[实用新型]一种基于无机水合盐的相变储能罐

说明书

本实用新型涉及热能储存的技术领域，更具体地，涉及一种基于无机水合盐的相变储能罐，包括罐体以及内部封装有无机水合盐相变材料的换热管，若干换热管横向平行布置于罐体内部；所述罐体设有与外部管道连接的进风口和出风口，所述换热管的内壁设有为无机水合盐提供结晶点的凹凸结构，一方面提供结晶点，促使无机水合盐快速结晶，以解决无机水合盐过冷度问题，提高相变储能罐性能的稳定性；一方面能够增加换热管内壁面的换热表面积，提高相变材料与工质之间的换热效率；且换热管横向平行布置能够避免无机水合盐沉积导致的相分离的问题；储能罐内采用空气为换热工质，能够避免由于无机水合盐泄漏造成的工质污染。

技术领域

本实用新型涉及热能储存的技术领域，更具体地，涉及一种基于无机水合盐的相变储能罐。

背景技术

在能量转换和利用的过程经常存在能量供求之间在时间与空间上不匹配的矛盾，如电力负荷的峰谷差。峰谷差会导致电网运行的负荷率和经济性下降，因此，电力调峰具有重要作用。太阳能是一种分布广泛的清洁能源，具有优良的经济性和环保性。利用储能技术，将太阳能以热能的形式储存在储能罐中，在电力峰期将热量释放出来用于工业干燥，以此缓解电力峰值负荷，达到调峰的目的。

热能储存分为显热储存和潜热储存，潜热储存又称相变储能，是利用相变材料在物态变化时吸收或放出大量潜热而进行的。相变储能具有储能密度大和输出的温度相当稳定的特点，应用广泛。相变材料一般分为无机类和有机类相变材料，其中的无机类相变材料中的结晶水合盐因具有相变潜热大、价格便宜、导热系数大、无毒等特点而成为较有前景的相变材料。然而，无机水合盐普遍具有的过冷和相分离问题一直制约着它的大规模应用。对于无机水合盐的过冷和相分离问题，一般的解决方法是添加成核剂和增稠剂；添加添加剂会提高成本以及使相变材料制备过程复杂化，导致储能罐经济性下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于无机水合盐的相变储能罐，利用罐体的结构设计解决水合盐的相分离和过冷问题，能够解决储能罐的制造成本，改善储能罐的经济性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种基于无机水合盐的相变储能罐，包括罐体以及内部封装有无机水合盐相变材料的换热管，若干换热管横向平行布置于罐体内部；所述罐体设有与外部管道连接的进风口和出风口，所述换热管的内壁设有为无机水合盐提供结晶点的凹凸结构。

本实用新型的基于无机水合盐的相变储能罐，来自外部管道的热风通过进风口进入罐体，换热管内的无机水合盐相变材料受热熔化，将热能以相变潜热的形式储存起来，无机水合盐相变材料变成液态后能够继续吸热，以显热的形式储存热能。在电力峰期时，常温空气从进风口进入，流经换热管，换热管内的无机水合盐凝固放热，空气经加热后从出风口排出；换热管横向平行布置的设置能够避免无机水合盐沉积导致的相分离的问题，凹凸结构的设置一方面提供结晶点，促使无机水合盐快速结晶，以解决无机水合盐过冷度问题，提高相变储能罐性能的稳定性；一方面能够增加换热管内壁面的换热表面积，提高相变材料与工质之间的换热效率。另外，本实用新型采用空气为换热工质，能够避免由于无机水合盐泄漏造成的工质污染。

进一步地，所述罐体包括外壁面和内壁面，所述外壁面和内壁面之间形成有空腔；所述空腔内填充有保温材料。保温材料的设置能够防止储能罐内的热量流失，赋予储能罐较好的换热性能。

进一步地，所述外壁面和内壁面为由不锈钢材料制成的罐状结构，所述保温材料为聚氨酯材料。由于罐内温度较高，在湿度较大地区使用时易造成腐蚀，采用不锈钢材料制造能够有效避免腐蚀，延长储能罐的使用寿命；聚氨酯材料作为内壁面和外壁面之间填充的保温材料，保温效果好，且材料易得，实用性强。

进一步地，所述进风口设于罐体的上部，所述出风口设于罐体的下部；所述进风口、出风口通过法兰与外部管道连接。当外部管道的热风进入罐体内部时，热风的热量逐渐被相变材料吸收而温度降低，冷风向下运动，由出风口排出，解决了下进上出热空气在上层堆积的问题。