CN102425969A - 一种铸造成型蓄热体 - Google Patents

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程晓敏
李元元
朱教群
周卫兵
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Abstract

本发明涉及一种蓄热体。该蓄热体适用于中低温热利用领域，根据蓄热体的大小，可以用于风电储能、太阳能热发电、光伏热储能，工业余热回收利用和地热储能等。一种铸造成型蓄热体，其特征在于它由铁水直接浇铸而成储热室箱体，储热室箱体的上部设有上分流腔，储热室箱体的上端设有进油口，进油口与上分流腔相连通；储热室箱体的下部设有下分流腔，储热室箱体的下端设有出油口，出油口与下分流腔相连通；上分流腔与下分流腔由传热介质输送管道相连通。它具有结构简单，成本低，不需要添加额外换热管道，安全可靠且换热效率高的特点。

Description

一种铸造成型蓄热体
技术领域
本发明涉及一种蓄热体。该蓄热体适用于中低温热利用领域，根据蓄热体的大小，可以用于风电储能、太阳能热发电、光伏热储能，工业余热回收利用和地热储能等。
背景技术
在我国，太阳能资源非常丰富，太阳能年辐照总量大于5000MJ/m2、年日照量在2200h以上的地区约占我国国土总面积的2/3以上；全国年地表吸收的太阳能相当于1.7万亿吨标准煤，相当于我国年消耗能源总量的1000多倍；尤其是我国西部地区，太阳能资源尤为丰富，具有良好的开发条件和应用价值。太阳能热利用是大规模开发利用太阳能的重要途径，但是太阳辐射一个明显的特点是受昼夜、季节等规律性变化的影响，以及阴晴云雨等随机因素的制约。为保证热利用的连续稳定进行，提高热利用效率，太阳能热利用系统中都会配备蓄热装置。
蓄热装置通过吸收和放出热量来实现热交换过程的装置。通过设置蓄热装置，可以将不连续、不稳定的能量连续稳定的利用。如将风电、光伏电转换成稳定热能输出发电。目前，蓄热装置关于蓄热装置的专利已有很多，80年代时期美国DOW公司制造了采用CaCl2·6H2O为蓄热材料的太阳能系统壁橱式蓄热装置；CALMAC公司研制了三种盐水合物相变材料的整体式蓄热装置(HEATBANKRs)；1982年美国研制成功一种利用Na2SO4·10H2O共熔混合物做蓄热芯料的太阳能建筑板；1992年法国宣布在世界上第一次研制出了用于储存能量的小球(TSL系统)，也就是把状态可变盐封装在聚合物制成的小球中，小球装在容器里，容器的大小可以根据用户需要确定，全套装置体积小，存储量大，为同样体积水的10倍，主要用于空调或工业冷却；90年代时期，德国Schatz热电技术公司研制成功一种新型汽车潜热蓄热器；1992年以来国际上对汽液固蓄热系统(GALISOL)进行了研究，该系统已成为德国热电联产企业首选的蓄热系统；1992年清华大学对应用于太阳房的相变蓄热设备进行了实验研究；1998年，冒东奎等对含相变材料的壁板进行了实验研究。为提高换热效率，上述蓄热装置在使用过程中大都需要额外的换热管道，提高了蓄热装置的制作成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种铸造成型蓄热体及其制备方法，它具有结构简单，成本低，不需要添加额外换热管道，安全可靠且换热效率高的特点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种铸造成型蓄热体，其特征在于它由铁水直接浇铸而成储热室箱体1(一次浇铸成型，储热材料为铸铁)，储热室箱体1的上部设有上分流腔5，储热室箱体1的上端设有进油口2，进油口2与上分流腔5相连通；储热室箱体1的下部设有下分流腔6，储热室箱体1的下端设有出油口3，出油口3与下分流腔6相连通；上分流腔5与下分流腔6由传热介质输送管道4相连通。使用时，所述的上分流腔5、下分流腔6、传热介质输送管道4内装有传热介质，传热介质为导热油。
传热介质输送管道4可根据储热室箱体1的尺寸调整数量及排列方式；传热介质输送管道4内径在100～150mm之间；储热室箱体1使用温度范围在400℃以内。
所述的传热介质输送管道4为1-50根(根据储热室箱体的大小，以及需要确定)。
本发明的有益效果是：采用上述结构，其结构简单，成本低，能够利用铸造技术一次成型；不需要添加额外换热管道，安全可靠且换热效率高。即使传热介质为高温高压的流体时，仍能确保储热系统的安全可靠性；由于可以承受高温高压的传热介质，因此，本发明的蓄热装置内热交换过程充分、可逆，换热效率高。应本发明用于太阳能热利用。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是图1沿A-A线的剖视图；
