本發(fā)明屬于熱儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有常用的儲(chǔ)熱方式有兩大類，即顯熱式儲(chǔ)熱和潛熱式儲(chǔ)熱。顯熱蓄熱主要是通過(guò)某種材料溫度的上升或下降而存儲(chǔ)熱能，顯熱蓄熱是各種蓄熱方式中原理最簡(jiǎn)單、技術(shù)最成熟、材料來(lái)源最豐富，成本最低廉的一種，因而也是實(shí)際應(yīng)用和推廣得最普遍的一種。潛熱式儲(chǔ)熱所依據(jù)的基本原理是，物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)(熔解)，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(氣化)，或由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(升華)，都會(huì)吸收相變熱；而進(jìn)行逆過(guò)程時(shí)則釋放相變熱。與顯熱式儲(chǔ)熱相比，潛熱式儲(chǔ)熱有兩大明顯優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)熱密度大，即可以用很小的體積儲(chǔ)存很多的熱能；吸熱過(guò)程和放熱過(guò)程幾乎是在恒溫條件下進(jìn)行，有利于與熱源和負(fù)載相配合。目前，普通儲(chǔ)熱式裝置主要為保溫水箱，僅利用水的顯熱儲(chǔ)存熱量，尺寸龐大，而且安裝困難。

利用相變儲(chǔ)能材料的熱能儲(chǔ)存技術(shù)是協(xié)調(diào)能源供求矛盾、提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)，也是儲(chǔ)存和回收利用短期或長(zhǎng)期需求能源的一種有效途徑。它在工業(yè)與民用建筑的采暖、空調(diào)、溫室、太陽(yáng)能熱利用、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的熱能回收和利用等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并已逐步成為世界范圍高度重視的研究領(lǐng)域。特別是隨著相變儲(chǔ)能材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的不斷深入，利用相變儲(chǔ)能材料的熱能儲(chǔ)存技術(shù)的應(yīng)用深度和廣度都將不斷拓展。

目前，木糖醇、赤蘚糖醇、半乳糖醇等醇類物質(zhì)由于價(jià)格昂貴，最常用于食用領(lǐng)域，鮮有用于工業(yè)領(lǐng)域。醇類物質(zhì)等有機(jī)相變材料具有無(wú)過(guò)冷及析出現(xiàn)象，性能穩(wěn)定，可通過(guò)不同相變材料的混合來(lái)調(diào)節(jié)相變溫度的突出優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的技術(shù)不足,本發(fā)明提供了一種相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組，該相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組能實(shí)現(xiàn)熱量的輸入、熱量的存儲(chǔ)及熱量的輸出等功能。具有成本低、溫度參數(shù)利用范圍廣。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可模塊化車(chē)間生產(chǎn)，運(yùn)輸方便和現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。該相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組采用的相變材料采用醇類物質(zhì)，無(wú)過(guò)冷及析出現(xiàn)象，性能穩(wěn)定，其相變溫度從90-120度之間可以調(diào)整。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組，包括獨(dú)立布置的加熱-儲(chǔ)熱-換熱單元，通過(guò)加熱-儲(chǔ)熱-換熱單元進(jìn)行熱量的輸入和輸出；所述的加熱-儲(chǔ)熱-換熱單元包括儲(chǔ)熱罐體、置于所述儲(chǔ)熱罐體內(nèi)的相變材料、布置于所述相變材料中的加熱管和換熱盤(pán)管；儲(chǔ)熱罐體外設(shè)置有換熱裝置；所述的加熱管的出液口連接換熱盤(pán)管，換熱盤(pán)管的出液口連接換熱裝置的進(jìn)液口，換熱裝置的出液口連接加熱管的進(jìn)液口；所述的加熱管內(nèi)放置有導(dǎo)熱油；所述的相變材料為可固-液態(tài)轉(zhuǎn)換使用的相變儲(chǔ)熱材料。該機(jī)組采用導(dǎo)熱油替換傳統(tǒng)的采用水作為加熱換熱的介質(zhì)，將機(jī)組的體積降低到原來(lái)的八分之一左右，極大的降低了設(shè)備的體積；該機(jī)組在一天內(nèi)分為兩個(gè)區(qū)間進(jìn)行工作，在23點(diǎn)至7點(diǎn)區(qū)間，這個(gè)時(shí)間段內(nèi)為用電低谷，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)通過(guò)加熱器對(duì)加熱管內(nèi)部的導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，加熱后的導(dǎo)熱油通過(guò)加熱管上端流入到換熱盤(pán)管內(nèi)部，換熱盤(pán)管盤(pán)旋設(shè)置于相變材料內(nèi)部，增大了換熱盤(pán)管與相變材料的接觸面積，從而使得導(dǎo)熱油的熱量較好的傳到相變材料中儲(chǔ)存起來(lái)，導(dǎo)熱油在換熱盤(pán)管內(nèi)部被吸熱降溫后，通過(guò)換熱器又回到加熱管內(nèi)部進(jìn)行加熱，循環(huán)該過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，加熱8h，將相變儲(chǔ)熱材料的溫度維持在140℃左右并保持平衡。在7點(diǎn)至23點(diǎn)，加熱器停止對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，相變材料開(kāi)始放熱，導(dǎo)熱油在換熱盤(pán)管內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)的過(guò)程中，吸收相變儲(chǔ)熱材料釋放的熱量，吸收熱量的導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)換熱裝置進(jìn)行換熱，將熱量外送，該過(guò)程能維持16h，將相變儲(chǔ)熱材料的溫度降到50℃左右，在白天用電高峰的過(guò)程中不使用電能，實(shí)現(xiàn)電力的“移峰填谷”。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，導(dǎo)熱油的流速控制在2m/s左右，實(shí)現(xiàn)較好的加熱-儲(chǔ)熱-換熱效果。

