CN207797435U - 泥浆式蓄能装置及蓄能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种泥浆式蓄能装置及蓄能设备，设置于土地内，涉及新能源装置的技术领域，土地内设置有一个容置空间，沿着容置空间的内壁由外向内依次设置有绝热层、反射膜层及蓄热层，反射膜层分别与绝热层和蓄热层连接，蓄热层设置为多层，且多层蓄热层沿着地表至容置空间的底部依次设置；蓄热层包括卵石泥浆和用于流通介质的管道，卵石泥浆包覆于管道的外壁；管道的两端分别与外部连通；管道内的介质用于吸收蓄热层存储的热量并储存于介质内。绝热层用于阻隔蓄热层与溶质空间底部的对流传热。卵石泥浆蓄热能力较好，且热量不易散失。因此，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置蓄热能力较好，不容易散失热量，蓄热效率较高。

Description

泥浆式蓄能装置及蓄能设备

技术领域

本实用新型涉及新能源装置的技术领域，尤其是涉及一种泥浆式蓄能装置及蓄能设备。

背景技术

现有煤炭等资源紧张，人们越来越倾向于研发和使用清洁能源，如太阳能、风能、地热能等。由于地热能由于受地理位置等局限较小，得到越来越多的关注。

现有技术中地热能的开发主要将换热管直接插置于地表层或平铺于地表层，换热管内流通有换热介质，如水等，地表吸收太阳热并将热量储存于地标内，换热管内介质吸收周围地表的部分热量后从换热管的另一端流出。

由于地表散热较快，因此，现有的地热能蓄热装置中吸收热量较少，蓄热能力较弱、蓄热效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种泥浆式蓄能装置及蓄能设备，以缓解现有技术中，由于地表散热较快，造成现有的地热能蓄热装置中吸收热量较少，蓄热能力较弱、蓄热效率较低技术问题。

本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，设置于土地内，所述土地内设置有一个容置空间，沿着所述容置空间的内壁由外向内依次设置有绝热层、反射膜层及蓄热层，所述反射膜层分别与所述绝热层和所述蓄热层连接，所述蓄热层设置为多层，且多层所述蓄热层沿着地表至容置空间的底部依次设置；

所述蓄热层包括卵石泥浆和用于流通介质的管道，所述卵石泥浆包覆于所述管道的外壁；所述管道的两端分别与外部连通；所述管道内的介质用于吸收蓄热层存储的热量并储存于介质内。

进一步地，所述管道包括进液口和出液口；每个所述管道的进液口均与外部总进液管连接，每个所述管道的出液口均与外部总出液管连接。

进一步地，所述总进液管和/或总出液管均与外部泵连接。

进一步地，所述管道盘设于所述蓄热层内；所述管道的间距的范围为150-300mm；每层所述蓄热层的高度范围为40-60cm。

进一步地，所述管道的材料为聚乙烯。

进一步地，所述管道的底部设置有用于固定所述管道的固定件。

进一步地，靠近地表的所述蓄热层的顶部设置有保温层。

进一步地，所述蓄热层至少为5层。

进一步地，靠近地表的所述蓄热层的顶部设置有吸热层。

本实用新型还提供了一种蓄能设备，包括如上所述的泥浆式蓄能装置。

本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，设置于土地内，所述土地内设置有一个容置空间，沿着所述容置空间的内壁由外向内依次设置有绝热层、反射膜层及蓄热层，所述反射膜层分别与所述绝热层和所述蓄热层连接，所述蓄热层设置为多层，且多层所述蓄热层沿着地表至容置空间的底部依次设置；所述蓄热层包括卵石泥浆和用于流通介质的管道，所述卵石泥浆包覆于所述管道的外壁；所述管道的两端分别与外部连通；所述管道内的介质用于吸收蓄热层存储的热量并储存于介质内。上述绝热层用于阻隔蓄热层与溶质空间底部的对流传热，使蓄热层继续的热量不易散失。反射膜用于增强蓄热层内的辐射传热，使热传递更好，有利于蓄热下层的蓄热。同时，蓄热层设置为多层，有利于设置多层管道，使管道内的介质进行更多的热量交换。卵石泥浆蓄热能力较好，且热量不易散失。因此，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，相对于现有的地热能蓄热装置，蓄热层的蓄热能力较好，且不容易散失热量，蓄热效率较高。因此，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，缓解了现有技术中，由于地表散热较快，造成现有的地热能蓄热装置中吸收热量较少，蓄热能力较弱、蓄热效率较低技术问题。

