CN104236360B - 一种模块化框架承载储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化框架承载储能装置，包括箱体、保温结构、储热装置、相变储能单元、出口管、入口管。所述储热装置安装在所述箱体内，所述保温结构安装在所述储热装置外部和所述箱体内表面之间，所述箱体为带有若干数量的输出、输入接口的封闭结构，所述保温结构可从箱体中分离拆卸；所述入口管和所述出口管的一端通过所述箱体和所述保温结构与所述储热装置联接，另一端分别对外连接供能和耗能装置；所述相变储能单元与所述箱体相联并插入至所述储热装置中且采用模块化设计使其便于更换；模块化框架承载储能装置可以进行组合应用。本装置的相变储能单元便于更换，结构简单，操作方便，安全可靠；并且方便运输。

Description

一种模块化框架承载储能装置

技术领域

本发明涉及相变储热装置，属于节能环保领域，尤其涉及一种便于相变储能单元模块化更换的全承载结构的模块组合式储能装置。

背景技术

当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。相变储能技术通过相变材料相变时吸收或放出大量热量以达到能量存储的目的，是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式。

“蓄热”技术是“储能”领域中重要的组成部分。能源生产、输出和使用过程中，在时间、空间上的不同步，是造成能源浪费、能源使用效率低下的主要原因之一。将间断的、分散的、不稳定的热能有效的、高密度的储存并使用，是蓄热技术研发的主要目的。蓄热技术的应用，对提高能源使用效率、平衡能源使用过程中的稳定性、避免能源使用的重复损失，减少一次性能源消耗，普及实用型中低温相变蓄热技术产品、缓解能源危机有着至关重要的作用。

相变储能材料(PCM)是一种具有特定功能的物质，它能在特定温度或温度范围(相变温度)下发生物质相态的变化，并且伴随着相变过程吸收或放出大量的相变潜热，所以可用来储热或蓄冷。相变储能与显热储能相比具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点，非常适于解决能量供给与需求失衡的难题。

无机相变蓄热材料—结晶水合盐作为中、低温固—液相变蓄能材料，在受热达到熔点时，其所含结晶水脱出，脱出的结晶盐溶解而吸热；降温时发生逆过程，吸收结晶水而放热；具有价格便宜，体积蓄热密度大，熔解热大，熔点固定，热导率比有机相变材料大，一般呈中性等优点。相变温度在2~110℃范围内的结晶水合盐蓄热材料被广泛应用于太阳能储存、工业废热回收以及供暖和空调系统等领域。

本装置与现有专利相比具有以下特点，相变储能单元采用模块化设计便于更换；结构简单，可根据需要进行组合适应不同的场合，操作方便，安全可靠。同时可利用汽车作为载体，运输到各种复杂场地使用，例如油田、道路建设工地、桥梁建设工地、流动单位、野外作业等地方，实现热源的远程配送和移动。

在现实应用中储能装置对运输道路条件和现场吊装条件要求高，运输途中、后续使用过程中一旦发生故障，只能整机维护或是返厂维修，运输成本和维护成本较高。

发明内容

有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本发明提供了一种模块化框架承载储能装置，包括箱体、保温结构、储热装置、相变储能单元、出口管、入口管。所述储热装置安装在所述箱体内，所述保温结构安装在所述储热装置外部和所述箱体内表面之间，所述箱体为带有若干数量的输出、输入接口的封闭结构，所述保温结构可从箱体中分离拆卸；所述入口管和所述出口管的一端通过所述箱体和所述保温结构与所述储热装置联接，另一端分别对外连接供能和耗能装置；所述相变储能单元与所述箱体相联并插入至所述储热装置中且采用模块化设计使其便于更换；模块化框架承载储能装置可以进行组合应用。

所述储能装置的入口管和出口管是根据储气还是储水的不同而变化的，当储存热气时，底部管口为进气管，顶部管口为供气管；当储存热水时，底部管口为供水管，顶部管口为进水管。

