[发明专利]一种相变储热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变储热系统，尤其涉及一种热量利用效率高、安装便捷的相变储热系统。 

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的基础，随着全球工业的迅猛发展，全球化石燃料不断减少，能源短缺和环境污染问题已经成为世界各国面临的共同问题，因此，提高能源利用效率、节能减排和开发可再生能源成为当前人类面临的重要课题。 

储热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，在太阳能热利用、电力移峰填谷、工业废热的回收以及民用和军事等领域具有广阔的应用前景。储热方法一般有两种，一种是显热储热方式，利用物体温度上升储存热量，另一种是潜热储能、即相变储热，利用物相的变化从环境中吸收热量、或释放热量，从而得到能力储存或释放的目的，而且相变储热还可以与太阳能等新能源结合使用。 

在多种储热技术中，固-液相变储热具有储热密度大、储热过程近似恒温、体积变化小、过程易控制等优点，因此，利用相变材料（Phase Change Material，即PCM）进行潜热储能的研究受到了世界上多个国家的重视。 

相变储热材料是实现潜热储能的核心，因此，也称为相变储热技术的研究重点，例如专利CN100334179C中公开的太阳能热水器相变储热材料、专利CN101818292A中公开的高温相变储热材料、专利CN101255331A中公开的复合相变储热材料等。 

相变储热材料必须置于相应的设备（即储热设备）中才能发挥其储能的作用，而储热设备的设计应当使热量利用效率发挥至最大，并且还需要满足安装简便的要求，此外，相变储热材料设计固-液相的转变，还必须解决相变过程中液相泄露的问题，专利CN101967857A中公开了一种相变储热板，以秸秆为基材、无水硫酸钠为相变材料、水玻璃进行封装，制备的储热板可用于墙体材料，但是使用受到很大的限制；专利CN201129952Y中公开了一种球式相变储热装置，通过振动的方式解决相变过程中固体沉降的问题。但是上述专利公开的储热设备，热量利用效率低下，安装使用不便；并且，现有相变储热设备无法满足不同用户环境对热负荷的需要，即无法实现储热容量的按需分配。 

发明内容

本发明所要解决的是现有相变储热设备热力利用效率低下、安装使用不便的问题、以及储热容量无法按需配置的问题。 

本发明的目的是提供一种相变储热系统。 

本发明所述的相变储热系统，包括至少一个相变储热单元、和热媒输送管道，所述至少一个相变储热单元并联在热媒输送管道上，其中，热媒输送管道包括热媒输入管道和热媒输出管道。所述换热器包括进口和出口，所述换热器的进口连通热媒输入管道，所述相变储热单元的出口连通热媒输出管道上。 

所述相变储热单元包括容器、置于所述容器内的至少一个换热器，在所述换热器与容器之间填充有相变储热材料。 

所述相变储热系统还包括保温层，所述相变储热单元位于所述保温层内。 

其中，所述容器可以是柱形或L形，如圆柱形、椭圆柱形、或棱柱形，如四棱柱、六棱柱、三棱柱等，本发明中容器截面形状优选为圆形、椭圆形、或多边形，或其它任意可用的形状。 

所述容器的材质可以是保温材料或金属、塑料等，如PE、PP、PVC、PS、PMMA等，并优选为聚丙烯（PP），包括改性聚丙烯。 

所述换热器可以是目前相变储存设备中常用换热器，但在本发明所述相变储热系统的一种优选实施例中，所述换热器包括连通换热器进口的输入管和连通换热器出口的输出管，其中输入管或输出管可以相同或不同，并且均可以是直管、弧形管、波浪形管、螺旋盘管等；优选地，输入管和输出管中至少一个是螺旋盘管。更优选地，输入管为螺旋盘管。 

其中，所述输出管或输入管均可以是一个、两个、三个或多个，如至少一个输出管一端合并连通输入管，另一端合并连通换热器出口，或至少一个输入管一端合并连通输出管，另一端合并连通换热器进口。 

在本发明所述相变储热系统的一种优选实施例中，其中，所述换热器的进口和出口可以位于所述容器的同一端或两端，本发明中，所述换热器进口和出口位于圆管形容器的同一端，所述圆管形容器另一端封闭。

在本发明上述优选实施例中，所述输入管优选为螺旋盘管，输出管优选为直形管或波浪形管。所述输入管和输出管的截面形状可以是圆形、椭圆形、多边形或其它任意形状。 

每个容器内的换热器的数量可以是一个、两个或更多个，并且，各个换热器可以相同或不同。并且，每一个相变储热单元中，换热器的数量可以相同或不同。