CN219045818U - 一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，包括：储热装置、风机、太阳能吸热器、换热器，所述储热装置的出口与所述风机的进口连通，所述风机的出口与所述太阳能吸热器的进口连通，所述太阳能吸热器的出口与所述储热装置的进口连通，所述风机的出口与所述换热器的进口连通，所述换热器的出口与所述储热装置的进口连通。本实用新型提供一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统储热材料性能稳定，储热密度高，可提供500℃以上稳定热源，相变潜热高，工作温区宽，不存在低温堵塞管道问题。

Description

一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统

技术领域

本实用新型属于太阳能储能技术领域，具体地说，涉及一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统。

背景技术

2020年，“双碳”目标下，可再生能源开发得到前所未有的重视，在高比例不稳定的可再生能源消纳压力下，多省地方政府及电网公司提出集中式“新能源+储能”配套发展政策，2021年中央首次明确了储能是碳达峰、碳中和的关键支撑技术，储能技术对新能源大规模普及的价值充分体现并成共识，“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”推动储能市场与“风光”发电新能源市场繁荣共进。

目前，对于太阳能发电和发热技术中，现有储热装置大都采用熔融盐储热，熔融盐具有低蒸气压，低的粘度，具有良好的传热性能等优点。但其依然存在问题：一是由于熔融盐的不稳定性，高温容易发生热分解反应；二是熔融盐凝固点高，在低温时容易固化，容易堵塞管道，限制了使用的温度范围，并且粘性会随着温度的变化发生改变，增加了泵送功率；三是熔融盐对储存装置材料技术要较高，装置成本高。

为克服熔融盐存在的问题，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统储热材料性能稳定，储热密度高，可提供500℃以上稳定热源，相变潜热高，工作温区宽，不存在低温堵塞管道问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，包括：储热装置、风机、太阳能吸热器、换热器，所述储热装置的出口与所述风机的进口连通，所述风机的出口与所述太阳能吸热器的进口连通，所述太阳能吸热器的出口与所述储热装置的进口连通，所述风机的出口与所述换热器的进口连通，所述换热器的出口与所述储热装置的进口连通。

进一步的，所述储热装置为相变储热装置。

进一步的，所述储热装置为金属相变储热装置。

在一些可选的实施方式中，还包括供水装置，所述供水装置与所述换热器连通。

进一步的，所述供水装置包括水箱和给水泵，所述水箱通过所述给水泵与所述换热器连通。

在一些可选的实施方式中，所述换热器包括蒸汽出口，所述蒸汽出口与蒸汽输送管道连通。

在一些可选的实施方式中，还包括：

第一控制阀，所述第一控制阀设置在所述风机的出口与所述太阳能吸热器的进口之间；

第二控制阀，所述第二控制阀设置在所述风机的出口与所述换热器的进口之间。

进一步的，还包括：

第三控制阀，所述太阳能吸热器的出口与所述储热装置的进口之间设置有所述第三控制阀；

第四控制阀，所述换热器的出口与所述储热装置的进口之间设置有所述第四控制阀。

进一步的，所述储热装置的出口与所述风机的进口通过第一管道连通，所述风机的出口与第二管道的进口连通，所述第二管道的出口与第三管道的进口和第四管道的进口连通，所述第三管道的出口与所述太阳能吸热器的进口连通，所述第四管道的出口与所述换热器的进口连通，所述太阳能吸热器的出口与所述第五管道的进口连通，所述换热器的出口与所述第六管道的进口连通，所述第五管道的出口和所述第六管道的出口与所述第七管道的进口连通，所述第七管道的出口与所述储热装置的进口连通。

进一步的，所述第一控制阀设置在所述第三管道上，所述第三控制阀设置在所述第五管道上，所述第二控制阀设置在所述第四管道上，所述第四控制阀设置在所述第六管道上。

在一些可选的实施方式中，所述换热器为空气蒸汽发生器。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统储热材料性能稳定，储热密度高，可提供500℃以上稳定热源，相变潜热高，工作温区宽，不存在低温堵塞管道问题。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统的示意图。

图中：1、储热装置；2、风机；3、太阳能吸热器；4、换热器；5、供水装置；6、蒸汽输送管道；7、给水泵；

11、第一管道；12、第二管道；13、第三管道；14、第四管道；15、第五管道；16、第六管道；17、第七管道；

21、第一控制阀；22、第二控制阀；23、第三控制阀；24、第四控制阀。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等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。

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，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。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所示，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统包括：储热装置1、风机2、太阳能吸热器3、换热器4，储热装置1的出口与风机2的进口连通，风机2的出口与太阳能吸热器3的进口连通，太阳能吸热器3的出口与储热装置1的进口连通，风机2的出口与换热器4的进口连通，换热器4的出口与储热装置1的进口连通。

