一種高溫蓄熱系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種高溫蓄熱系統(tǒng)
[0001]本申請為申請?zhí)枮?01410081340.1，發(fā)明名稱為:一種高溫蓄熱系統(tǒng)，申請日為2014.03.07的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及能量的存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種高溫蓄熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著能源危機、溫室效應(yīng)等環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，開發(fā)利用新能源和可再生能源已經(jīng)成為全世界的共同課題。太陽能熱利用具有對環(huán)境無污染、不排放溫室氣體、能源可再生等優(yōu)點逐漸成為發(fā)展?jié)摿薮蟮目稍偕茉醇夹g(shù)。規(guī)模化利用太陽熱能是未來我國能源的發(fā)展重點，但由于其間歇性和不能穩(wěn)定供應(yīng)的缺陷，能源的供應(yīng)和需求之間，往往存在數(shù)量上、形態(tài)上和空間上的差異，不能滿足工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)供能的要求，為了克服或彌補這種差異，常采取熱能儲存和熱能釋放的技術(shù)手段，即蓄熱技術(shù)。
[0004]太陽能高溫?zé)崂?，如高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)中的蓄熱系統(tǒng)已成為衡量熱發(fā)電系統(tǒng)成本和效率的重要因素。太陽能高溫?zé)岚l(fā)電的效率隨著傳熱流體溫度的增加而增加，如采用空氣作為傳熱流體，則太陽能空氣吸熱器的出口溫度可達(dá)到400°C?800°C，因此要求蓄熱換熱器具有耐高溫、耐熱沖擊的優(yōu)異性能，同時由于空氣的比熱容較小，要求換熱過程具有較高的傳熱系數(shù)和較大的蓄熱密度。公開號CN2469394為波盒式固體間壁換熱器，缺點是加熱元件為波板式管件，不利于固體顆粒流動。公開號CN102226653A為一種固體熱載體殼管式換熱器，公開號103225972A為一種隔板式氣-固換熱器，都屬于間壁式換熱器。缺點是由于傳熱過程中的熱載體是固體顆粒，間壁式換熱器的傳熱效果差，固體顆粒的蓄熱能力差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用太陽能的高溫蓄熱系統(tǒng)，該蓄熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能源利用率高。
[0006]為實現(xiàn)上述目的而采用的技術(shù)方案為:
一種高溫蓄熱系統(tǒng)，包括吸熱器、換熱器、相變換熱系統(tǒng)；相變換熱系統(tǒng)包括多個相變單元，吸熱器內(nèi)設(shè)有可流動的介質(zhì)，吸熱器設(shè)有出口和進(jìn)口，出口通過管道與換熱器的第一進(jìn)口連接，吸熱器的進(jìn)口與換熱器的第一出口連接；所述換熱器設(shè)有用于相變單元進(jìn)入的第二進(jìn)口以及用于相變單元排出的第二出口 ；所述相變單元包括固態(tài)的殼體，殼體內(nèi)部容納有用于吸熱發(fā)生相變的內(nèi)芯。
[0007]進(jìn)一步地，第二出口設(shè)置有用于控制相變單元排出速度的閥門。
[0008]進(jìn)一步地，所述吸熱器為太陽能空氣吸熱器。
[0009]再進(jìn)一步地，所述太陽能吸熱器包括一個殼體，殼體設(shè)有輻射吸熱面，殼體的側(cè)面設(shè)有保溫層；殼體內(nèi)部盛裝有溶液以及安裝有管道，管道呈螺旋形設(shè)置于殼體內(nèi)，管道的入口設(shè)置于殼體上相對于輻射吸熱面的另一面；管道的出口設(shè)置于殼體的輻射吸熱面。
[0010]進(jìn)一步地，所述介質(zhì)為氣體，所述換熱器包括隔熱殼體，所述隔熱殼體的一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣孔，隔熱殼體的另一側(cè)設(shè)有出氣孔；上端設(shè)有用于相變單元進(jìn)入的入口，下端設(shè)有用于相變單元排出的出口 ；換熱器中部設(shè)有用于相變單元通過的換熱空間，所述換熱器內(nèi)設(shè)有兩組百葉窗，百葉窗設(shè)置于換熱空間的兩側(cè)。
[0011]進(jìn)一步地，所述換熱器包括雙管結(jié)構(gòu)，所述雙管結(jié)構(gòu)包括中心管和套在中心管外的套管，套管的下端為介質(zhì)的進(jìn)口端，中心管的上端為相變單元的進(jìn)口端。
[0012]更進(jìn)一步地，所述雙管結(jié)構(gòu)呈螺旋設(shè)置。
[0013]進(jìn)一步地，相變單元的殼體呈球形，所述換熱空間設(shè)有至少一個滑落軌道，所述滑落軌道包括至少2根護(hù)條，護(hù)條呈螺旋設(shè)置。
