CN106885486A - 一种新型相变储热式装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型相变储热式装置，包括储料容器(2)，所述的储料容器(2)内设有相变储热材料(5)和换热介质(3)，储料容器(2)侧壁上设有供换热介质(3)流通的进口管道(7)和出口管道(6)，所述的相变储热材料(5)与换热介质(3)直接接触且互不相溶，换热介质(3)的密度小于相变储热材料(5)的密度，进口管道(7)位于储料容器(2)下部，出口管道(6)位于储料容器(2)上部。与现有技术相比，本发明装置结构简单、内部无换热管路组件，换热效率高，便于维护，成本低廉，同时可利用谷电储热，运营成本低，适合大规模批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及相变材料储能技术领域，尤其是涉及一种新型相变储热式装置及方法。
背景技术
随着国民经济的增长和科技的快速发展，以及人们对绿色环保意识的加强，煤锅炉采暖的形式日益被相变储热材料相关的采暖设备所取代，其中相变储热材料具有储热密度大、体积小、换热效率高等优点。
相变储热技术是利用相变材料的潜热来实现热能的存储和利用，是缓解能量供求双方在时间、强度和空间上不匹配的有效方式。固-液相变材料因其潜热较大、体积变化小、价格低廉等优点而受到广泛关注，其中无机水合盐相变材料即属于重要的一类。然而，无机水合盐相变材料具有过冷度大、相分离、循环寿命短等缺点，限制了他们大规模商业应用；同时传统相变储热材料的储热装置内部所有换热组件或管道，结构复杂、成本较高、装置组装及维护困难。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、内部无换热管路组件，换热效率高的新型相变储热式装置及方法，该装置便于维护，可常压运行、成本低廉，同时可利用谷电储热，运营成本低，适合大规模批量生产。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种新型相变储热式装置，包括储料容器，所述的储料容器内设有相变储热材料和换热介质，储料容器侧壁上设有供换热介质流通的进口管道和出口管道，所述的相变储热材料与换热介质直接接触且互不相溶，换热介质的密度小于相变储热材料的密度，进口管道位于储料容器下部，出口管道位于储料容器上部。
所述的储料容器上设有通气管。
所述的储料容器上设有扰动机构。
所述的扰动机构包括机械搅拌机构、电磁扰动机构、超声波扰动机构、泵输运换热介质循环冲刷机构中的一种或几种组合。
所述的机械搅拌机构为叶片式搅拌机构，叶片为齿片式、推进式、螺带式、锚式、框式、布鲁马金式、弯叶或平直叶圆盘涡轮式中的一种或几种组合。
所述的储料容器下部设有电加热器件。
所述的储料容器外部设有保温层。
所述的换热介质包括白油和/或导热油。
所述的进口管道设有多处。
一种所述的新型相变储热式装置的使用方法，包括：换热介质从进口管道进入储料容器，与相变储热材料直接接触换热并向上运动，然后从出口管道流出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)结构简单、内部无换热管路组件，装置成本低，内部可选择性设有搅拌机，实现由相变储热材料和换热介质的直接换热，能够明显降低相变储热材料的过冷度及减小相分离，强化相变储热材料与换热介质的传热，提高了换热效率。
(2)储料容器上设有通气管，可常压运行。
(3)储料容器中设有扰动机构，延长换热时间，提高换热效果。
(4)换热介质包括白油和/或导热油，密度小，易于与相变储热材料分离，聚集在储料容器上部。
(5)进口管道设有多处，便于相变储热材料与换热介质充分换热。
(6)装置可选择性设有电加热器件，不需外部热源加热设备，即可利用谷电储热，降低了运营成本。
(7)便于维护，成本低廉，适合大规模批量生产，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1的装置结构示意图；
图2为实施例2的装置结构示意图；
附图标记：
1—通气管、2—储料容器、3—换热介质、4—保温层、5—相变储热材料、6—出口管道、7—进口管道、8—搅拌桨、9—电加热器件、10—搅拌机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，一种新型相变储热式装置，包括储料容器2、设置在储料容器2外部的保温层4、通气管1、相变储热材料5和换热介质3；储料容器2侧壁还设有进口管道7及出口管道6，换热介质3密度小于相变储热材料5的密度，使相变储热材料5在固态和液态时都处于储料容器2下部，在该装置充放热时，换热介质3循环冲刷相变储热材料5，实现两者之间的对流换热。
使用时，换热介质3从进口管道7进入储料容器2，与相变储热材料直接接触换热并向上运动，然后从出口管道6流出。
实施例2
如图2所示，本实施例中的热源热量可来自储料容器2内置的电加热器9，并通过搅拌机10的搅拌驱动换热介质3与相变材料5的相对流动都可实现两者之间的对流换热，储料容器2上安装有搅拌机10，搅拌机10带有搅拌桨8，加强换热效果。其余同实施例1。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型相变储热式装置，包括储料容器(2)，所述的储料容器(2)内设有相变储热材料(5)和换热介质(3)，储料容器(2)侧壁上设有供换热介质(3)流通的进口管道(7)和出口管道(6)，其特征在于，所述的相变储热材料(5)与换热介质(3)直接接触且互不相溶，换热介质(3)的密度小于相变储热材料(5)的密度，进口管道(7)位于储料容器(2)下部，出口管道(6)位于储料容器(2)上部。
2.根据权利要求1所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的储料容器(2)上设有通气管(1)。
3.根据权利要求1所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的储料容器(2)上设有扰动机构。
4.根据权利要求3所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的扰动机构包括机械搅拌机构、电磁扰动机构、超声波扰动机构、泵输运换热介质循环冲刷机构中的一种或几种组合。
5.根据权利要求4所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的机械搅拌机构为叶片式搅拌机构，叶片为齿片式、推进式、螺带式、锚式、框式、布鲁马金式、弯叶或平直叶圆盘涡轮式中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的储料容器(2)下部设有电加热器件(9)。
7.根据权利要求1所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的储料容器(2)外部设有保温层(4)。
8.根据权利要求1所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的换热介质(3)包括白油和/或导热油。
9.根据权利要求1所述的一种新型相变储热式装置，其特征在于，所述的进口管道(7)设有多处。
10.一种如权利要求1～9任一所述的新型相变储热式装置的使用方法，其特征在于，包括：换热介质(3)从进口管道(7)进入储料容器(2)，与相变储热材料直接接触换热并向上运动，然后从出口管道(6)流出。
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