[实用新型]一种相变储能换热装置

说明书

本实用新型公开了一种相变储能换热装置，包括壳体，壳体内部具有蓄冷腔，蓄冷腔内装有蓄冷工质，蓄冷工质为带有晶核的液态相变储能材料，晶核导热性大于液态相变储能材料，还包括用于和蓄冷工质交换热量的换热结构，换热结构设置于蓄冷腔内部或外部，其特征在于，晶核为具有磁性的长条形，还包括有电磁装置，蓄冷腔位于电磁装置磁场作用范围内且蓄冷腔内的磁场方向和所述换热结构相对设置。本实用新型具有更好地提高换热结构和相变介质之间换热效率的效果。

技术领域

本实用新型涉及相变储能换热设备技术领域，具体涉及一种相变储能换热装置。

背景技术

随着现代化社会进程的加快，能源消耗持续高速增长，2014 年我国成为世界上第一大能源消费国。随着我国工业化持续推进，城镇化率不断提高，使得生产和生活用电不断增加，并且由于人们昼夜规律性的作息时间，使得电网电力供应出现 “峰谷负荷”现象，昼夜用电的巨大差异，导致电网供电效率低下，电力资源浪费严重。同时在城市的用电结构中，空调系统的电力负荷比例很大。现有一种冰蓄冷空调，能够在夜晚电网用电波谷时将水制成冰，利用冰的相变潜热进行冷量储存，在白天电网用电高峰时再将冰的冷量释放用于空调降温。这样冰蓄冷空调技术可解决能量供给和需求之间不匹配的问题，采用蓄冷空调技术实现电网负荷移峰填谷，不仅能充分利用电力资源，还可以降低制冷设备的容量和配电容量，提高能源利用率。

冰蓄冷空调通常采用蓄冷槽装置实现储冰蓄冷，故蓄冷槽又称为蓄冰槽，其结构通常包括一个容置体，容置体内腔中盛装有水作为蓄冷工质，容置体内还设置有换热结构实现换热。例如传统的内融冰冰盘管式蓄冰装置中，采用的内融冰式蓄冷槽，即为一密封保温箱体，箱体内设置盘管作为换热结构，盘管内流动设置有载冷剂，载冷剂通常为乙二醇溶液，管外为水。该换热结构的盘管同时作为给蓄冷槽内水供冷使其结冰的换热部件，也作为将冰的冷量向外输送至室内负荷端供冷的换热部件。在蓄冷时通过盘管外部管道上的切换开关控制，将盘管接入到电力端制冷系统中，被电力端制冷系统降温后的低温乙二醇溶液进入盘管 ,盘管外开始结冰蓄冷。在放冷时，将盘管接入到室内负荷端供能系统中，来自室内负荷端的高温乙二醇溶液流过盘管换热,盘管外的冰融解供冷。

冰蓄冷空调中，以水作为相变材料在相变蓄冷时常常会出现过冷现象，在产生过冷现象时水实际结晶温度低于理论结晶温度，这样会使得制冷系统的蒸发温度要求降低，提高制冷难度，降低制冷效率。为了解决该问题，部分现有技术中，采用了在水中添加成核剂的方式，依靠成核剂提供的固体颗粒介质弥散在水中形成晶核，使得在水在结晶温度时能够围绕晶核更快结冰，提高其结冰效率。同时成核剂自身导热系数通常高于冰及水，故还可以依靠成核剂提高传热效率，进而提高空调整体效率。

但现有技术中，水中添加成核剂后并无任何控制措施，其提高传热效率的效果有限，冰蓄冷空调仍然存在换热效率较低的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地提高换热结构和相变介质之间换热效率的相变储能换热装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种相变储能换热装置，包括壳体，壳体内部具有蓄冷腔，蓄冷腔内装有蓄冷工质，蓄冷工质为带有晶核的液态相变储能材料，晶核导热性大于液态相变储能材料，还包括用于和蓄冷工质交换热量的换热结构，换热结构设置于蓄冷腔内部或外部，其特征在于，晶核为具有磁性的长条形，还包括有电磁装置，蓄冷腔位于电磁装置磁场作用范围内且蓄冷腔内的磁场方向和所述换热结构相对设置。

这样，在本装置使用时，在换热结构和蓄冷工质交换热量，蓄冷工质冷却结晶过程中，可以先启动电磁装置，由于晶核为具有磁性的长条形，故在电磁装置作用下在液态相变储能材料中会形成长度方向指向磁场方向的排布。因为磁场方向和换热结构一致，故晶核形成指向换热结构方向排布，能够极大地提高蓄冷工质和换热结构之间的热量传递效率，实现了可控地提高装置换热效率的效果。

进一步地，所述液态相变储能材料为水。