用于冻结、传送、存储和利用相变材料的热交换系统以及该系统在热能存储系统中的应用技术方案

一种热交换系统，包括疏冰热交换(IHEX)罐、在IHEX罐中容纳的相变材料(PCM)、在IHEX罐中容纳的不混溶液体层、位于不混溶液体层内的热交换器、以及位于热交换器上方的分配器，该分配器被配置为将多个液态PCM液滴引入不混溶液体层中。该系统还包括被配置为从IHEX罐移除PCM的传送机构以及被配置为接收所移除的PCM的外部存储罐。不混溶液体层的密度低于固态PCM和液态PCM两者的密度，并且PCM和不混溶液体层在PCM

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冻结、传送、存储和利用相变材料的热交换系统以及该系统在热能存储系统中的应用


[0001]本说明书公开的一个或多个实施例涉及用于在相变材料和冷却流体之间高效地交换热量的系统和方法，并且涉及用于储能系统的系统和方法。

技术介绍

[0002]电网的日需求并不稳定，而是具有某些高峰需求时段。处理高峰需求的要求导致了超大电网的设计和成本的增加。通用的低成本大规模解决方案不可用，因此存在各种储能技术以在可能的情况下降低高峰需求。热能存储系统可在商业上获得，但是由于各种技术挑战而受到影响。冰储能由于高储能密度以及低成本、无毒、不易燃、丰富的相变材料(PCM)而特别有吸引力，但是当前的设计存在归一化传热速率低的问题，需要昂贵的大型热交换器。CALMAC和Evapco等公司已经将冰基储热技术商业化。许多系统使用盘管上的冰(ice on coil)技术来操作，其中传热流体通过浸没在滞流水中的一大排管子。虽然简单，但是由于在盘管上形成绝热冰层，这种设计并不高效。这种耐热表面需要较大的热交换器表面积，从而增加了昂贵管道的投资成本。
[0003]静态冻结并不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热交换系统，包括：疏冰热交换(IHEX)罐；在所述IHEX罐中容纳的相变材料(PCM)；在所述IHEX罐中容纳的不混溶液体层，其中，所述不混溶液体层的密度低于固态PCM和液态PCM的密度，并且所述PCM和所述不混溶液体层在PCM
‑
不混溶液体界面处接触；位于所述不混溶液体层内的热交换器；以及位于所述热交换器上方的分配器，该分配器被配置为将多个液态PCM液滴引入到所述不混溶液体层中；传送机构，该传送机构被配置为从所述IHEX罐移除所述PCM；以及外部存储罐，该外部存储罐被配置为接收所移除的PCM。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述热交换器涂覆有疏冰聚合物涂层。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述疏冰聚合物涂层选自由聚六氟丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚三氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)或其组合组成的组。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述PCM是水。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述PCM包括冰成核剂或冰点调节剂中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述分配器在所述不混溶液体中产生体积在1μL到500μL范围内的PCM液滴。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述分配器包括开口阵列，每个开口的直径为1/64英寸至1/8英寸，间隔为1/4英寸至1英寸。8.根据权利要求1所述的系统，其种，所述热交换器是板式热交换器。9.根据权利要求8所述的系统，其种，所述热交换器包括一个或多个板，所述一个或多个板相对于水平面的板角为25
°
至85
°
。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传送机构包括：一个或多个流动入口，用于供应液体以搅动固态PCM和液态PCM的混合物；出口管，用于从所述IHEX罐移除所述PCM；在所述PCM
‑
不混溶液体界面水平处的PCM液滴层。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述传送机构被配置为以环形模式搅动所述PCM。12.一种储能系统，包括根据权利要求1所述的热交换系统，所述储能系统还包括：热交换器入口和热交换器出口，其中，所述热交换器入口和所述热交换器出口在充入和排放期间在所述热交换系统和一个或多个工艺单元之间提供热连通。13.根据权利要求12所述的储能系统，还包括位于所述热交换罐外部的一个或多个存储容器。14.根据权利要求13所述的储能系统，还包括一个或多个泵，用于在所述热交换罐和所述一个或多个存储容器或外部设备之间传送所述PCM、所述不混溶流体或两者。15.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：活化能量系统公司，
类型：发明
国别省市：