图3是本发明实施例1中所使用砂型型芯的立体图；
图4是实施例4的传热介质输送管道布置图；
图5是是实施例5的传热介质输送管道布置图；
图6是本发明实施例6中所使用砂型型芯的传热介质输送管道部分的立体图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1、图2所示，一种铸造成型蓄热体，它由铁水直接浇铸而成储热室箱体1(一次浇铸成型，储热材料为铸铁)，储热室箱体1的上部设有上分流腔5，储热室箱体1的上端设有进油口2，进油口2与上分流腔5相连通；储热室箱体1的下部设有下分流腔6，储热室箱体1的下端设有出油口3，出油口3与下分流腔6相连通；上分流腔5与下分流腔6由传热介质输送管道4相连通。使用时，所述的上分流腔5、下分流腔6、传热介质输送管道4内装有传热介质，传热介质为导热油。
一种铸造成型蓄热体的成型包括如下步骤：
1)造型：采用砂型铸造成型，将图3所示的砂型型芯7置于圆柱形型腔内，砂型中心位置与圆柱形型腔中心重合，型腔尺寸为Φ2m×2m，传热介质输送管道内径为Φ100mm；
2)浇铸成型：将铸铁融化后浇铸；
3)脱模：待铁水完全凝固后脱模，将砂芯从铸件中清除，即得到铸造成型蓄热体。
该铸造成型蓄热体在100～400℃间的蓄热量为6725.5kJ(具有换热效率高的特点)，铸造成型蓄热体内热交换过程充分、可逆，换热效率高。可作为太阳能热利用。
实施例2：
与实施例1基本相同，不同之处在于：
型腔尺寸为Φ2.5m×2.5m，传热介质输送管道内径为Φ120mm。
该铸造成型蓄热体在100～400℃间的蓄热量为13100.5kJ(具有换热效率高的特点)，铸造成型蓄热体内热交换过程充分、可逆，换热效率高。可作为太阳能热利用。
实施例3：
与实施例1基本相同，不同之处在于：
型腔尺寸为Φ3m×3m，传热介质输送管道内径为Φ150mm。
该铸造成型蓄热体在100～400℃间的蓄热量为22638.6kJ，铸造成型蓄热体内热交换过程充分、可逆，换热效率高。可作为太阳能热利用。
实施例4：
与实施例1基本相同，不同之处在于：
型腔尺寸为Φ5m×5m，所采用型芯在传热介质输送管道数量及排列方式上略有差别，传热介质输送管道数量为7根并联，储热室箱体1的截面图如图4所示，传热介质输送管道内径为Φ100mm，均匀分布在储热室箱体内。
该铸造成型蓄热体在100～400℃间的蓄热量为105086kJ，铸造成型蓄热体内热交换过程充分、可逆，换热效率高。可作为太阳能热利用。
实施例5：
与实施例1基本相同，不同之处在于：
型腔尺寸为Φ10m×10m，所采用型芯在传热介质输送管道数量及排列方式上略有差别，传热介质输送管道数量为15根并联，储热室箱体1的截面图如图5所示，传热介质输送管道内径为Φ100mm，均匀分布在储热室箱体内。
该铸造成型蓄热体在100～400℃间的蓄热量为840687kJ，铸造成型蓄热体内热交换过程充分、可逆，换热效率高。可作为太阳能热利用。
实施例6：
与实施例1基本相同，不同之处在于：
型腔尺寸为20m×20m×20m，所采用型芯在传热介质输送管道数量及排列方式上略有差别，如图6所示。传热介质输送管道数量为25根串联(实际上为1根，成蛇形)，传热介质输送管道内径为Φ100mm，均匀分布在储热室箱体内。
该铸造成型蓄热体在100～400℃间的蓄热量为8566600kJ，铸造成型蓄热体内热交换过程充分、可逆，换热效率高。可作为太阳能热利用。

Claims (3)

1.一种铸造成型蓄热体，其特征在于它由铁水直接浇铸而成储热室箱体(1)，储热室箱体(1)的上部设有上分流腔(5)，储热室箱体(1)的上端设有进油口(2)，进油口(2)与上分流腔(5)相连通；储热室箱体(1)的下部设有下分流腔(6)，储热室箱体(1)的下端设有出油口(3)，出油口(3)与下分流腔(6)相连通；上分流腔(5)与下分流腔(6)由传热介质输送管道(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种铸造成型蓄热体，其特征在于：所述的传热介质输送管道(4)为1-50根。
3.根据权利要求1或2所述的一种铸造成型蓄热体，其特征在于：传热介质输送管道(4)内径在100～150mm之间。
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