優(yōu)選的，所述的加熱管豎直設(shè)置于儲(chǔ)熱罐體內(nèi)的中軸線方向，加熱管內(nèi)的豎直中軸線方向設(shè)置有加熱器，加熱管底端通過(guò)管道連接換熱裝置的出液口，加熱管頂端連接盤(pán)旋設(shè)置于儲(chǔ)熱罐體內(nèi)部的換熱盤(pán)管，換熱盤(pán)管在儲(chǔ)熱罐體底部連通后連接至換熱裝置的進(jìn)液口。該供熱機(jī)組如此設(shè)計(jì)可以較好的提高該機(jī)組的加熱-儲(chǔ)熱-換熱功能，進(jìn)一步降低設(shè)備的體積。

優(yōu)選的，所述的加熱器為電加熱或電磁加熱管中的一種，以此達(dá)到較好的加熱效果。

優(yōu)選的，所述的管道上設(shè)置有油泵，通過(guò)油泵促進(jìn)導(dǎo)熱油的在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)。

優(yōu)選的，所述的換熱盤(pán)管間隔設(shè)置有多組，多組換熱盤(pán)管以加熱管為中軸線方向，對(duì)稱設(shè)置于加熱管四周，提高換熱盤(pán)管與相變材料的接觸面積，保證較好的加熱-儲(chǔ)熱-換熱效果。

優(yōu)選的，所述的儲(chǔ)熱罐體外部設(shè)置有保溫絕緣材料，儲(chǔ)熱罐體內(nèi)部設(shè)置有耐腐蝕結(jié)構(gòu)層，一方面避免儲(chǔ)熱罐體內(nèi)部的熱量泄露，另一方面提高儲(chǔ)熱罐體的使用的周期。

優(yōu)選的，所述的相變材料為木糖醇、赤蘚糖醇或半乳糖醇中的一種、任意兩種或三種組合，采用醇類材料作為相變材料，無(wú)過(guò)冷及析出現(xiàn)象，性能穩(wěn)定，其相變溫度從90-120度之間可以調(diào)整。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)本發(fā)明采用導(dǎo)熱油作為加熱-儲(chǔ)熱-換熱的介質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中安全便捷高效，并且在同等條件下，相比較于水而言，能夠極大的降低該換熱機(jī)組的體積；

(2)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為科學(xué)合理，能較好的實(shí)現(xiàn)加熱-儲(chǔ)熱-換熱的功能；

