CN107062639A - 一种太阳能集热储能装置 - Google Patents

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丁式平
孙东东
何慧丽
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Abstract

本发明公开了一种太阳能集热储能装置，包括罐体、位于罐体内的储能介质、多个加热管、多个换热管、加热输入总管、加热输出总管、换热输入总管和换热输出总管；所述多个加热管之间是相互并联；所述多个换热管之间是相互并联，所述储能介质位于加热管和换热管周围，这样加热管内的加热介质携带的热能通过加热管传给储能介质，储能介质储存的热能通过与换热管内换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去；本发明结构简单、设计科学合理、储能与换热在一个罐体内进行，占地小，换热效率高，热损失小，加热均匀，充分利用储热介质的传热蓄热性质，可广泛应用于热能储能领域。

Description

一种太阳能集热储能装置
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体的说，涉及一种太阳能集热储能装置。
背景技术
太阳能是一种清洁可再生能源，在所有的可再生能源中，太阳能分布最广，获取最容易。但是太阳能受地理、昼夜和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，能流密度低，通常每平方米不到一千瓦，此外，能量随着时间和天气的变化呈现不稳定性和不连续性。为了保证太阳能利用稳定运行,就需要储热装置把太阳能储存起来,在太阳能不足时再释放出来,以满足生产和生活用能连续和稳定供应的需要。
因此，相关技术人员为了降低这些不利因素对实际生产的影响，设计了诸多用于太阳能热的储存与释放系统，但在实际使用过程中，无论是从释放热效果还是经济性上都不是很理想。因此，亟需一种经济性高、且能够实现稳定高效的储放太阳能热的系统方案。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种太阳能集热储能装置，经济性高、且能够实现稳定高效的储放太阳能热。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种太阳能集热储能装置，包括罐体、位于罐体内的储能介质、多个加热管、多个换热管、加热输入总管、加热输出总管、换热输入总管和换热输出总管；所述加热管内设有加热介质；所述的多个加热管均匀设置于罐体内部；所述多个加热管之间是相互并联；所述换热管内设有换热介质；所述的多个换热管均匀设置于罐体内部；所述多个换热管之间是相互并联；所述加热管与所述换热管相互交叉放置，加热介质和换热介质的流向是相反的；所述加热输入总管的入口、加热输出总管的出口、换热输入总管的入口和换热输出总管的出口分别设置在罐体上；所述储能介质位于加热管和换热管周围，这样加热管内的加热介质携带的热能通过加热管传给储能介质，储能介质储存的热能通过与换热管内换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去。
以上所述的多个加热管是一根根竖直放置的传热性较好的直管，其上端分别连接于加热输入总管，下端分别连接于加热输出总管。
以上所述的多个加热管是一根根竖直放置的传热性较好的U型管，其一端分别连接于加热输入总管，另一端分别连接于加热输出总管。
以上所述的的多个换热管是一根根竖直放置的传热性较好的直管，其上端分别连接于换热输出总管，下端分别连接于换热输入总管。
以上所述的多个换热管是一根根竖直放置的传热性较好的U型管，其一端端分别连接于换热输入总管，另一端分别连接于换热输出总管。
以上所述所述加热介质是传热性较好的熔盐、液体金属或者导热油。
以上所述换热介质是水。
以上所述储热介质是传热性和稳定性较好的熔盐，如硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠或者亚硝酸钾。
以上所述储热介质是传热性和稳定性较好的固体储热物，如硅酸盐、碳酸盐、水泥块或者砖块。
以上所述储热介质是固体储热物和熔盐的混合物，该混合物稳定性较好，不发生化学反应；固体储热物如花岗岩、颗粒沙石与熔盐均匀混合。
本发明的导热板的优点是：1. 本装置的内部设有多个并联的加热管，所有加热管均布的竖直放置在罐体内部，使储热介质更加均匀的受热，换热效率更高。 2 . 本装置的内部设有多个并联的换热管，所有换热管均布的竖直放置在罐体内部，能够均匀的吸收储热介质的热量，换热效率更高。3 .本装置采用热性能优良的固体储热物与熔盐的混合，降低储热介质成本，节约了能源。
附图说明
图1为本发明太阳能集热储能装置结构图。
图2为本发明太阳能集热储能装置内部的加热管和换热管链接框架图1。
图3为本发明太阳能集热储能装置内部的加热管和换热管链接框架图2。
