CN212482217U - 相变高容储换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型相变高容储换器，属于太阳能热利用或储能电站领域。它是储热换热一体器，它是在绝热腔体中装入相变储热工质，在相变储热工质中埋入装有作功工质的换热器，装有导热工质的用毛细管群或盘管作成的导热器分布于相变工质中，当用太阳能或多余电加热导热工质而传热给相变工质使其熔化后，即以潜热形式储热于相变工质中，以备在无太阳时或无电时供给作功工质使用。有储热容量大、体积小、用材少和成本低等优点。

Description

相变高容储换器

技术领域

本实用新型属于中高温太阳能利用领域。

背景技术

太阳能光热利用优点很多，但其最大的缺点之一是其间歇性和不确定性，因此，无论是太阳热发电简称光热发电，或用太阳能供暖气或给工业供蒸汽，都需储热，现在的储热方式一般都是显热储存，高温储热多数用熔盐或导热油，也有用混凝土等固体储热的，这些显热储热方式用的材料非常多，体积庞大，费用很高，并且熔盐腐蚀性强，熔盐和导热油都易老化，用一定时间就要更换，并且温度太高时易分解变性。

实用新型内容

本实用新型技术要解决这些问题，就是要发明一种储热容量大、体积小、成本低、放热温度较高、潜热和显热储热并用的相变高容储换器。

本实用新型是用如下方案实现的

1、一种相变高容储换器，简称储换器，它包括储换腔、相变工质、导热器以及换热器，或者还包括产热器，其特殊之处在于：

A、所谓储换器是储热换热一体器的简称，在所述储换腔内，靠近腔壁附近，都是相变工质，在相变工质中分布有导热器，或者还分布有产热器，位于相变工质的靠近中间部分装有换热器，在换热器内装有作功工质，所述作功工质，是能够推动把热能变为机械能的机器而作功的介质，所谓工质是工作介质的简称；

a.所述储换器或是高温储换器，或是中温储换器，中温储换器的相变工质是锌；高温储换器的相变工质是铝；

b.所述导热器或是毛细管导热器或是盘管导热器，导热器内有导热工质；

c.所述换热器或是空腔换热器或是管道换热器，换热器的器壁由导热系数高的材料构成；换热器的器壁上固定连接着作功工质的进口管嘴和出口管嘴。

B、所述储换腔，或是由腔体和腔盖构成的空腔，或是由腔体和腔门构成的空腔，所述腔体和腔盖之间在工作状态时是密封的，所述腔体和腔门之间在工作状态时也是密封的；

C、所述储换腔内，除了储热和导热及换热所需器材之外，其余空间或是真空，或是低压气体，或是惰性气体，或是常压气体。

D、所述储换腔壁上固连有导热工质的进口和出口管嘴固定连接，简称固连；还有所述作功工质的进口管嘴和出口管嘴，作功工质在换热器壁和储换腔壁上的两个进口管嘴之间，和两个出口管嘴之间，都分别有管道连接通；

E、所述储换腔的腔壁即腔体和腔盖以及腔底，或腔门，或者用隔热材料全部包围，或者把整个储换器安置于全方位的保热腔中。

2、所述相变工质中分布的产热器是电产热器，所述储换腔壁上还固定连接有电产热器的两个接口。

3、所述高温储换器内导热工质的温度在658℃以上，所述中温储换器内的导热工质的温度在419.4℃以上。

4、所述装有作功工质的换热器或是带有导热翅片的或者不带导热翅片的。

5、所述隔热材料至少由两层组成，靠近储换腔壁的内层是反光层，外层是导热系数极小的材料。

附图说明

图1是带有电产热器和导热盘管的相变高容储换器的主剖视图

图2是图1的俯视图

图3是带有毛细管束和不带电产热器的相变高容储换器的主剖视图

图4是图3的俯视图

具体实施方式

在图1中，1是电产热器，它在储换腔内的相变工质中盘旋，2是导热工质的出口管，3是固定在储换腔壁的导热工质的出口管嘴，4是导热工质的进口管，5是进口管嘴，6是在换热器8中的作功工质，图示是气液共存体，7是电产热器的接口，它固定于储换腔壁，8是换热器，内充作功工质，它可以是蒸汽发生器，9是储换腔盖，10是相变工质的进口管嘴，11是作功工质喷气口，它经过管嘴13和16分别固定在储换腔9和换热器8的壁上， 12是充抽管嘴14的阀门，充抽管嘴是用于给储换腔中的空隙处，或充惰性气体或抽成真空，以防止相变工质氧化，15是相变工质的空隙处，它或是真空，或是惰性气体，16是固定在换热器8上的喷汽管11的管嘴，17是保热材料，若把储换器装入全方位保热腔中，则就不用保热材料，18是相变工质，高温相变工质是铝，中温相变工质是锌，利用铝和锌的溶解热而储热， 19是储换腔体和腔盖之间的密封接缝。20是储换腔体，21是固定在换热器上的作功工质进口管嘴，22是反光层材料，用于反射相变工质的热辐射线， 23是相变工质的出口管嘴，24是作功工质的固定在储换腔壁上的进口管嘴。