具体的，储热装置1、风机2、太阳能吸热器3形成一个通过管道连接的闭环回路，开启风机2，闭环回路中的空气开始循环流通，低温的空气被输送进入太阳能吸热器3，太阳能吸热器3用于利用太阳能对流经的低温空气进行加热处理，将低温的空气加热成高温的空气，太阳能吸热器3的出口与储热装置1的进口连通，高温的空气进入储热装置1，储热装置1吸收高温的空气中的热量，高温的空气冷却成为低温的空气，储热装置1的出口与风机2的进口连通，低温的空气经过储热装置1的出口，进入风机2的进口，低温的空气流出风机2后，流回太阳能吸热器3，完成一次储热循环。

当放热时，储热装置1、风机2、换热器4形成一个通过管道连接的闭环回路，开启风机2，闭环回路中的空气开始循环流通，储热装置1对闭环回路中的低温的空气进行加热，使之成为高温的空气，储热装置1的出口与风机2的进口连通，高温的空气经过储热装置1的出口，进入风机2的进口。高温的空气流出风机2后，高温的空气被输送进入换热器4，经过换热器4的高温的空气与水进行热交换，使得水生成蒸汽，高温的空气被换热降温后成为低温的空气，换热器4的出口与储热装置1的进口连通。低温的空气流回进入储热装置1，完成一次放热循环。

进一步的，储热装置1为相变储热装置。

更进一步的，储热装置1为金属相变储热装置。

采用上述实施方式，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统储热材料性能稳定，储热密度高，可提供500℃以上稳定热源，相变潜热高，工作温区宽，不存在低温堵塞管道问题。

在一些可选的实施方式中，如图1所示，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统的换热器4为空气蒸汽发生器。

在一些可选的实施方式中，如图1所示，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统还包括供水装置5，供水装置5与换热器4连通。供水装置5用于对换热器4供水。

进一步的，供水装置5包括水箱和给水泵7，水箱通过给水泵7与换热器4连通。水箱用于盛放水，给水泵7用于将水箱中的水抽出供水至换热器4。

在一些可选的实施方式中，如图1所示，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统的换热器4包括蒸汽出口，蒸汽出口与蒸汽输送管道6连通。蒸汽输送管道6将换热器4的蒸汽出口排出的蒸汽输送至需要蒸汽的地方。

在一些可选的实施方式中，如图1所示，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统还包括：

第一控制阀21，风机2的出口与太阳能吸热器3的进口之间设置有第一控制阀21；

第二控制阀22，风机2的出口与换热器4的进口之间设置有第二控制阀22。

第一控制阀21控制风机2的出口与太阳能吸热器3的进口之间的通和断。

第二控制阀22控制风机2的出口与换热器4的进口之间的通和断。

进一步的，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统还包括：

第三控制阀23，太阳能吸热器3的出口与储热装置1的进口之间设置有第三控制阀23；

第四控制阀24，换热器4的出口与储热装置1的进口之间设置有第四控制阀24。

第三控制阀23控制太阳能吸热器3的出口与储热装置1的进口之间的通和断。

第四控制阀24控制换热器4的出口与储热装置1的进口之间的通和断。

进一步的，如图1所示，本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统的储热装置1的出口与风机2的进口通过第一管道11连通，风机2的出口与第二管道12的进口连通，第二管道12的出口与第三管道13的进口和第四管道14的进口连通，第三管道13的出口与太阳能吸热器3的进口连通，第四管道14的出口与换热器4的进口连通，太阳能吸热器3的出口与第五管道15的进口连通，换热器4的出口与第六管道16的进口连通，第五管道15的出口和第六管道16的出口与第七管道17的进口连通，第七管道17的出口与储热装置1的进口连通。

进一步的，第一控制阀21设置在第三管道13上，第三控制阀23设置在第五管道15上，第二控制阀22设置在第四管道14上，第四控制阀24设置在第六管道16上。

以一个具体实施例阐述上述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，金属相变储热装置1的出口与风机2的进口通过第一管道11连通，风机2的出口与第二管道12的进口连通，第二管道12的出口与第三管道13的进口和第四管道14的进口连通，第三管道13的出口与太阳能吸热器3的进口连通，第一控制阀21设置在第三管道13上。第四管道14的出口与空气蒸汽发生器的进口连通，第二控制阀22设置在第四管道14上。太阳能吸热器3的出口与第五管道15的进口连通，第三控制阀23设置在第五管道15上，空气蒸汽发生器的出口与第六管道16的进口连通，第四控制阀24设置在第六管道16上。