本实用新型提供的一种蓄能设备，包括如上所述的泥浆式蓄能装置。本实用新型提供的蓄能装置产生的有益效果与本实用新型的泥浆式蓄能装置产生的有益效果基本相同，因此这里不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的泥浆式蓄能装置截面的示意图；

图3为本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的蓄热层的示意图；

图4为本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的设置有总进液管和总出液管的示意图。

图标：1-土地；2-绝热层；3-反射膜层；4-蓄热层；41-卵石泥浆；42-管道；421-进液口；422-出液口；5-总进液管；6-总出液管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，设置于土地1内，土地1内设置有一个容置空间，沿着容置空间的内壁由外向内依次设置有绝热层2、反射膜层3及蓄热层4，反射膜层3分别与绝热层2和蓄热层4连接，蓄热层4设置为多层，且多层蓄热层4沿着地表至容置空间的底部依次设置；蓄热层4包括卵石泥浆41和用于流通介质的管道42，卵石泥浆41包覆于管道42的外壁；管道42的两端分别与外部连通；管道42内的介质用于吸收蓄热层4存储的热量并储存于介质内。

本实用新型提供的泥浆式蓄能装置充分利用地热能使管道42内的介质的温度上升。一般来说，热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本方式。上述绝热层2用于阻隔蓄热层4与溶质空间底部的对流传热，使蓄热层4积蓄的热量不易散失。反射膜层3用于增强蓄热层4内的辐射传热，以增强上部的蓄热层4和下部的蓄热层4之间的辐射传热，使热传递效果更好，反射膜层3的设置有利于位于底部的蓄热层4的蓄热。同时，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置中，蓄热层4设置为多层，上述设置有利于设置分别在蓄热层4中设置管道42，以使本实用新型提供的泥浆式蓄能装置可以设置多层管道42，以使泥浆式蓄能装置能够进入较多的介质，使管道42内的介质进行更多的热量交换，以增强泥浆式蓄能装置的蓄热效率。由于卵石、泥浆的热熔较高，因此本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的蓄热能力较好，且热量不易散失。

因此，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，相对于现有的地热能蓄热装置，蓄热层4的蓄热能力较好，且不容易散失热量，蓄热效率较高。因此，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，缓解了现有技术中，由于地表散热较快，造成现有的地热能蓄热装置中吸收热量较少，蓄热能力较弱、蓄热效率较低技术问题。同时，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，蓄能池的结构简单，蓄热所用的材料，如卵石泥浆41等材料易于获取、成本低，因此施工成本较小。同时，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，不受地形等限制，使用范围较广。

具体地，在工程操作中有如下几个步骤：一、根据地势开挖一个水平的空地，在地面上依次铺设绝热层2、反射膜层3；二、在反射膜层3上铺设管道42，管道42可以盘设于反射膜层3上，且管道42之间设置一定的距离，同时，在敷设管道42时预留管道42的进液口421和出液口422；三、在敷设的管道42上浇筑卵石泥浆41，卵石泥浆41由卵石、泥浆预先混合而成，浇筑完成后找平卵石泥浆41；四、继续上述步骤，如铺设管道42，浇筑卵石泥浆41，至少铺设大约5层蓄热层4。

上述管道42可以用耐高温的聚乙烯管道42。聚乙烯管道42具有良好的抗冲击性能，能够避免地面压力对管道42的破坏。同时，管道42在高温和低温下有较好的坑冲击能力。聚乙烯管道42广泛应用于地下水管道42，价格较低廉。聚乙烯管道42传热性能较好，聚乙烯管道42应用在本实用新型提供的泥浆式蓄能装置中，其内部的介质与管道42外部的卵石能够较好地热量传递。

