本实用新型专利技术涉及一种相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置，包括太阳能集热器、复合相变材料储能设备、热水系统、循环管路。本实用新型专利技术在太阳能热水系统中应用相变储能技术，使用时，颗粒状复合相变储能材料与传热介质直接接触，利用复合相变材料的固-液相转变过程实现热量的储存和释放，增大复合相变材料与传热介质的接触面积，提高系统的传热性能，同时显著增加太阳能热水系统的储能量，可以减小储能罐的体积，也不必对原有储能罐的结构做出较大的改动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及太阳能热水系统领域，尤其涉及ー种相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置。
技术介绍
太阳能资源因其具有取之不尽用之不竭的特点已成为当今世界可开发的最大能源，我国对太阳能资源的开发和利用处于ー个快速发展阶段。太阳能热水系统在日常生活 中发挥着越来越重要的作用，不但节约资料，而且环保无污染。但太阳能同时也存在密度低、间歇性和随机性等缺点，降低了目前太阳能热水的能源利用率。现有的太阳能热水通常采用水作为储能介质，利用水温的变化来储能，虽然水具有传热性和流动性好、热膨胀系数及粘滞性较小、价格低廉、资源丰富等特点，但其储能方式为显热储能，其単位体积的储能量很低，如水在加热或者冷却过程中，温度每升高或者降低1°C，只能吸收或释放大约4J/g的能量，导致现有太阳能热水系统存在储能设备体积过大或者水流量过高的缺点。同时显热储能的储能介质是通过改变自身温度来储存能量，即介质在储存能量和释放能量的过程中会发生温度变化，而介质的储能量和温度变化范围成正比，太阳能的随机性等特点无法使储能介质稳定在一定的温度变化范围。因此，现有储能设备的传热性较差，不能保证太阳能热水系统在ー个最优化的温度范围内运行。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置。使用时，颗粒状复合相变储能材料与传热介质直接接触，增大复合相变材料与传热介质的接触面积，显著増加太阳能热水系统的储能量，可以减小储能罐的体积，同时储能罐的传热性能提高，也不必对原有储能罐的结构做出较大的改动。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为ー种相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置，包括太阳能集热器、复合相变材料储能设备、热水系统、循环管路，所述的太阳能集热器通过所述的循环管路与所述的复合相变材料储能设备相连，所述的循环管路上设有第一循环泵和第一阀门，所述的复合相变材料储能设备的出口端设有第一温度传感器，所述的第一温度传感器与所述的第一阀门相连；所述的热水系统沿水流走向依次设有水龙头、第二循环泵、换热器进水口、换热器本体、换热器出水ロ、第二阀门、用户端，所述的换热器出水ロ设有第二温度传感器，所述的第二温度传感器与所述的第二阀门相连；所述的复合相变材料储能设备包括储能罐、颗粒状复合相变材料和颗粒状复合相变材料存储空腔，所述的换热器本体位于所述的储能罐内，所述的储能罐由罐顶、罐底和侧壁构成，所述的颗粒状复合相变材料存储在所述的颗粒状复合相变材料存储空腔内；所述的复合相变材料的熔点为45°C以上。优选地，所述的储能罐内设有两层开有过滤孔的复合相变材料过滤层，所述的复合相变材料过滤层与所述的侧壁构成所述的颗粒状复合相变材料存储空腔。优选地，所述的储能罐内装有若干个开有过滤孔的复合相变材料过滤单元，所述的复合相变材料过滤单元内形成所述的颗粒状复合相变材料存储空腔。优选地，所述的复合相变材料的熔点为45 60°C。优选地，所述的颗粒状复合相变材料的体积为所述的储能罐容积的5 78%。优选地，所述的复合相变材料过滤层的过滤孔的孔径与所述的颗粒状复合相变材料的粒径的数值比小于1。优选地，所述的复合相变材料过滤单元的过滤孔的孔径与所述的颗粒状复合相变材料的粒径的数值比小于I。优选地，所述的复合相变材料过滤单元为球形。与现有技术相比，本技术的优点在于本技术在太阳能热水系统中应用相变储能技术，使用时，颗粒状复合相变储能材料与传热介质直接接触，利用复合相变材料固-液相转变过程实现热量的储存和释放，增大复合相变材料与传热介质的接触面积，提高系统的传热性能，同时显著增加太阳能热水系统的储能量，可以减小储能罐的体积，也不必对原有储能罐的结构做出较大的改动。附图说明图1为本技术实施例一的结构连接示意图。图2为本技术实施例二中的复合相变材料储能设备的结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。