根据本发明背景技术中对现有技术所述，现有技术中的在现实应用中储能装置对运输道路条件和现场吊装条件要求高，运输途中、后续使用过程中一旦发生故障，只能整机维护或是返厂维修，运输成本和维护成本较高；而本发明提供的模块化框架承载储能装置通过所述储热装置和模块化设计的所述相变储能单元以及所述保温结构和所述箱体的结合，和外界的供热装置和耗热装置进行热能交换，达到热量的便捷存储和转移的目的，解决了现有技术中的难题。

另外，根据本发明公开的模块化框架承载储能装置还具有如下附加技术特征：

进一步地，所述模块化框架承载储能装置通过串联或并联的方式进行组合，适应不同的应用场合。

所述模块化框架承载储能装置不仅内部的所述相变储能单元采用标准化模块化设计，其自身也采用标准化模块化设计，如此可以根据安装场地的空间限制将其进行多种结构的组合，如串联或并联或陈列式结构，形成多种模块化框架承载储能装置组合结构以适应不通场合的应用。

进一步地，所述储热装置安装在所述箱体内部，所述箱体上预设有定位结构和连接结构，通过所述箱体上预留的定位结构和连接结构联接成满足应用需求的组合式储能装置。所述定位结构和所述连接结构的采用可以更加方便的使所述模块化框架承载储能装置进行连接和组合。

所述储热装置通过螺栓连接或焊接方式固定于其外侧的框架承载结构内，模块化框架承载储能装置可根据道路运输条件单独运输、吊装、维修或更换。

优选地，所述定位结构是定位销孔。

优选地，所述连接结构是螺栓联接结构。

进一步地，所述相变储能单元数量大于等于1，通过螺栓固定在所述储热装置里，采用模块化设计易于更换，所述相变储能单元根据温度需求的不同进行调整以适用于多种场合，可以打开所述储热装置上面覆盖的整体式所述保温结构拆卸并更换所述相变储能单元。

所述相变储能单元上设有温度传感器。热量使相变储能单元的相变储能材料发生相变，由固态变为液态，蓄热材料存储潜热。随后将一种模块化框架承载储能装置运输到用户处，为远程热能用户提供热水供应及供暖服务。运输到用户处后，进行放热和供热。冷水由该装置上部的进口管进入箱体内，水流自下而上流过相变储能单元区域。当相变储能材料达到相变温度时，相变蓄热材料由液态变为固态，将热量释放出来，在此过程中，将进入箱体内的冷水加热变为热水，热水由热水出水管和出水口排出。

所述出、入口管上有开关阀门，所述储热装置上设置有温度、压力传感器。

优选地，所述保温结构是保温层结构。

进一步地，所述保温层结构包括发泡保温材料，所述发泡保温材料构成所述保温层结构的主体。

进一步地，所述储热装置还包括温度表或压力表或压力安全阀或以上所述部件的组合，以通入气体或液体。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1 是一种模块化框架承载储能装置正视示意图。

图2是一种模块化框架承载储能装置俯视示意图。

图3是本发明构成“田”字形组合的示意图。

图4是本发明构成双“吕”字形组合的示意图。

图5是本发明构成“一”字形组合的示意图。

图6是本发明构成全承载结构组合示意图。

附图1中，1-箱体；2-保温结构；3-储热装置；4-相变储能单元；5-入口管；6-出口管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的发明构思如下，如技术背景所述，本发明提供的模块化框架承载储能装置通过所述储热装置和模块化设计的所述相变储能单元以及所述保温结构和所述箱体的结合，利用相变储能单元自身的物理特性，和外界的供热装置和耗热装置进行热能交换，达到热量的便捷存储和转移的目的，解决了现有技术中的难题。

下面将参照附图来描述本发明的模块化框架承载储能装置，其中图1 是一种模块化框架承载储能装置正视示意图；图2是一种模块化框架承载储能装置俯视示意图；图3是本发明构成“田”字形组合的示意图；图4是本发明构成双“吕”字形组合的示意图；图5是本发明构成实施例成“一”字形组合的示意图；图6是本发明构成全承载结构组合示意图。