图中：（1）罐体；（2）储能介质；（3）加热管；（4）换热管；（5）加热输入总管；（6）加热输出总管；（7）换热输入总管；（8）换热输出总管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示本发明太阳能集热储能装置，包括罐体（1）、位于罐体内的储能介质（2）、多个加热管（3）、多个换热管（4）、加热输入总管（5）、加热输出总管（6）、换热输入总管（7）和换热输出总管（8）；所述加热管（3）内设有加热介质；所述的多个加热管（3）均匀设置于罐体内部；所述多个加热管（3）之间是相互并联；所述换热管（4）内设有换热介质；所述的多个换热管（4）均匀设置于罐体内部；所述多个换热管（4）之间是相互并联；所述加热管（3）与所述换热管（4）相互交叉放置，加热介质和换热介质的流向是相反的；所述加热输入总管（5）的入口、加热输出总管（6）的出口、换热输入总管（7）的入口和换热输出总管（8）的出口分别设置在罐体（1）上；所述储能介质（2）位于加热管（3）和换热管（4）周围，这样加热管内的加热介质携带的热能通过加热管传给储能介质，储能介质储存的热能通过与换热管内换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去。
图2所示本发明太阳能集热储能装置内部的加热管和换热管链接框架图1，图中的多个加热管（3）是一根根竖直放置的传热性较好的直管，其上端分别连接于加热输入总管，下端分别连接于加热输出总管；多个换热管（4）是一根根竖直放置的传热性较好的直管，其上端分别连接于换热输出总管，下端分别连接于换热输入总管。
图3所示本发明太阳能集热储能装置内部的加热管和换热管链接框架图2中的多个加热管（3）是一根根竖直放置的传热性较好的U型管，其一端分别连接于加热输入总管，另一端分别连接于加热输出总管；多个换热管（4）是一根根竖直放置的传热性较好的U型管，其一端端分别连接于换热输入总管，另一端分别连接于换热输出总管。
本装置的使用包括储能阶段与换热阶段，储能阶段，高温加热介质通过加热输入总管进入罐体内的各个加热管，与罐体内部的固体储热物与熔盐的混合物进行热量交换，高温加热介质释放热量后经加热输出总管排出，固体储热物与熔盐的混合物吸收热量温度升高；换热阶段低温换热介质通过换热输入总管进入罐体内的各个换热器，与固体储热物与熔盐的混合物进行热量交换，低温换热介质吸收热量后由换热输出总管排出，固体储热物与熔盐的混合物的热量被交换走，加热管和换热管在罐体内部的均匀交错位置设置分布，有助于热量在罐体内部的均匀分布。
使用时，将该装置罐体通过位于四周的支架安装于指定位置，通过罐体上方的加料辅助装置将固体储热物与熔盐的混合物放入罐体内，在加热管内通入加热介质，如熔盐、液体金属或者导热油，加热介质释放热量到储热介质中，完成储能的整个过程，在需要用电使，将换热管内通入换热介质， 如水，换热介质吸收储能介质的热量并通过管道传递出去，完成储能换热的整个过程。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种太阳能集热储能装置，其特征在于，包括罐体（1）、位于罐体内的储能介质（2）、多个加热管（3）、多个换热管（4）、加热输入总管（5）、加热输出总管（6）、换热输入总管（7）和换热输出总管（8）；所述加热管（3）内设有加热介质；所述的多个加热管（3）均匀设置于罐体内部；所述多个加热管（3）之间是相互并联；所述换热管（4）内设有换热介质；所述的多个换热管（4）均匀设置于罐体内部；所述多个换热管（4）之间是相互并联；所述加热管（3）与所述换热管（4）相互交叉放置，加热介质和换热介质的流向是相反的；所述加热输入总管（5）的入口、加热输出总管（6）的出口、换热输入总管（7）的入口和换热输出总管（8）的出口分别设置在罐体（1）上；所述储能介质（2）位于加热管（3）和换热管（4）周围，这样加热管内的加热介质携带的热能通过加热管传给储能介质，储能介质储存的热能通过与换热管内换热介质进行热交换，经换热介质将热量输送出去。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述的多个加热管（3）是一根根竖直放置的传热性较好的直管，其上端分别连接于加热输入总管，下端分别连接于加热输出总管。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述的多个加热管（3）是一根根竖直放置的传热性较好的U型管，其一端分别连接于加热输入总管，另一端分别连接于加热输出总管。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述的的多个换热管（4）是一根根竖直放置的传热性较好的直管，其上端分别连接于换热输出总管，下端分别连接于换热输入总管。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述的多个换热管（4）是一根根竖直放置的传热性较好的U型管，其一端端分别连接于换热输入总管，另一端分别连接于换热输出总管。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述加热介质是传热性较好的熔盐、液体金属或者导热油。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述换热介质是水。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述储热介质（2）是传热性和稳定性较好的熔盐。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述储热介质（2）是传热性和稳定性较好的固体储热物。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能集热储能装置，其特征在于，所述储热介质（2）是固体储热物和熔盐的混合物。
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