如图3所示，在敷设管道42时，管道42可以盘设于所述蓄热层4内，以使每层蓄热层4内可以敷设较多的管道42，以增加每层蓄热层4内的换热介质，以提高泥浆式蓄能装置的换热效率。

在敷设管道42时，要留有足量的和管间距，使管道42间留有足够的卵石泥浆41的浇筑空间，以使卵石泥浆41吸收足够的热量，已以使管内介质与管道42外的卵石泥浆41进行热量交换。上述管间距的范围可以为150-300mm；优选地，可以依照200mm的间距进行铺设。

是上述在用卵石泥浆41浇筑管道42时，可以根据管道42的直径大小确顶蓄热层4的厚度，卵石泥浆41摸过管道42的顶端。

同时，如图4所示，在敷设每层的管道42时，与口处管道42的进液口421和出液口422。每层管道42的进液后和出液口422应在同一直线上。每个管道42的进液口421均与外部总进液管5连接，每个管道42的出液口422均与外部总出液管6连接。上述设置，以使总出液管6内的介质的温度恒定。

上述工程施工中，泥浆式蓄能装置受地形限制小，且施工难度小,适用范围广；卵石，泥浆成本低，且质地坚固，使用寿命长；蓄热层4至少为5层，管道42分层排布，吸收热量效率高。

上述反射膜层3可以由真空镀铝膜、聚酯膜、玻璃纤维复合加工而成，上述磁疗价格低廉。反射膜层3敷设于泥浆式蓄能装置中的底部和四周，且与绝热层2和蓄热层4连接。反射膜层3用于防止热量从地下散失，从而有效的提高热量反射和辐射能力，以确保蓄热层4温度的恒定。

反射膜层3可以设置有多层反射膜，以保证反射膜层3的辐射传热能力。

上述绝热层2设置可以为聚苯乙烯泡沫塑料板，聚苯乙烯泡沫塑料板具有很好的隔热性能，且加工供方便，价格低廉。聚苯乙烯泡沫塑料板可以设置于泥浆式蓄能装置中的底部和四周，与周围的土地1贴合。绝热层2的设置用于防止热量向地下和土地1周围散失，以增强蓄热层4的保温性能。

上述绝热层2可以设置多层聚苯乙烯泡沫塑料板，以增强本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的绝热性能。

需要说明的是，绝热层2还可以设置为其它材料。例如聚苯板、挤塑板、发泡水泥，只有使能够实现防止热量向地下和土地1周围散失的材料都可以使用。

进一步地，总进液管5和/或总出液管6均与外部泵连接。上述泵用于从多层蓄热层4内的管道42防水和抽水。因为管道42盘设于蓄热内，因此内衬的管道42内均有一定的压力，需要外部动力设备使介质，如水等，均匀注于每层的管道42内。

本实用新型提供的泥浆式蓄能装置还可以包括控制器，用于控制泵，以控制每层管道42的抽水量和放水量，以控制管道42内的介质在蓄热层4的停留时间。

在敷设管道42时，管道42的底部可以设置有用于固定管道42的固定件。上述设置是由于：当泥浆式蓄能装置敷设于室外，当外部的环境较热或较冷，变化较大时，卵石泥浆41由于受外界条件的影响，容易出现开裂等。此时，位于卵石泥浆41内的管道42容易产生位移，而产生拉伸破坏。因此，在管道42的底部设置有用于固定管道42的固定件，以避免管道42收到卵石泥浆41的开裂产生位移，导致管道42的拉伸破坏，使管道42开裂等影响。

在管道42的底部设置有用于固定管道42的固定件同时可以固定管道42，使在浇筑卵石泥浆41时，管道42不易晃动。当外部的环境较热或较冷时，管道42由于热胀冷缩而产生自身的变形，设置固定件有利于固定管道42的形状，以避免管道42由于自身变形而出现裂缝。

上述固定件可以为卡箍、挂到固定网等。卡箍卡设管道42后，卡箍的两端可以与下部的卵石泥浆41固定。

靠近地表的蓄热层4的顶部设置有保温层。以防止当外部的环境骤降时，对管道42的破坏。当外部的环境骤降时，可以在靠近地表的蓄热层4的顶部敷设保温层。保温层的材料可以为聚氨酯泡沫最好，挤塑板、苯板等。