[0014]其中，內(nèi)芯可以為熔鹽材料，如硝酸鹽之類。
[0015]進(jìn)一步地，所述相變換熱系統(tǒng)還包括放熱裝置以及用于相變單元返回的提升裝置；放熱裝置的入口與換熱器的第二出口連接，放熱裝置的出口與提升裝置連接，提升裝置的輸出端通過輸入管道與換熱器的第二進(jìn)口連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
1、系統(tǒng)利用太陽能吸熱器來加熱空氣產(chǎn)生高溫?zé)嵩?，溫度可達(dá)400°C?800°C，利用了可再生能源，系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保。
[0017]2、空氣-相變球換熱器為直接接觸式換熱器，換熱系數(shù)高、熱量傳遞快；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，沒有中間換熱元件，耐高溫，耐熱沖擊。
[0018]3、采用相變材料蓄熱，其在蓄熱過程發(fā)生相變，單位體積蓄熱量大、蓄熱相變材料可循環(huán)利用。
[0019]4、高溫相變單元可直接儲存或可根據(jù)實際需要設(shè)計不同的釋能器結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的第一種實施結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的相變單元的一種剖視示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的換熱器的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的太陽能吸熱氣的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的換熱器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的移動軌道的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為本發(fā)明的換熱器的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖8為本發(fā)明的雙管結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖9為本發(fā)明的第二實施結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖10為本發(fā)明的閥門結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記為:
I一一管道2—一吸熱器3—一提升裝置
4--換熱器5--輸入管道6--閥門
7--存儲Si8--放熱裝置9--驅(qū)動裝置
10——相變單元101——殼體102——內(nèi)芯
41——第二出口42——第一進(jìn)口43——百葉窗44——第二進(jìn)口45——隔熱殼體46——第一出口
47——換熱空間21——保溫層22——殼體 23——輻射吸熱面20——滑落軌道201——護(hù)條
48——套管49——中心管。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0032]實施例:參見圖1至圖10。
[0033]如圖1所示，一種高溫蓄熱系統(tǒng)，包括吸熱器2、換熱器4、相變換熱系統(tǒng)；相變換熱系統(tǒng)包括多個相變單元10，吸熱器2內(nèi)設(shè)有可流動的介質(zhì)，吸熱器2設(shè)有出口和進(jìn)口，出口通過管道I與換熱器4的第一進(jìn)口 42連接，吸熱器2的進(jìn)口與換熱器4的第一出口 46連接；所述換熱器4設(shè)有用于相變單元10進(jìn)入的第二進(jìn)口 44以及用于相變單元10排出的第二出口 41 ;所述相變單元10包括固態(tài)的殼體101，殼體101內(nèi)部容納有用于吸熱發(fā)生相變的內(nèi)芯102。
[0034]本發(fā)明使用時，吸熱器2吸收外界的熱能，從而提高可流動介質(zhì)的溫度；高溫介質(zhì)通過管道I流進(jìn)換熱器4，同時相變單元10的相變內(nèi)芯102以固態(tài)的形式隨同殼體101 —同進(jìn)入到換熱器4 ;介質(zhì)釋放熱量，以較低的溫度從第一出口 46流出并回流至吸熱器2的進(jìn)口，形成介質(zhì)吸熱循環(huán)；殼體101內(nèi)部的內(nèi)芯102吸收熱量發(fā)生相變并以液態(tài)的形式存儲于殼體101內(nèi)；并出第二出口 41排出收集。本發(fā)明將熱量存儲于固態(tài)的殼體101中，便于能量的轉(zhuǎn)移和保存。為了使得介質(zhì)能夠循環(huán)使用，在管道I上設(shè)置了驅(qū)動裝置9，驅(qū)動裝置9可以為栗或鼓風(fēng)機。在相變單元10排出時，可以通過管道I進(jìn)入到儲存罐，可以通過管道I進(jìn)入換熱系統(tǒng)。為了控制相變單兀10