本發(fā)明涉及一種熱量回收、儲(chǔ)存、再利用裝置及其方法，具體為一種相變蓄能裝置及其蓄熱放熱方法，屬于節(jié)能環(huán)保型領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國工業(yè)能源利用率普遍偏低，平均在27％以下，如城市垃圾焚燒、垃圾填埋沼氣、鋼鐵、冶金、化工、污水處理、發(fā)電等多種行業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高品質(zhì)余熱中有65％左右基本被回收用于發(fā)電和工業(yè)蒸汽，但占余熱總量85％以上的間斷性、不穩(wěn)定性、低品質(zhì)的余廢熱因無成熟的儲(chǔ)熱工藝技術(shù)和工程化裝備等問題未能得到充分的回收和利用，尤其在余熱利用方面工藝和手段極為欠缺。

現(xiàn)有常規(guī)的低品位余熱回收和利用，工業(yè)余熱設(shè)備產(chǎn)生的余熱經(jīng)管道輸送到余熱回收換熱器，經(jīng)余熱回收換熱器回收的余熱通過供水管道送達(dá)熱用戶實(shí)現(xiàn)供熱。余熱回收換熱器、余熱管道、余熱產(chǎn)生設(shè)備組成余熱回收系統(tǒng)；換熱器、供水管道、用戶供熱裝置供熱循環(huán)泵、回水管道組成余熱利用系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)中，余熱回收利用系統(tǒng)存在以下幾點(diǎn)缺陷：

1)余熱的穩(wěn)定性要求過高。用戶則要求有穩(wěn)定連續(xù)的能源供應(yīng)，采用常規(guī)余熱回收利用工藝技術(shù)方案就要求余熱也必須是穩(wěn)定連續(xù)的，這樣就限制了大量屬于間斷性、無組織排放余熱的回收利用。只有在余熱回收系統(tǒng)增設(shè)儲(chǔ)能工藝設(shè)備才能彌補(bǔ)該缺陷。

2)余熱品位要求高。一旦用戶確定了供水溫度，就對余熱供應(yīng)的波動(dòng)性提出了嚴(yán)格的要求，因此采用常規(guī)余熱回收利用工藝技術(shù)方案就要求余熱的波動(dòng)性小，因?yàn)樵撚酂峄厥障到y(tǒng)沒有儲(chǔ)熱裝置就限制了大量符合供熱要求的波動(dòng)性余熱的回收利用。

3)余熱能力要求高，對于大量供熱負(fù)荷是動(dòng)態(tài)變化的用戶，采用常規(guī)余熱回收利用工藝技術(shù)方案就要求余熱能力必須滿足用戶的最大用熱負(fù)荷，因?yàn)樵撚酂峄厥障到y(tǒng)沒有儲(chǔ)熱裝置就必然造成余熱的利用率下降，造成整個(gè)余熱回收利用系統(tǒng)的效率底下。

4)余熱與用戶間需具備管網(wǎng)鋪設(shè)條件。在大多數(shù)余熱能力較高而用戶比較分散的情況下，采用常規(guī)余熱回收利用工藝技術(shù)方案必然存在部分熱需求用戶無法鋪設(shè)管網(wǎng)或鋪設(shè)管網(wǎng)投資和熱損失過大的情況，該類用戶需要采用移動(dòng)供熱方式替代管網(wǎng)供熱。

5)余熱供應(yīng)能力與用戶供熱需求量匹配度要求高。對于用戶，供暖負(fù)荷是隨著環(huán)境溫度的變化而變化。就一天而言，一般夜間環(huán)境溫度低于白天，夜間的供熱負(fù)荷也高于白天；對 一個(gè)采暖期來說，三九、四九的環(huán)境溫度最低，供暖負(fù)荷也最大；因此供暖最大負(fù)荷一般是在三九天的夜間，比初寒期和末寒期的供暖負(fù)荷高60％以上，雖然只有幾天時(shí)間，卻在春節(jié)期間，是老百姓要求供熱質(zhì)量最高的時(shí)段。采用常規(guī)工藝技術(shù)方案必然造成熱源的供熱能力余量過大，投資過高，然而余熱利用率很低，極不利于余熱的利用。如果采用蓄熱調(diào)峰技術(shù)工藝就能很好的解決該問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種相變蓄能裝置及其蓄熱放熱方法，它具備將多種相變蓄熱材料元件化，再將蓄熱元件按照統(tǒng)一的排列方式和結(jié)構(gòu)布置在不同的容器中實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱和供熱等功能?？纱蟠蠼档统鞘猩罟崮芎?，又能各種工業(yè)余廢熱的綜合回收利用率。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案，提供一種變蓄能裝置；

一種相變蓄能裝置，該裝置包括：

1)儲(chǔ)能裝置箱體體，

2)中心蓄熱組件，它包括：供熱出水布水器、儲(chǔ)熱回水布水器、供熱回水布水器、儲(chǔ)熱出水布水器、相變蓄熱元件，供熱出水布水器和儲(chǔ)熱回水布水器設(shè)置在箱體的上部，供熱回水布水器和儲(chǔ)熱出水布水器設(shè)置在箱體的下部，相變蓄熱元件設(shè)置在箱體的中部，并且多個(gè)相變蓄熱元件排列而成陣列或?qū)盈B體，