(3)本發(fā)明采用木糖醇、赤蘚糖醇或半乳糖醇中的一種、任意兩種或三種組合作為相變材料，熔化潛熱高，在相變中能貯藏或放出較多的熱量；相變過(guò)程可逆性好、膨脹收縮性小、過(guò)冷或過(guò)熱現(xiàn)象少；有合適的相變溫度，能滿足需要控制的特定溫度導(dǎo)熱系數(shù)大，密度大，比熱容大；相變材料無(wú)毒，無(wú)腐蝕性，成本低，制造方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

一種相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組，所述的相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組包括獨(dú)立布置的加熱-儲(chǔ)熱-換熱單元，通過(guò)加熱-儲(chǔ)熱-換熱單元進(jìn)行熱量的輸入和輸出；所述的加熱-儲(chǔ)熱-換熱單元包括儲(chǔ)熱罐體10、置于所述儲(chǔ)熱罐體10內(nèi)的相變材料11、布置于所述相變材料11中的加熱管12和換熱盤(pán)管13；儲(chǔ)熱罐體10外設(shè)置有換熱裝置14；所述的加熱管12的出液口連接換熱盤(pán)管13，換熱盤(pán)管13的出液口連接換熱裝置14的進(jìn)液口，換熱裝置14的出液口連接加熱管12的進(jìn)液口；所述的加熱管12內(nèi)放置有導(dǎo)熱油15；所述的相變材料11為可固-液態(tài)轉(zhuǎn)換使用的相變儲(chǔ)熱材料。

為了提高該機(jī)組的加熱-儲(chǔ)熱-換熱功能，進(jìn)一步降低設(shè)備的體積，所述的加熱管12豎直設(shè)置于儲(chǔ)熱罐體10內(nèi)的中軸線方向，加熱管12內(nèi)的豎直中軸線方向設(shè)置有加熱器17，加熱管12底端通過(guò)管道連接換熱裝置14的出液口，加熱管12頂端連接盤(pán)旋設(shè)置于儲(chǔ)熱罐體10內(nèi)部的換熱盤(pán)管13，換熱盤(pán)管13在儲(chǔ)熱罐體10底部連通后連接至換熱裝置14的進(jìn)液口。

為了達(dá)到較好的加熱效果，所述的加熱器17為電加熱或電磁加熱管中的一種。

為了較好的促進(jìn)導(dǎo)熱油15的在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)，所述的管道上設(shè)置有油泵16。

為了提高換熱盤(pán)管13與相變材料11的接觸面積，保證較好的加熱-儲(chǔ)熱-換熱效果，所述的換熱盤(pán)管13間隔設(shè)置有多組，多組換熱盤(pán)管13以加熱管12為中軸線方向，對(duì)稱設(shè)置于加熱管12四周。

為了延長(zhǎng)該供熱機(jī)組的使用壽命，所述的儲(chǔ)熱罐體10外部設(shè)置有保溫絕緣材料，儲(chǔ)熱罐體10內(nèi)部設(shè)置有耐腐蝕結(jié)構(gòu)層。

為了使得相變材料在相變中能貯藏或放出較多的熱量，降低過(guò)冷或過(guò)熱的現(xiàn)象發(fā)生，降低成本低，制造方便，所述的相變材料11為木糖醇、赤蘚糖醇或半乳糖醇中的一種、任意兩種或三種組合。

如表1、表2、表3、表4、表5所示，分別為采用不同的相變材料置入該相變儲(chǔ)熱供熱機(jī)組中進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，并對(duì)相變材料進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，得到具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)值，從實(shí)驗(yàn)數(shù)值可以看出，該相變材料的熔化潛熱高，在相變中能貯藏或放出較多的熱量；密度大，比熱容大，能較好的滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。

表1相變材料為木糖醇的檢測(cè)結(jié)果

表2相變材料為赤蘚糖醇的檢測(cè)結(jié)果

表3相變材料為半乳糖醇的檢測(cè)結(jié)果

表4相變材料為木糖醇和赤蘚糖醇按照體積比1:1混合的檢測(cè)結(jié)果

表5相變材料為木糖醇、赤蘚糖醇和半乳糖醇按照體積比1:1:1混合的檢測(cè)結(jié)果

最后應(yīng)說(shuō)明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。