第五管道15的出口和第六管道16的出口与第七管道17的进口连通，第七管道17的出口与金属相变储热装置的进口连通。

第一控制阀21，第三控制阀23，第二控制阀22，第四控制阀24均可以为机械阀，或者是电磁阀。

当需要储热时，关闭第二控制阀22，关闭第四控制阀24，开启第一控制阀21，开启第三控制阀23，金属相变储热装置、第一管道11、风机2、第二管道12、太阳能吸热器3、第三管道13、第五管道15、第七管道17形成一个通过管道连接的闭环回路，开启风机2，闭环回路中的空气开始循环流通，低温的空气被输送进入太阳能吸热器3，太阳能吸热器3用于利用太阳能对流经的低温空气进行加热处理，将低温的空气加热成高温的空气，太阳能吸热器3的出口与金属相变储热装置的进口连通，高温的空气进入金属相变储热装置，金属相变储热装置吸收高温的空气中的热量，高温的空气冷却成为低温的空气，金属相变储热装置的出口与风机2的进口连通，低温的空气经过金属相变储热装置的出口，进入风机2的进口。低温的空气流出风机2后，流回太阳能吸热器3，完成一次储热循环。

当需要放热时，开启第二控制阀22，开启第四控制阀24，关闭第一控制阀21，关闭第三控制阀23。金属相变储热装置、第一管道11、风机2、第二管道12、第四管道14、空气蒸汽发生器、第六管道16、第七管道17形成一个通过管道连接的闭环回路，开启风机2，闭环回路中的空气开始循环流通，金属相变储热装置对闭环回路中的低温的空气进行加热，使之成为高温的空气，金属相变储热装置的出口与风机2的进口连通，高温的空气经过金属相变储热装置的出口，进入风机2的进口。高温的空气流出风机2后，高温的空气被输送进入空气蒸汽发生器，经过空气蒸汽发生器的高温的空气与水进行热交换，使得水生成蒸汽，高温的空气被换热降温后成为低温的空气，空气蒸汽发生器的出口与金属相变储热装置的进口连通。低温的空气流回进入金属相变储热装置，完成一次放热循环。

可选的，可通过调节风机2流量，可以调节储热和放热负荷。

可选的，风机2可以为高温循环风机。

本实用新型提供的一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，该基于金属高温相变的太阳能储能控制系统储热材料性能稳定，储热密度高，可提供500℃以上稳定热源，相变潜热高，工作温区宽，不存在低温堵塞管道问题。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (11)

1.一种基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：包括：储热装置、风机、太阳能吸热器、换热器，所述储热装置的出口与所述风机的进口连通，所述风机的出口与所述太阳能吸热器的进口连通，所述太阳能吸热器的出口与所述储热装置的进口连通，所述风机的出口与所述换热器的进口连通，所述换热器的出口与所述储热装置的进口连通。

2.根据权利要求1所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述储热装置为相变储热装置。

3.根据权利要求2所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述储热装置为金属相变储热装置。

4.根据权利要求1所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：还包括供水装置，所述供水装置与所述换热器连通。

5.根据权利要求4所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述供水装置包括水箱和给水泵，所述水箱通过所述给水泵与所述换热器连通。

6.根据权利要求1所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述换热器包括蒸汽出口，所述蒸汽出口与蒸汽输送管道连通。

7.根据权利要求1所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：还包括：

第一控制阀，所述风机的出口与所述太阳能吸热器的进口之间设置有所述第一控制阀；

第二控制阀，所述风机的出口与所述换热器的进口之间设置有所述第二控制阀。

8.根据权利要求7所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：还包括：

第三控制阀，所述第三控制阀设置在所述太阳能吸热器的出口与所述储热装置的进口之间；

第四控制阀，所述第四控制阀设置在所述换热器的出口与所述储热装置的进口之间。

9.根据权利要求8所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述储热装置的出口与所述风机的进口通过第一管道连通，所述风机的出口与第二管道的进口连通，所述第二管道的出口与第三管道的进口和第四管道的进口连通，所述第三管道的出口与所述太阳能吸热器的进口连通，所述第四管道的出口与所述换热器的进口连通，所述太阳能吸热器的出口与第五管道的进口连通，所述换热器的出口与第六管道的进口连通，所述第五管道的出口和所述第六管道的出口与第七管道的进口连通，所述第七管道的出口与所述储热装置的进口连通。

10.根据权利要求9所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述第一控制阀设置在所述第三管道上，所述第三控制阀设置在所述第五管道上，所述第二控制阀设置在所述第四管道上，所述第四控制阀设置在所述第六管道上。

11.根据权利要求1所述的基于金属高温相变的太阳能储能控制系统，其特征在于：所述换热器为空气蒸汽发生器。

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