一种相变储热系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种通用的相变储热系统，包括至少一个相变储热单元，还包括保温层，所述相变储热单元位于保温层内。所述相变储热单元包括容器、位于容器内的换热器。本实用新型专利技术所提供的相变储热系统，安装使用便捷，并且具有较高的储热容量，可以高效储存如太阳能集热器、锅炉、木炉、热泵、工业废热等各种热源产生的热量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种相变储热系统，尤其涉及一种热量利用效率高、安装便捷的相变储热系统。
技术介绍
能源是人类赖以生存和发展的基础，随着全球工业的迅猛发展，全球化石燃料不断减少，能源短缺和环境污染问题已经成为世界各国面临的共同问题，因此，提高能源利用效率、节能减排和开发可再生能源成为当前人类面临的重要课题。储热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，在太阳能热利用、电力移峰填谷、工业废热的回收以及民用和军事等领域具有广阔的应用前景。储热方法一般有两 种，一种是显热储热方式，利用物体温度上升储存热量，另一种是潜热储能、即相变储热，利用物相的变化从环境中吸收热量、或释放热量，从而得到能力储存或释放的目的，而且相变储热还可以与太阳能等新能源结合使用。在多种储热技术中，固-液相变储热具有储热密度大、储热过程近似恒温、体积变化小、过程易控制等优点，因此，利用相变材料(Phase Change Material,即PCM)进行潜热储能的研究受到了世界上多个国家的重视。相变储热材料是实现潜热储能的核心，因此，也称为相变储热技术的研究重点，例如专利CN100334179C中公开的太阳能热水器相变储热材料、专利CN101818292A中公开的高温相变储热材料、专利CN101255331A中公开的复合相变储热材料等。相变储热材料必须置于相应的设备(即储热设备)中才能发挥其储能的作用，而储热设备的设计应当使热量利用效率发挥至最大，并且还需要满足安装简便的要求，此外，相变储热材料设计固-液相的转变，还必须解决相变过程中液相泄露的问题，专利CN101967857A中公开了一种相变储热板，以秸杆为基材、无水硫酸钠为相变材料、水玻璃进行封装，制备的储热板可用于墙体材料，但是使用受到很大的限制；专利CN201129952Y中公开了一种球式相变储热装置，通过振动的方式解决相变过程中固体沉降的问题。但是上述专利公开的储热设备，热量利用效率低下，安装使用不便；并且，现有相变储热设备无法满足不同用户环境对热负荷的需要，即无法实现储热容量的按需分配。
技术实现思路
本技术所要解决的是现有相变储热设备热力利用效率低下、安装使用不便的问题、以及储热容量无法按需配置的问题。本技术的目的是提供一种相变储热系统。本技术所述的相变储热系统，包括至少一个相变储热单元、和热媒输送管道，所述至少一个相变储热单元并联在热媒输送管道上，其中，热媒输送管道包括热媒输入管道和热媒输出管道。所述相变储热单元包括容器、置于所述容器内的至少一个换热器，在所述换热器与容器之间填充有相变储热材料。所述换热器包括进口和出口，所述换热器的进口连通热媒输入管道，所述相变储热单元的出口连通热媒输出管道上。所述相变储热系统还包括保温层，所述相变储热单元位于所述保温层内。其中，所述容器可以是柱形或L形，如圆柱形、椭圆柱形、或棱柱形，如四棱柱、六棱柱、三棱柱等，本技术中容器截面形状优选为圆形、椭圆形、或多边形，或其它任意可用的形状。所述容器的材质可以是保温材料或金属、塑料等，如PE、PP、PVC、PS、PMMA等，并优选为聚丙烯(PP)，包括改性聚丙烯。所述换热器可以是目前相变储存设备中常用换热器，但在本技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，所述换热器包括连通换热器进口的输入管和连通换热器出口·旋盘管等；优选地，输入管和输出管中至少一个是螺旋盘管。更优选地，输入管为螺旋盘管。其中，所述输出管或输入管均可以是一个、两个、三个或多个，如至少一个输出管一端合并连通输入管，另一端合并连通换热器出口，或至少一个输入管一端合并连通输出管，另一端合并连通换热器进口。在本技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，其中，所述换热器的进口和出口可以位于所述容器的同一端或两端，本技术中，所述换热器进口和出口位于圆管形容器的同一端，所述圆管形容器另一端封闭。