CN110375572A - 一种基于相变材料的相变储能箱 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源和清洁能源供热技术，具体公开了一种基于相变材料的相变储能箱，包括箱体；所述箱体上端匹配设有密封箱盖，箱体内部设有五个相变材料腔，相邻的两个相变材料腔之间通过加热盘管接通，所述五个相变材料腔内部均填充有相变材料；所述箱体上端右侧接通热介质进出口，箱体下端左侧接通冷介质进出口；所述的基于相变材料的相变储能箱通过在相变储能箱内部设置相变材料，并将相变材料应用于蓄热供暖项目上，解决了蓄热体积过大的问题，使低谷电蓄热供暖锅炉房占地面积能大大缩小；另外，其还通过在箱体中设置盘曲的加热盘管，增大了加热盘管与相变材料的接触空间以及接触时间，大幅度提高了加热盘管中的介质与相变材料的热交换率。

Description

一种基于相变材料的相变储能箱
技术领域
本发明涉及新能源和清洁能源供热技术领域，具体是一种基于相变材料的相变储能箱。
背景技术
随着各地对煤锅炉采暖改造要求的日益增加，利用低谷电进行蓄热供热的方式被越来越多用在新建和改造的采暖项目上，低谷电价也使电锅炉蓄热的供暖运行费用低于燃气锅炉的供暖费用。
由于水在自然界中最易取得，且比热大，安全度高，现在蓄热多使用水进行蓄热，用水蓄热一般用常压水箱蓄热，水箱蓄热最高水温在90度左右，承压的蓄水罐蓄热温度可在120-150度，水箱放热完成后水温约在45-60度，水蓄热的温差越大，同体积的蓄热量也越大。
在晚间8小时的低谷电时段需要将白天10-16小时的用热量均要储存在蓄热水箱内，蓄热水箱的体积都会较大。比起直接供热的燃气锅炉房，蓄热电锅炉房的占地面积都会大很多。尤其在城市中心，对锅炉房的占地面积都会有要求，这样用水蓄热的方式就会有很大限制，有很多项目由于面积受限的原因，只能放弃电锅炉蓄热的方式。
针对上述背景技术中的问题，本发明旨在提供一种基于相变材料的相变储能箱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于相变材料的相变储能箱，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于相变材料的相变储能箱，其包括：箱体，所述箱体上端匹配设有密封箱盖；所述箱体内部设有五个相变材料腔，相邻的两个相变材料腔之间通过加热盘管接通，所述五个相变材料腔内部均填充有相变材料；所述箱体上端右侧接通热介质进出口，箱体下端左侧接通冷介质进出口。
作为本发明进一步的方案：所述箱体左侧、箱体右侧以及箱体底端均设有保温材料层。
作为本发明进一步的方案：所述箱体下端安装有支腿，支腿下端设有座垫。
作为本发明进一步的方案：所述相变材料分为有机相变材料与无机相变材料。
作为本发明进一步的方案：所述有机相变材料为A118型的有机相变材料。
作为本发明进一步的方案：所述无机相变材料为水合盐S89型无机相变材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
所述的基于相变材料的相变储能箱结构设计合理，实用性强，其能够通过在相变储能箱设置相变材料，并将相变材料应用于蓄热供暖项目上，能够解决蓄热体积过大的问题，使低谷电蓄热供暖锅炉房占地面积能大大缩小；
另外，其还通过在箱体中设置九曲回肠的加热盘管，增大了加热盘管与相变材料的接触空间以及接触时间，大幅度提高了加热盘管中的介质与相变材料的热交换率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本发明实施例的一种基于相变材料的相变储能箱的结构示意图。
图中：1-密封箱盖、2-保温材料层、3-箱体、4-相变材料腔、5-加热盘管、6-冷介质进出口、7-支腿、8-座垫、9-热介质进出口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例1中，一种基于相变材料的相变储能箱，其包括：箱体3，所述箱体3上端匹配设有密封箱盖1，密封箱盖1用于对箱体3内部起封盖作用；所述箱体3内部设有五个相变材料腔4，相邻的两个相变材料腔4之间通过加热盘管5接通，所述五个相变材料腔4内部均填充有相变材料；所述箱体3上端右侧接通热介质进出口9，箱体3下端左侧接通冷介质进出口6；
