[发明专利]一种太阳能储热系统

说明书

技术领域

本发明属于太阳能储热系统领域，特别涉及一种用于太阳能发电的储热系统。

背景技术

在所有的可再生能源中，太阳能分布最广，获取最容易。但是太阳能受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响以及阴晴云雨等随机因素的制约，能量呈现不稳定性和不连续性。为了保证太阳能利用稳定运行,就需要储热装置把太阳能储存起来,在太阳能不足时，再释放出来,以满足生产和生活用能连续和稳定供应的需要。目前，国内外研究太阳能的储存方法主要集中在储热材料的选择和储热方式的选择。而对于储热材料的选择上，固体材料由于具有性能稳定、成本低等优点成为了储热材料的理想选择。但是，固体储热材料一般都具有较低的导热系数，不利于储热和放热，系统的储热效率的提高依赖对储热系统结构的优化设计。

为解决应用固体储热材料的储热系统的储热效率问题，中国专利文件CN102032823A公开了一种储热系统，其包括多个平板型储热模块，多个储热模块平行层叠堆积，相互之间绝热。储热模块内有供换热流体流动的管道，管道和储热模块之间的空间填充有固体储热介质。每个储热模块外有与模块内管道连通的换热流体的进口管和出口管。所有相邻储热模块的换热流体的进口管和出口管串联连接，组成串联布置的储热系统。储热模块内通过布置多层分布、逆流布置的流体管道，实现了固体储热介质快速储热和放热。但是，这种储热系统的储热模块之间温度分布不够均匀；离进口管最近的一级储热模块的温度远远高于离出口管最近的一级储热模块的温度。这样，导致储热系统达到标准储热温度的时间较长，储热系统的储热效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有太阳能储热系统储热单元之间温度不均衡导致储热系统储热效率低的问题，进而提供一种能够均衡储热系统内部储热模块的温度储热效率高的太阳能储热系统。

为解决上述问题，本发明提供一种太阳能储热系统，其包括，至少一个储热堆；所述储热堆通过入口和出口连通至总管线上；所述储热堆包括保温的储热室以及设置于所述储热室内部的至少一个储热单元，所述储热单元的一部分连通所述入口，同一或另一所述储热单元的一部分连通所述出口；所述储热单元的内部设有热工质通道，热工质由总管线经过所述入口流入所述储热单元的所述热工质通道内，流经储热堆后经过所述出口流回到所述总管线上，形成热工质的主传热通道；所述储热室内部还设有平衡所述储热单元之间热量的辅助传热通道，高温的所述储热单元经过所述辅助传热通道将热工质热量传递到低温的所述储热单元处。

所述储热单元由至少一个储热模块组成；所述储热模块的表面或内部成型有所述热工质通道。

所述储热模块上成型有至少一层主通道和至少一层辅通道，所述主通道和辅通道之间有夹角。

所述储热室内对应所述入口和所述出口位置设置至少一排所述储热单元，远离所述入口和所述出口的所述储热单元的末端与所述储热室后端的内壁之间设有主通道间隙；所述储热单元与所述储热室的左右和/或上下两端的内壁之间设有辅通道间隙；

所述热工质经过所述入口流入连通所述入口的一排储热单元的所述主通道内，经过所述主通道间隙后，流入连通所述出口的一排所述储热单元的所述主通道流至所述出口，形成所述主传热通道；

所述储热室内部的热工质经过所述辅通道在所述辅通道间隙内流通，形成所述辅助传热通道。

在所述辅通道间隙内设有将所述辅助传热通道隔开的隔板，所述隔板两侧分别形成独立的所述辅助传热通道。

所述储热模块上成型有至少一层互相平行设置的所述热工质通道。

所述储热室内对应所述入口和所述出口位置设置两排所述储热单元，远离所述入口和所述出口的所述储热单元的末端与所述储热室后端的内壁之间设有主通道间隙；每排的相邻所述储热单元之间设有辅通道间隙；所述热工质经过所述入口流入连通所述入口的一排储热单元内，经过所述主通道间隙后，经过连通所述出口的一排所述储热单元流至所述出口，形成所述主传热通道；入口一排的所述储热单元流出的一部分所述热工质经过所述辅通道间隙直接流入至出口一排的所述储热单元内，形成所述辅助传热通道。

所述热工质通道的孔壁成型有波纹槽或螺旋槽。

所述储热模块包括：具有纵向通孔的空心砖以及设置于所述空心砖通孔内部，横纵交错并互相连通的散热管道；在所述空心砖与所述散热管道之间设置散状储热介质。

所述储热单元由多个互成夹角的储热管道以及设置于所述储热管道之间的散状储热介质构成。

所述储热管道的管壁上设有若干散热孔，所述储热管道的外部由耐高温透气材料包裹，所述储热管道之间的储热介质为沙石。