图2是图1的俯视图。凡是和图1中的编号相同者代表同一零部件。

在图3中，1是反光层材料，用于反射相变工质的热辐射线，2是保热材料体，3是储换腔体，4是储换腔体和腔盖之间的接缝，5是毛细管束，毛细管中有导热工质，6是换热器，也可以是蒸汽发生器，换热器内装有作功工质，7是相变工质的进口管嘴，8是充抽管嘴，它是给储换腔中的空隙中充入惰性气体，或者抽成真空，目的是避免相变工质氧化，9是充抽管的阀门，10是毛细管束中导热工质的进口管嘴，11是作功工质的出口管嘴，也可是喷汽管，12是储换腔的腔盖，13是作功工质，是气液混合体，14是导热翅片，15是保热层盖，16是相变工质，或者是铝，或者是锌，17是相变工质的出口管嘴，18是毛细管束中导热工质的出口管嘴。

图4是图3的俯视图，凡是和图3中的编号相同者代表同一零部件。

导热工质把相变工质加热后，相变工质由固体变为液体而吸收大量潜热储存，当导热工质因外界热源而停止供热时，相变工质因换热器中作功工质的温度较低而传热于换热器中，把潜热放完后自身变为固体。若有某种需要把电能变为热能而储存，则在储换器中要装电产热器。

本实用新型的优点为

1、本实用新型把相变储热工质和装有作功工质的换热器合为一体，使相变工质直接给作功工质加热，传热效率高。

2、本实用新型把毛细管束分布于相变工质中，毛细管很细，表面积相对较小，能承受高压，若用不锈钢制造，又能耐高温。

3、选择铝和锌作相变工质，优点很多，它们的导热系数高，当导热工质充入导热器中后，热量很快传遍全部相变工质而熔化。并且它们的潜热容量都较大，用料少而储存的热量多，节约储热成本。

Claims (5)

1.一种相变高容储换器，简称储换器，它包括储换腔、相变工质、导热器以及换热器，或者还包括产热器，其特征在于：

A、所谓储换器是储热换热一体器的简称，在所述储换腔内，靠近腔壁附近，都是相变工质，在相变工质中分布有导热器，或者还分布有产热器，位于相变工质的靠近中间部分装有换热器，在换热器内装有作功工质，所述作功工质，是能够推动把热能变为机械能的机器而作功的介质，所谓工质是工作介质的简称；

a.所述储换器或是高温储换器，或是中温储换器，中温储换器的相变工质是锌；高温储换器的相变工质是铝；

b.所述导热器或是毛细管导热器，或是盘管导热器，导热器内有导热工质；

c.所述换热器或是空腔换热器，或是管道换热器，换热器的器壁由导热系数高的材料构成；换热器的器壁上固定连接着作功工质的进口管嘴和出口管嘴；

B、所述储换腔，或是由腔体和腔盖构成的空腔，或是由腔体和腔门构成的空腔，所述腔体和腔盖之间在工作状态时是密封的，所述腔体和腔门之间在工作状态时也是密封的；

C、所述储换腔内，除了储热和导热及换热所需器材之外，其余空间或是真空，或是低压气体，或是惰性气体，或是常压气体；

D、所述储换腔壁上固连有导热工质的进口和出口管嘴，固定连接，简称固连；还有所述作功工质的进口管嘴和出口管嘴，作功工质在换热器壁和储换腔壁上的两个进口管嘴之间，和两个出口管嘴之间，都分别有管道连接通；

E、所述储换腔的腔壁即腔体和腔盖以及腔底，或腔门，或者用隔热材料全部包围，或者把整个储换器安置于全方位的保热腔中。

2.据权利要求1所述相变高容储换器，其特征在于：所述相变工质中分布的产热器是电产热器，所述储换腔壁上还固定连接有电产热器的两个接口。

3.据权利要求1所述相变高容储换器，其特征在于：所述高温储换器内导热工质的温度在658℃以上，所述中温储换器内的导热工质的温度在419.4℃以上。

4.据权利要求1所述相变高容储换器，其特征在于：所述装有作功工质的换热器或是带有导热翅片的，或者不带导热翅片的。

5.据权利要求1所述相变高容储换器，其特征在于：所述隔热材料，至少由两层组成，靠近储换腔壁的内层是反光层，外层是导热系数极小的材料。

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