在本技术上述优选实施例中，所述输入管优选为螺旋盘管，输出管优选为直形管或波浪形管。所述输入管优选为螺旋盘管，输出管优选为直形管或波浪形管。所述输入管和输出管的截面形状可以是圆形、椭圆形、多边形或其它任意形状。每个容器内的换热器的数量可以是一个、两个或更多个，并且，各个换热器可以相同或不同。并且，每一个相变储热单元中，换热器的数量可以相同或不同。根据本技术所述相变储热系统的一种优选实施例，各个换热器输入管均为螺旋盘管，可以是相互独立地位于容器内，或相互同轴设置；可以相互接触或不接触。在本技术所述的优选实施例中，各个换热器的螺旋盘管的螺旋线依次贴靠排列。在本技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，相变储热单元数量大于一个，并且，在所述保温层内、所述相变储热单元之间还可以填充颗粒状材料，所述颗粒状材料最好具有较大的比重，尤其是无机矿物，如石子、沙粒等。在本技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，相变储热单元与保温层之间也可以填充颗粒状材料，所述颗粒状材料最好具有较大的比重，尤其是无机矿物，如石子、沙粒等。在本技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，所述螺旋盘管的螺旋圈内外均可以连接有导热片，所述导热片可以采用焊接、螺钉等方法连接在螺旋盘管壁上。所述导热片的材料的举例如铜、铝、铁等金属，或金属合金。其中，所述导热片可以是弧形、L形，波浪形，其长度一般不超过容器的长度。优选地，在螺旋圈内的导热片为波浪形，这样可以增加导热面积，同时不影响换热器的一个或多个输出管的设置。所述导热片的数量可以是一个、两个、三个、四个或更多个。在技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，在其中至少一个相变储热单元上安装有温度传感设备，所述温度传感设备可以安装在相变储热单元的底部或顶部，优选地，在所述至少一个相变储热单元的底部和顶部均安装有温度传感设备。在本技术所述相变储热系统的一种优选实施例中，在所述容器内还设有热量输出管，如不锈钢软管，用于将相变储热材料中的热量或冷量输出，所述热量输出管与换热器形状或结构可以相同或不同，如可以是U形管、波浪形管、弧形管、直形管、螺旋盘管等。本技术上述内容中，所述相变储热材料可以是无机相变储热材料、有机相变储热材料、或其组成的复合相变储热材料；按照相变温度分，可以是高温相变储热材料、低温相变储热材料、中温相变储热材料。包括碱金属或碱土金属的氯化物、氟化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐、氢氧化物、及其水合物，以及高级脂肪烃、芳香烃、多元醇、高级脂肪酸、高级脂肪酸酯、合成高分子相变材料等。 所述相变储热材料的具体举例如月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、软脂酸、石蜡、CaCl2 · 6H20、Na2SO4 · H20、石蜡/石墨复合相变材料、脂肪酸/粘土复合相变材料、脂肪酸/石墨复合相变材料、硬脂酸/微硅粉复合相变材料等。在上述相变储热系统的基础上，本技术还提供了另一种相变储热系统，包括至少一个相变储热单元，相变储热单元中包括多个换热器，同一相变储热单元中的多个换热器可以连接在同样的热媒输送管道上，或者连接在不同的热媒输送管道上。在本技术所述另一种相变储热系统的一种优选实施例中，多个换热器分别连接在不同的热媒输送管道上。应当理解的是，上述“输入”、“输出”、“进口”和“出口 ”的名称并不限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变储热系统，其特征在于，包括至少一个相变储热单元、和热媒输送管道，所述至少一个相变储热单元并联在热媒输送管道上，其中，热媒输送管道包括热媒输入管道和热媒输出管道；所述相变储热单元包括容器、置于所述容器内的至少一个换热器，在所述换热器与容器之间填充有相变储热材料；所述换热器包括进口和出口，所述至少一个换热器的进口连接在热媒输入管道，所述换热器的出口连接在热媒输出管道上所述相变储热系统还包括保温层，所述相变储热单元位于所述保温层内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金毅文，张文亮，
申请(专利权)人：极地熊上海储能技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：