CN104359340A - 一种储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能装置技术领域，具体为一种装有相变储能材料的储能装置，其包括水箱和设置于水箱内部的储能体，所述储能体包括与水箱内壁固定连接的储能箱本体、相变材料注入管、相变材料泄出管以及垂直设置于储能箱本体内、使储能箱本体上下贯通的通水管，所述储能箱本体内填充有相变储能材料。本发明为一种填装有相变储能材料的蓄热装置，利用相变储能材料存储太阳能，将水温控制在一定范围内，不仅可满足供暖水温要求，又能降低供水温度，减少散热损失，提高集热器的集热效率，增大蓄热量，将此装置应用于太阳能地板辐射采暖系统结合联用，可取的较好的效果。

Description

一种储能装置

技术领域

本发明涉及储能装置技术领域，具体为一种装有相变储能材料的储能装置。

背景技术

我国是人口大国，70%的人口生活在农村，广大农村地区的能源消耗，对于我国的能源供求总量及其能源结构都有着重要的影响。由于农村居民的建筑特点，不适宜集中供暖，因此很多居民还是采用土制采暖炉采暖，燃煤达不到有效利用，且易发生一氧化碳中毒现象，随着北方农村地区广大人民群众生活水平的提高，人们对冬季采暖设备和方式有了更高的需求。

太阳能低温地板采暖系统是近几年得到广泛应用的一种新的建筑采暖方式。近十余年来，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统“solar combisystems”的工程应用有较快发展。北欧、中欧等主要国家如瑞典、奥地利、丹麦、挪威等国家其综合系统的应用比例已约占全部安装量的50%。在国内，随着建筑物供热能耗不断下降及太阳能热利用产品性能日益提高，太阳能供热采暖越来越受到人们的重视，相继建成了一些太阳能采暖示范项目，如：北京平谷新农村建设项目的新农村住宅、河北省唐山迁安市太阳能农村住宅、拉萨火车站等。

太阳能地板辐射采暖只需40-50℃低温热水在地下盘管内循环就可加热地板，舒适性好。在太阳能供暖系统中，蓄热是弥补太阳能不稳定和不连续性的较好手段，目前通用的蓄热方式是用水箱蓄热。在冬季，因水箱和管路散热等因素，水箱水温达到70℃以上后温升缓慢，热损较大，水温超过60℃又会加速地板盘管的老化，缩短使用寿命，而降低供水温度，一方面可以提高集热器的集热效率，在相同的太阳辐射强度下获得更大的热量，另一方面可以减少水箱和系统连接管路及其他部件的散热损失，提高太阳能的热保证率和利用率。

现有的相变储能设备结构比价复杂，造假高昂，使用不便。并且由于其复杂的结构，其整体的体积受到限制，不适合大型储能设备使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用相变储能材料存储太阳能的储能装置。

本发明采用如下技术方案：

一种储能装置，其包括水箱和设置于水箱内部的储能体，所述水箱包括水箱外壁、水箱内壁以及设置于水箱外壁和水箱内壁之间的保温夹层；

所述水箱侧壁上设置有用于与太阳能集热装置连接的太阳能进水口和太阳能回水口,以及用于与采暖装置连接的采暖出水口和采暖回水口；

所述储能体包括与水箱内壁固定连接的储能箱本体、相变材料注入管、相变材料泄出管以及垂直设置于储能箱本体内、使储能箱本体上下贯通的通水管，所述相变材料注入管设置于储能箱本体顶面，所述相变材料泄出管设置于储能箱本体底面，所述储能箱本体内填充有相变储能材料。

进一步的，所述的水箱顶面设置有排气口。

进一步的，所述的水箱底面设置有泄水口。

进一步的，所述的通水管采用紫铜管。

进一步的，所述的相变储能材料为石蜡或相变储能复合材料。

进一步的，所述的水箱和储能体均呈圆柱状。

本发明的积极效果如下：

本发明为一种填装有相变储能材料的蓄热装置，利用相变储能材料存储太阳能，将水温控制在一定范围内，不仅可满足供暖水温要求，又能降低供水温度，减少散热损失，提高集热器的集热效率，增大蓄热量，从而提高了太阳能保证率，将此装置应用于太阳能地板辐射采暖系统结合联用，可取的较好的效果。

相变储能材料整体填充到储能箱本体内，并且通过通水管使水箱内的水上下循环，整体结构简单，制作成本低，储能效果好。保温夹层能够有效地防止热量的损失。

相变材料注入管和相变材料泄出管的设置方便相变储能材料的填充和排放，方便装置的组装和材料的更换。

排气口的设置能够克服水箱中由于水的热胀冷缩导致的压力变化，并且能够将水箱中产生的蒸汽直接排出，避免水箱中憋压导致水循环不畅，排气口同时能够作为溢水管，结构简单，使用方便。