根据本发明的实施例，如图1所示，本发明提供的一种模块化框架承载储能装置，包括箱体1、保温结构2、储热装置3、相变储能单元4、出口管5、入口管6，所述储热装置3安装在所述箱体1内，所述保温结构2安装在所述储热装置3外部和所述箱体1内表面之间，所述箱体1为带有若干数量的输出、输入接口的封闭结构，所述保温结构2可从箱体1中分离拆卸；所述入口管6和所述出口管5的一端通过所述箱体1和所述保温结构2与所述储热装置3联接，另一端分别对外连接供能和耗能装置；所述相变储能单元4与所述箱体1相联并插入至所述储热装置3中且采用模块化设计使其便于更换；模块化框架承载储能装置可以进行组合连接进行应用。

根据本发明的一些实施例，所述模块化框架承载储能装置通过串联或并联的方式进行组合，适应不同的应用场合。

根据本发明的一些实施例，所述储热装置3安装在所述箱体1内部，所述箱体1上预设有定位结构和连接结构，通过所述箱体1上预留的定位结构和连接结构联接成满足应用需求的组合式储能装置。

根据本发明的一个实施例，所述定位结构是定位销孔。

根据本发明的一个实施例，所述连接结构是螺栓联接结构。

根据本发明的一些实施例，所述相变储能单元4数量大于等于1，通过螺栓固定在所述储热装置3里，采用模块化设计易于更换，所述相变储能单元4根据温度需求的不同进行调整以适用于多种场合，可以打开储热装置3上面覆盖的整体式保温结构2拆卸并更换所述相变储能单元4。

根据本发明的一个实施例，所述保温结构2是保温层结构。

根据本发明的一些实施例，所述保温层结构包括发泡保温材料，所述发泡保温材料构成所述保温层结构的主体。

根据本发明的一些实施例，所述储热装置3还包括温度表或压力表或压力安全阀或以上所述部件的组合，以通入气体或液体。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种模块化框架承载储能装置，包括箱体、保温结构、储热装置、相变储能单元、出口管、入口管，其特征在于：

所述储热装置安装在所述箱体内，所述保温结构安装在所述储热装置外部和所述箱体内表面之间，所述箱体为带有若干数量的输出、输入接口的封闭结构，所述保温结构可从箱体中分离拆卸；所述入口管和所述出口管的一端通过所述箱体和所述保温结构与所述储热装置联接，另一端分别对外连接供能和耗能装置；所述储热装置安装在所述箱体内部，所述箱体上预设有定位结构和连接结构，通过所述箱体上预留的定位结构和连接结构联接成满足应用需求的组合式储能装置；所述相变储能单元与所述箱体相联并插入至所述储热装置中且采用模块化设计使其便于更换；模块化框架承载储能装置可以进行组合应用；所述相变储能单元数量大于等于1，通过螺栓固定在所述储热装置里，采用模块化设计易于更换，所述相变储能单元根据温度需求的不同进行调整以适用于多种场合，可以打开储热装置上面覆盖的整体式保温结构拆卸并更换所述相变储能单元。

2.根据权利要求1 所述的模块化框架承载储能装置，其特征在于，所述模块化框架承载储能装置通过串联或并联的方式进行组合，适应不同的应用场合。

3.根据权利要求1 所述的模块化框架承载储能装置，其特征在于，所述定位结构是定位销孔。

4.根据权利要求1 所述的模块化框架承载储能装置，其特征在于，所述连接结构是螺栓联接结构。

5.根据权利要求1 所述的模块化框架承载储能装置，其特征在于，所述保温结构是保温层结构。

6.根据权利要求5所述的模块化框架承载储能装置，其特征在于，所述保温层结构包括发泡保温材料，所述发泡保温材料构成所述保温层结构的主体。

7.根据权利要求1 所述的模块化框架承载储能装置，其特征在于，所述储热装置上还包括温度表或压力表或压力安全阀，以通入气体或液体。