[发明专利]一种减少相分离的无机相变蓄热装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种蓄热装置，尤其是以无机化合物为相变蓄热材料的蓄热装置。 

背景技术：

无机相变蓄热材料具有储热密度大、放热温度恒定等特点，因此在工业余热、废热回收，空调节能、电力调峰等领域有广阔的应用前景。但无机相变蓄热材料在使用过程中存在着过冷和相分离等问题，使其应用推广收到限制。相分离是指无机蓄热材料在加热-冷却循环时，在加热熔融过程中部分结晶固体未溶解而沉降至容器底部与液相分离，导致其失去蓄热能力。相分离是无机相变蓄热材料使用寿命较短、无法应用推广的主要原因。 

发明内容：

本发明提供了一种减少相分离的无机相变蓄热装置，以减少相分离，同时降低换热管材的耗量、强化换热。为实现上述目的，本发明采取的方案是： 

本发明包含：容器、无机相变蓄热材料、换热管、搅拌器。其结构为容器中装有换热管、搅拌器，容器剩余空间部分用无机相变蓄热材料填充。其中搅拌器置于换热管之间，换热管在搅拌器叶片附近的密度较大。蓄热过程中，搅拌器叶片附近的蓄热材料先融化；放热过程中，随蓄热材料的凝固，搅拌器的搅拌速度下降，直至停止搅动。 

该蓄热装置通过搅拌器的搅拌，可防止结晶固体在容器底部沉降，减少反复蓄放热过程中产生的相分离，增长蓄热装置的使用寿命；同时可以强化换热，提高放热速度。 

附图说明：

附图为减少相分离的无机相变蓄热装置示意图。 

图中所示：1、容器；11、无机相变蓄热材料；2、换热管；21、换热管端口；3、搅拌器；31、搅拌器叶片。 

具体实施方式：

一种减少相分离的无机相变蓄热装置，容器(1)直径0.65米、高1.5米，无机相变蓄热材料(11)采用九水合硅酸钠，填充容器腔体的三分之二；换热管(2)为铜管，换热介质为水。 

首先开始蓄热过程，80℃热水从换热管端口(21)进入换热管，然后从另一端口(21)流出进行再加热，如此循环给容器中的蓄热材料(11)加热，热水流速0.25m/s。搅拌器叶片附近换热管密度大，其周围的固相蓄热材料(11)首先开始融化，随着融化的进行搅拌器开始搅拌，速度慢慢增加至100r/min。一小时后，容器中的蓄热材料全部变成液态，蓄热过程停止。 

换热管端口(21)通入20℃冷水，开始放热过程。冷水从换热管端口(21)进入换热管(2)，由另一换热管端口(21)流出，流速0.1m/s。由换热管端口(21)流出的出水的温度在42～44℃之间。随换热过程的进行，蓄热材料由液态向固态转变，粘度逐渐增大，搅拌器搅拌速度开始降低，45分钟之后，搅拌器在蓄热材料阻力的作用下停止搅拌，同时出水的温度开始降低。10min后出水温度降至30℃。 

如此蓄热放热循环300次后，蓄热结束后容器底部无不溶晶体存在，基本不产生相分离。出热水所需时间比不加搅拌器的缩短了15％。