[实用新型]整体凝固式相变材料储热装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种能源储存和有效利用技术领域，特别涉及一种利用相变材料(PCM)储热的设备。

(二)背景技术

相变潜热储热作为一种可以有效缓解峰谷电负荷，提高能源利用效率的技术，在国外发达国家得到普遍应用。自1994年我国开始推行峰谷分时电价政策以来，相变储热技术在民用和工业领域的研究应用已经取得了长足的进步。随着国家节能减排战略的实施，储热技术的应用前景十分广阔。

相变储热材料的种类很多，按材料的化学组成来分，可分为无机相变材料和有机相变材料两类。无机相变材料包括水，结晶水合盐、熔融盐等。有机相变材料如糖类，有机酸等。但这些相变物质相变过程中一般都存在过冷的问题，即当材料温度低于相变温度一定值时才会发生相变吸收或放出热量，这样会使能源利用效率下降。许多研究者用各种方法来降低溶液的过冷度，有报道了采用高频率超声波照射以减少相变过冷度，但该法能耗大工业应用成本高；也有报道了在相变材料中加入固体成核剂如AgI、硼砂等来减少相变过冷度，但该法的缺点是固体物质在溶液中将会沉淀，从而起不到相应的效果。

(三)发明内容

本实用新型所要解决现有相变储热设备在相变过程过冷度大、相变速度慢的技术问题，提供一种在相变过程过冷度小、相变速度快的整体凝固式相变材料储热装置，从而提高能源利用率。

本实用新型所述的整体凝固式相变材料储热装置，包括储热灌，储热罐内装有传热管，传热管内装有传热流体，传热管的进出口与外部连通，传热管与储热罐壳体间充填有相变材料，其特征在于：储热罐连接有振动源。

进一步，振动源的振动频率为10～300Hz。

所述的储热罐内设置的传热管通过支架或封头与储热罐连接，以把振动传递给传热管。

所述的相变材料为水或水溶液或无机盐或有机物。所述的传热流体为水或水溶液或导热油。

储热罐整体与基座采用地脚螺栓弹性连接。

采用相变温度为-30～45℃的低温相变材料时，储热罐和传热管材料为聚乙烯或金属，采用相变温度为60℃以上高温相变材料时，储热罐和传热管材料为金属。

振动器的振动电机频率为10～300Hz，一般以工频为主，可以根据需要采用调频器调节，一般储热罐在1m³以下振动电机功率可采用0.5-1kW，1-3m³储热罐电机功率可采用0.5-3kW，3m³以上储热罐电机功率可采用3kW以上。振动器的工作时间可根据相变所需时间的时间设定。

在振动源的作用下，储热罐带动传热管振动，使得相变材料与传热壁面的传热得到了加强，减少过冷度，从而促进了储热罐内相变材料的相变速度。

所述的振动源与储热罐采用刚性连接，振动器可以设置在储热罐底部，也可设置在储热罐其他部位与罐体连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：采用本实用新型所采用的技术，能减少储热过程相变过冷度，加快相变时间20～30％，提高能源利用率约10～20％，从而节省了运行成本。

(四)附图说明

图1本实用新型的一个实施例的结构示意图，

图2是本实用新型另一个实施例的结构示意图，

(五)具体实施方式

实施例一

参照图1，其中：1储热罐支承架；2传热流体进口；3储热室底板；4传热流体盘管；5传热流体出口；6相变储热材料进口；7盘管支撑板；8相变储热材料排出口；9振动电机。

本实用新型所述的整体凝固式相变材料储热装置，包括设置在储热罐支承架1上的储热灌，储热罐内装有盘管4作为传热管，传热管内装有传热流体，传热管的进口2、出口5与外部连通，传热管与储热罐壳体间充填有相变材料，储热室底封板3、相变储热材料进口6、相变储热材料排出口8、盘管支撑板7，储热罐上装有振动电机9作为振动源。

振动电机9的振动频率为10～300Hz。

所述的储热罐内设置的盘管4通过支架或封头与储热罐连接，以把振动传递给盘管。

所述的相变材料为水或水溶液或无机盐或有机物。所述的传热流体为水或水溶液或导热油。

储热罐整体与基座采用地脚螺栓弹性连接。

采用相变温度为-30～45℃的低温相变材料时，储热罐和传热管材料为聚乙烯或金属，采用相变温度为60℃以上高温相变材料时，储热罐和传热管材料为金属。