实施例一如图1所示，一种相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置，包括太阳能集热器I、复合相变材料储能设备2、热水系统、循环管路3，太阳能集热器I通过设有第一循环泵4和第一阀门5的循环管路3与复合相变材料储能设备2相连，复合相变材料储能设备2的出口端设有第一温度传感器6，第一温度传感器6与第一阀门5相连；热水系统沿水流走向依次设有水龙头7、第二循环泵9、换热器进水口 8、换热器本体10、换热器出水口 11、第二阀门12、用户端13，换热器出水口 11设有第二温度传感器14，第二温度传感器14与第二阀门12相连；复合相变材料储能设备2包括由罐顶15、罐底16和侧壁17构成的储能罐18、颗粒状复合相变材料19和颗粒状复合相变材料存储空腔20，换热器本体10位于储能罐18内，储能罐18内设有两层开有过滤孔的复合相变材料过滤层21，该复合相变材料过滤层21与储能罐18的侧壁17构成颗粒状复合相变材料存储空腔20，颗粒状复合相变材料19存储在该颗粒状复合相变材料存储空腔内20。复合相变材料过滤层的过滤孔的孔径与颗粒状复合相变材料的粒径的数值比小于1，颗粒状复合相变材料的体积为储能罐18容积的5 78%。一般生活热水的供水温度在45飞(TC之间，因此选用熔点为45°C以上的复合相变材料，但是相变材料熔点太高时，由太阳能集热器加热的传热介质往往不能够熔化相变材料，达不到潜热储能的效果，因此优选地，采用熔点为45飞(TC的复合相变材料，既能够达到储能效果，又可以保证用户的舒适度。在储热阶段，第一阀门5开启，第一循环泵4运行，第一阀门5的开启与关闭由设在复合相变材料储能设备2的出口端的与第一阀门5相连的第一温度传感器6控制。太阳能集热器I吸收太阳福射转换为热能并加热传热介质，加热后的传热介质通过循环管路3进入复合相变材料储能设备2中，传热介质流经复合相变材料过滤层21将热量存储于颗粒状复合相变材料19中，同时颗粒状复合相变材料19被熔解，传热介质温度降低，回流到太阳能集热器I中被再次加热，当第一温度传感器6监测到从复合相变材料储能设备2中流出的传热介质的温度超过设定温度值时(如60°C)，第一阀门5关闭，储热过程结束。当用户有热水需求时，第二阀门12开启，第二循环泵9运行，第二阀门12的开启与关闭由设在换热器出水口 11的与第二阀门12相连的第二温度传感器14控制。太阳能热水系统涉及生活用水，为保证水质和用水安全，从水龙头7流出的生活用水经第二循环泵9流入到换热器本体10中，并通过换热器本体10在储能罐18中被颗粒状复合相变材料19与传热介质的悬浮液加热，生活用水的温度升高，同时颗粒状复合相变材料19被冷 却凝固，加热后的生活用水流经用户端13被使用并排放。当第二温度传感器14监测到从换热器出水口 11中流出的生活用水的水温低于设定温度值时(如45°C)，第二阀门12关闭，释热过程结束。使用时，一般采用水或者盐水化合物作为传热介质。颗粒状复合相变材料是将复合相变材料吸附于具有交联结构的多孔状支撑材料中而制成，复合相变材料过滤层21的过滤孔的孔径比颗粒状复合相变材料19的粒径小，可以防止相变材料随传热介质流出；即使当熔解为液态时，复合相变材料也不会从该支撑材料中泄漏出来，因此使用时可以将该颗粒状复合相变材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置，包括太阳能集热器、复合相变材料储能设备、热水系统、循环管路，所述的太阳能集热器通过所述的循环管路与所述的复合相变材料储能设备相连，所述的循环管路上设有第一循环泵和第一阀门，其特征在于：所述的复合相变材料储能设备的出口端设有第一温度传感器，所述的第一温度传感器与所述的第一阀门相连；所述的热水系统沿水流走向依次设有水龙头、第二循环泵、换热器进水口、换热器本体、换热器出水口、第二阀门、用户端，所述的换热器出水口设有第二温度传感器，所述的第二温度传感器与所述的第二阀门相连；所述的复合相变材料储能设备包括储能罐、颗粒状复合相变材料和颗粒状复合相变材料存储空腔，所述的换热器本体位于所述的储能罐内，所述的储能罐由罐顶、罐底和侧壁构成，所述的颗粒状复合相变材料存储在所述的颗粒状复合相变材料存储空腔内；所述的复合相变材料的熔点为45℃以上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄莉，郑荣跃，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：实用新型
国别省市：
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