热介质从热介质进出口9进入箱体3内部，在箱体3内部，热介质在加热盘管5中流动，热介质在加热盘管5中流动的过程中，通过加热盘管5外侧填充的相变材料进行热交换，最后变成冷水从冷介质进出口6排出；
冷介质从冷介质进出口6进入箱体3内部，在箱体3内部，冷介质在加热盘管5中流动，冷介质在加热盘管5中流动的过程中，通过加热盘管5外侧填充的相变材料进行热交换，最后变成热水从热介质进出口9排出。
进一步地，为了提高箱体3内部的保温效果，所述箱体3左侧、箱体3右侧以及箱体3底端均设有保温材料层2。
进一步地，所述箱体3下端安装有支腿7，支腿7下端设有座垫8，座垫8提高了所述基于相变材料的相变储能箱放置时的稳定性。
进一步地，所述相变材料分为有机相变材料与无机相变材料。
具体地，所述有机相变材料为A118型的有机相变材料，其主要物理参数如下：
从以上参数可看出，A118型号的相变材料相变热焓和密度都较大，相变的温度也比较合适。如果同水蓄热做个比较，同样蓄热温度均为118度，放热后蓄热容器的最低温度按55度考虑；
则1m3水的储热量为：1000×4.2×(11座垫855)＝264600kJ
则1m3的相变材料储热量为：
1450×2.7×(11座垫855)+340×1450＝246645+493000＝739645kJ
1m3的有机相变材料储热量为1m3水出热量的739645/264600＝2.8倍
即储存同等热量情况下，有机相变材料的体积只是水蓄热体积的36％。
实施例2
进一步地，所述无机相变材料为水合盐S89型无机相变材料，其主要物理参数如下：
从以上参数可看出，S89型的相变材料密度较大，相变热焓中等，相变的温度比较合适。如果同水蓄热做个比较，同样蓄热温度为89度，放热后蓄热容器的最低温度按55度考虑；
则1m3水的储热量为：1000×4.2×(8热介质进出口955)＝142800kJ；
则1m3的相变材料储热量为：
1550×2.48×(8热介质进出口955)+151×1550＝130696+234050＝364746kJ；
1m3的相变材料储热量为1m3水出热量的364746/142800＝2.55倍；
即储存同等热量情况下，相变材料的体积只是水蓄热体积的39％。
本发明的原理是：
热介质从热介质进出口9进入箱体3内部，在箱体3内部，热介质在加热盘管5中流动，热介质在加热盘管5中流动的过程中，通过加热盘管5外侧填充的相变材料进行热交换，最后变成冷水从冷介质进出口6排出；
冷介质从冷介质进出口6进入箱体3内部，在箱体3内部，冷介质在加热盘管5中流动，冷介质在加热盘管5中流动的过程中，通过加热盘管5外侧填充的相变材料进行热交换，最后变成热水从热介质进出口9排出；
所述的基于相变材料的相变储能箱结构设计合理，实用性强，其能够通过在相变储能箱设置相变材料，并将相变材料应用于蓄热供暖项目上，能够解决蓄热体积过大的问题，使低谷电蓄热供暖锅炉房占地面积能大大缩小；
另外，其还通过在箱体3中设置九曲回肠的加热盘管5，增大了加热盘管5与相变材料的接触空间以及接触时间，大幅度提高了加热盘管5中的介质与相变材料的热交换率。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于相变材料的相变储能箱，其包括：箱体（3），其特征在于：所述箱体（3）上端匹配设有密封箱盖（1）；所述箱体（3）内部设有五个相变材料腔（4），相邻的两个相变材料腔（4）之间通过加热盘管（5）接通，所述五个相变材料腔（4）内部均填充有相变材料；所述箱体（3）上端右侧接通热介质进出口（9），箱体（3）下端左侧接通冷介质进出口（6）。
2.根据权利要求1所述的基于相变材料的相变储能箱，其特征在于：所述箱体（3）左侧、箱体（3）右侧以及箱体（3）底端均设有保温材料层（2）。
3.根据权利要求2所述的基于相变材料的相变储能箱，其特征在于：所述箱体（3）下端安装有支腿（7），支腿（7）下端设有座垫（8）。
4.根据权利要求1所述的基于相变材料的相变储能箱，其特征在于：所述相变材料分为有机相变材料与无机相变材料。
5.根据权利要求4所述的基于相变材料的相变储能箱，其特征在于：所述有机相变材料为A118型的有机相变材料。
6.根据权利要求4所述的基于相变材料的相变储能箱，其特征在于：所述无机相变材料为水合盐S89型无机相变材料。
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