[实用新型]一种水储热结合相变储热设备

说明书

本实用新型提供了一种水储热结合相变储热设备，属于储热技术领域。其技术方案为：一种水储热结合相变储热设备，其特征在于，包括储热罐、设置在所述储热罐的内部的相变储热组件以及设置在所述储热罐中心位置的换热盘管，所述储热罐内且位于所述换热盘管的下方设置有加热器，所述储热罐内填充有显热储热介质；所述相变储热组件包括若干个导热材料制成的密封罐体，相邻的两个所述密封罐体之间通过隔层板固定，所述隔层板固定在所述储热罐的内壁上，所述密封罐体内部填充有相变材料，所述密封罐体的外部设置有导热材料制成的传热骨架。本实用新型的有益效果为：结构简单，设计合理，相变材料填充方式简便，储/放热速率快。

技术领域

本实用新型涉及储热技术领域，尤其涉及一种水储热结合相变储热设备。

背景技术

如今，我国的热/冷能消耗约占全社会总能源消耗的40％，有效的提高能源系统中热/冷能的利用效率将对我国的能源问题产生重要的战略意义。储热技术可以很好地解决热能供应与需求过程中时间和空间上的不匹配问题，是一种提高能源系统中热/冷能利用效率的有效途径。目前，储热技术主要可以分为三种：显热储存，潜热储存，化学热储存。显热储存主要是利用比热容较大的物质在升温/降温过程中所进行热能的储存与释放。潜热储存是利用相变材料在发生相变 (通常是“固-液”相变)过程中会吸收/释放大量的相变潜热来进行热能的储存与释放。化学热储存是利用可逆化学反应过程的反应热来进行热能的储存与释放。

目前，已经出现了一些以显热储热或潜热储存原理为基础的热能储存装置，化学热储存由于其成本的限制并没有大规模应用。但是，现有的显热储存装置存在体积庞大，储热密度低等问题，潜热储存装置虽不存在上述问题，然而其最大的缺点就是相变材料导热系数低，换热流体与相变材料之间的换热能力较差，这极大的影响了储热装置的效率。关于显热储热技术与潜热储热技术相结合的储热装置并不多见。因此，将两种储热技术优势进行整合的研究有待进一步开展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种针对现有储热技术中的不足而提出一种结构简单，设计合理，相变材料填充方式简便，储/放热速率快的水储热结合相变储热设备。

本实用新型是通过如下措施实现的：一种水储热结合相变储热设备，其特征在于，包括储热罐、设置在所述储热罐的内部的相变储热组件以及设置在所述储热罐中心位置的换热盘管，所述储热罐内且位于所述换热盘管的下方设置有加热器，所述储热罐内填充有显热储热介质；所述显热储热介质通常为水。

所述相变储热组件包括若干个导热材料制成的密封罐体，相邻的两个所述密封罐体之间通过隔层板固定，所述隔层板固定在所述储热罐的内壁上，所述密封罐体内部填充有相变材料，所述密封罐体的外部设置有导热材料制成的传热骨架。所述传热骨架采用高传热系数的材料且高度略小于所述密封罐体的高度，比如铜，采用直径为1mm的黄铜丝编织而成。所述隔层板上的设置有凹槽，所述密封罐体设置在所述凹槽内，所述储热罐的上下两端均设置有与所述密封罐体配合的限位槽。

所述储热罐外壁面由低导热系数的保温材料进行包裹以减少热损失或者所述储热罐设置保温层，所述保温层设计成可更换的具有复合保温结构的柔性护套或者夹层结构。所述换热盘管采用双螺旋盘管结构并固定在所述储热罐上。

所述储热罐包括上端敞开下端密封圆柱形的罐体以及通过压盖密封的顶盖，所述换热盘管固定在所述顶盖上且所述换热盘管的换热流体进口和换热流体出口均伸出所述顶盖。所述顶盖的密封方式采用压盖密封，并在所述顶盖和所述储热罐侧壁之间衬有橡胶制成的弹性密封垫片加强密封性。

设置在所述换热盘管内部的相变储热组件构成内储热单元，若干个周向均布在所述换热盘管外侧的相变储热组件构成外储热单元，所述加热器位于所述内储热单元和外储热单元之间。所述外储热单元中的相邻的两个相变储热组件之间的夹角为30°。轴向方向上，所述内储存单元一般设置4个所述密封罐体，所述外储热单元一般设置5个所述密封罐体。