采用紫铜管作为储能体的贯通上下的通水管，在水箱内的水上下对流的过程中，能够保证相当的热传导效率，使储能体内的热能顺利释放。

圆柱形的水箱的容积相对较大，并且能够承受更高的水压。

附图说明

附图1为实施例1的结构示意图；

附图2为本发明实施例1的俯视结构示意图；

附图3为储能体的结构示意图；

附图4为实施例2的结构示意图。

在附图中：1水箱外壁、2水箱内壁、3保温夹层、4储能体、41储能箱本体、42通水管、43相变储能材料、5采暖出水口、6采暖回水口、7太阳能回水口、8太阳能进水口、9泄水口、10排气口、11相变材料注入管、12相变材料泄出管、13换热盘管、14双曲面太阳能集热器、15真空导热油管，16 二维追日系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

如附图1所示的一种储能装置，其包括一圆柱形的水箱和设置于水箱内部的圆柱形的储能体4。

所述水箱包括水箱外壁1、水箱内壁2以及设置于水箱外壁1和水箱内壁2之间的保温夹层3；所述水箱侧壁上设置有用于与太阳能集热装置连接的太阳能进水口8和太阳能回水口7,以及用于与采暖装置连接的采暖出水口5和采暖回水口6。所述的水箱顶面设置有排气口10、底面设置有泄水口9。

如附图2、3所示，所述储能体4包括与水箱内壁2固定连接的储能箱本体41、相变材料注入管11、相变材料泄出管12以及垂直设置于储能箱本体41内、使储能箱本体41上下贯通的通水管42，所述相变材料注入管11设置于储能箱本体41顶面，所述相变材料泄出管12设置于储能箱本体41底面，所述储能箱本体41内填充有相变储能材料43。

所述储能体4固定设置于水箱的中间，并且其侧壁与水箱内壁2无缝连接，将水箱分隔为上下两个腔体，并且通过通水管42使上下腔体连通，这样上下腔体的水必须经由通水管42进行对流，便于储能体4的热能完全的释放。由附图2所示，所述通水管42呈圆形分布，结构稳定，接触面积大。所述的通水管42采用紫铜管，紫铜管导热系数较高，能够保证储能体4与水箱的水进行快速的热交换。

所述的相变储能材料43为石蜡或相变储能复合材料。石蜡为常用的相变储能材料。所述的相变储能复合材料由软脂酸、肉豆蔻酸、石蜡组成，其组成中各物质按质量比表示为，软脂酸：肉豆蔻酸：石蜡=（5~7）:（3~5）: 2。其具体组成以及制备方法参见专利号为CN201210169219.5、名称为一种用于地板辐射采暖的太阳能相变储能复合材料的中国发明专利文献。

石蜡的导热性能较差，流动性差，储能箱本体41的顶面和底面都提供较大的导热面积，并且紫铜管导热效果好，使整个储能体4能够储蓄较多的能量并且能够顺利的释放。采用上述相变储能复合材料，能够改善整个储能体4的储能量。

实施例2

参见附图4，在实施例1的基础上，本实施例中，所述的太阳能集热装置为双曲面太阳能集热器14和设置于其上的真空导热油管15，所述水箱内还设置于水箱内的换热盘管13，所述换热盘管13的两端分别与太阳能进水口8和太阳能回水口7连接，所述真空导热油管15的两端分别与太阳能进水口8和太阳能回水口7连接。所述太阳能集热器14的支架上还设置有二维追日系统16。

太阳能集热器采用双曲抛物面弧形反光镜，能够大幅度提高采光量，同时采用二维追日控制系统，能够将太阳能集热器的集热效率增加至90%以上。通过真空导热油管进行热量的传递，传热效率高，冬季防止结冻爆管。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种储能装置，其特征在于：其包括水箱和设置于水箱内部的储能体（4），所述水箱包括水箱外壁（1）、水箱内壁（2）以及设置于水箱外壁（1）和水箱内壁（2）之间的保温夹层（3）；

所述水箱侧壁上设置有用于与太阳能集热装置连接的太阳能进水口（8）和太阳能回水口（7）以及用于与采暖装置连接的采暖出水口（5）和采暖回水口（6）；

所述储能体（4）包括与水箱内壁（2）固定连接的储能箱本体（41）、相变材料注入管（11）、相变材料泄出管（12）以及垂直设置于储能箱本体（41）内、使储能箱本体（41）上下贯通的通水管（42），所述相变材料注入管（11）设置于储能箱本体（41）顶面，所述相变材料泄出管（12）设置于储能箱本体（41）底面，所述储能箱本体（41）内填充有相变储能材料（43）。

2.根据权利要求1所述的一种储能装置，其特征在于：所述的水箱顶面设置有排气口（10）。

3.根据权利要求1所述的一种储能装置，其特征在于：所述的水箱底面设置有泄水口（9）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种储能装置，其特征在于：所述的通水管（42）采用紫铜管。

5.根据权利要求4所述的一种储能装置，其特征在于：所述的相变储能材料（43）为石蜡或相变储能复合材料。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种储能装置，其特征在于：所述的水箱和储能体（4）均呈圆柱状。