靠近地表的蓄热层4的顶部可以设置有吸热层，以增强蓄热层4的蓄热。例如，在最顶层的蓄热层4的顶部敷设吸热层.上述吸热层可以为紫外线膜等。

本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的换能量计算方法为：土体空间的内部长宽高分别为a、b、c，有效容积率为η^L1^L，蓄能介质比热容为c^L1^L、密度为ρ^L1^L,蓄能池的完善度为FOM,蓄能池蓄能完成后的温度为t^L1^L，蓄能池释能后的温度为t^L2^L，因此，蓄能池的蓄能量Q可以表示为:

Q＝C^L1^L×a×b×c×FOM×ρ^L1^L(t^L1^L-t^L2^L)η^L1^L

通过上述蓄能池换能量计算方法，可以计算出本实用新型提供的泥浆式蓄能装置的换能量。

综上所述，本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，设置于土地1内，土地1内设置有一个容置空间，形成蓄热池。沿着容置空间的内壁由外向内依次设置有绝热层2、反射膜层3及蓄热层4，反射膜层3分别与绝热层2和蓄热层4连接。蓄热层4可以设置为多层，且多层蓄热层4沿着地表至容置空间的底部依次设置。设置蓄热层4是，首先在反射膜层3上铺设管道42，在敷设管道42时预留管道42的进液口421和出液口422；然后在敷设的管道42上浇筑卵石泥浆41，继续上述步骤，以进行多层蓄热层4的敷设。卵石泥浆41包覆于管道42的外壁；管道42内流通有用于吸收蓄热层4内温度。本实用新型提供的泥浆式蓄能装置，通过介质吸收蓄热层4存储的热量并储存于介质内，同时，在出蓄热层4后将热量释放。本实用新型提供的泥浆式蓄能装置可以达到以下效果：一、泥浆式蓄能装置简单，蓄热材料易于获取、廉价，施工难度小，适用范围广；二、卵石泥浆41的能热容量大，成本低，且泥浆式蓄能装置蓄热效率高。

本实用新型还提供了一种蓄能设备，包括如上所述的泥浆式蓄能装置。本实用新型提供的蓄能装置产生的有益效果与本实用新型的泥浆式蓄能装置产生的有益效果基本相同，因此这里不再赘述。

上述蓄能设备还可以包括换热器，蓄水池等装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种泥浆式蓄能装置，设置于土地内，其特征在于，所述土地内设置有一个容置空间，沿着所述容置空间的内壁由外向内依次设置有绝热层、反射膜层及蓄热层，所述反射膜层分别与所述绝热层和所述蓄热层连接，所述蓄热层设置为多层，且多层所述蓄热层沿着地表至容置空间的底部依次设置；

所述蓄热层包括卵石泥浆和用于流通介质的管道，所述卵石泥浆包覆于所述管道的外壁；所述管道的两端分别与外部连通；所述管道内的介质用于吸收蓄热层存储的热量并储存于介质内。

2.根据权利要求1所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，所述管道包括进液口和出液口；每个所述管道的进液口均与外部总进液管连接，每个所述管道的出液口均与外部总出液管连接。

3.根据权利要求2所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，所述总进液管和/或总出液管均与外部泵连接。

4.根据权利要求1所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，所述管道盘设于所述蓄热层内；所述管道的间距的范围为150-300mm；每层所述蓄热层的高度范围为40-60cm。

5.根据权利要求4所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，所述管道的材料为聚乙烯。

6.根据权利要求1所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，所述管道的底部设置有用于固定所述管道的固定件。

7.根据权利要求1所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，靠近地表的所述蓄热层的顶部设置有保温层。

8.根据权利要求1所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，所述蓄热层至少为5层。

9.根据权利要求1所述的泥浆式蓄能装置，其特征在于，靠近地表的所述蓄热层的顶部设置有吸热层。

10.一种蓄能设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的泥浆式蓄能装置。