要求1或2所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特征是，所述管片包括多个并列的铜管，多个铜管首端、尾端均连通，储能单元的铜管首尾端依次连通。5.如权利要求1所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特征是，所述储能片由硫铝酸盐水泥和石膏制成，硫铝酸盐水泥与石膏的混合比例在8：2～7：3之间。6.如权利要求5所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特征是，所述储能片中设置泡沫单元，储能室内壁设置保温层和水蒸气隔绝层，且储能室内设有水蒸气发生器以提供钙矾石再度吸水的水源。7.如权利要求1所述的基于钙矾石的民用储能蓄热系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪智，马文强，凌一峰，商淑杰，马川义，孙仁娟，葛智，管延华，冯玉洁，和彦辰，王丽君，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：