其中，供熱出水布水器的出口位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的上部，儲(chǔ)熱出水布水器的出口也位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的上部，而供熱回水布水器的入口位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的下部，儲(chǔ)熱回水布水器的入口也位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的下部。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)能裝置箱體體包括外保護(hù)殼體、箱體保溫層、內(nèi)箱體。外保護(hù)殼體位于儲(chǔ)能裝置箱體體的最外層。內(nèi)箱體位于儲(chǔ)能裝置箱體體的最內(nèi)層。箱體保溫層設(shè)置在外保護(hù)殼體和內(nèi)箱體之間。

優(yōu)選，箱體保溫層使用高密度聚氨酯發(fā)泡保溫層。

優(yōu)選的是，內(nèi)箱體上設(shè)有蓄熱元件支架。相變蓄熱元件放置在蓄熱元件支架上。

在本發(fā)明中，相變蓄熱元件由圓筒形殼體、圓形封頭、相變蓄熱材料構(gòu)成。

優(yōu)選，多個(gè)相變蓄熱元件排列而成陣列或?qū)盈B體，相變蓄熱元件間設(shè)有通道隔離環(huán)。

優(yōu)選，圓筒形殼體、圓形封頭和通道隔離環(huán)由具有一定支撐強(qiáng)度且導(dǎo)熱性能良好的材料制成。

在本發(fā)明中，所述相變蓄熱材料包括以下組分或具有以下組成：

a)八水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，優(yōu)選74-87wt％，優(yōu)選78-85wt％；

b)一水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，優(yōu)選4.5-8wt％，優(yōu)選5-7wt％；

c)碳酸鋇[BaCO₃]：0.5-3wt％，優(yōu)選0.7-2.5wt％，優(yōu)選0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，優(yōu)選1.5-4.7wt％，優(yōu)選2.0-4.0wt％，優(yōu)選2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的鐵粉：0.08-1wt％，優(yōu)選0.10-0.8wt％，優(yōu)選0.15-0.6wt％，優(yōu)選0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸鈰(III)：2.8-6wt％，優(yōu)選3.0-5wt％，優(yōu)選3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸銪(III)：2.2-5wt％，優(yōu)選2.6-4.5wt％，優(yōu)選3-4wt％。

在本發(fā)明中，供熱出水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱回水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，供熱回水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱出水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各 小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，陣列或?qū)盈B體的排列方式為：多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件的排列方式是分為多層次進(jìn)行排列，每一層由多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件水平平行排列，進(jìn)而各層進(jìn)行層疊，形成陣列或?qū)盈B體或堆疊體。

優(yōu)選的是，管形或棒形相變蓄熱元件作為陣列或?qū)盈B體或堆疊體形式排列，陣列或?qū)盈B體或堆疊體的高度一般是1.0-2.9m，優(yōu)選1.2-2.7m，更優(yōu)選1.4-2.5m，更優(yōu)選1.6-2.2m，例如1.8或2.0m。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案，提供一套相變蓄能裝置(或相變蓄能系統(tǒng))；

一套相變蓄能裝置，該裝置或系統(tǒng)包括：

1)儲(chǔ)能裝置箱體或殼體，

2)中心蓄熱組件，它包括：供熱出水布水器、儲(chǔ)熱回水布水器、供熱回水布水器、儲(chǔ)熱出水布水器、相變蓄熱元件，供熱出水布水器和儲(chǔ)熱回水布水器設(shè)置在箱體的上部，供熱回水布水器和儲(chǔ)熱出水布水器設(shè)置在箱體的下部，相變蓄熱元件設(shè)置在箱體的中部，并且多個(gè)相變蓄熱元件排列而成陣列或?qū)盈B體，

3)工業(yè)余熱設(shè)備、余熱管道，

4)余熱回收換熱器、第一供水管道，

5)第二供水管道、用熱裝置、第一回水管道，

6)第二回水管道、回收管道；

其中，供熱出水布水器的出口位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的上部，儲(chǔ)熱出水布水器的出口也位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的上部，而供熱回水布水器的入口位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的下部，儲(chǔ)熱回水布水器的入口也位于儲(chǔ)能裝置箱體的外側(cè)的下部；和

余熱管道連接工業(yè)余熱設(shè)備和余熱回收換熱裝置，第一供水管道連接余熱回收換熱裝置和儲(chǔ)熱回水布水器的入口，第二供水管道連接供熱出水布水器的出口和用熱裝置，第一回水管道連接用熱裝置和供熱回水布水器的入口，第二回水管道連接儲(chǔ)熱出水布水器的出口和余熱回收換熱器，回收管道連接余熱回收換熱器和工業(yè)余熱設(shè)備。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)能裝置箱體體包括外保護(hù)殼體、箱體保溫層、內(nèi)箱體。外保護(hù)殼體位于儲(chǔ)能裝置箱體體的最外層。內(nèi)箱體位于儲(chǔ)能裝置箱體體的最內(nèi)層。箱體保溫層設(shè)置在外保護(hù) 殼體和內(nèi)箱體之間。

優(yōu)選，箱體保溫層使用高密度聚氨酯發(fā)泡保溫層。

優(yōu)選的是，內(nèi)箱體上設(shè)有蓄熱元件支架。相變蓄熱元件放置在蓄熱元件支架上。

在本發(fā)明中，相變蓄熱元件由圓筒形殼體、圓形封頭、相變蓄熱材料構(gòu)成。

優(yōu)選，多個(gè)相變蓄熱元件排列而成陣列或?qū)盈B體，相變蓄熱元件間設(shè)有通道隔離環(huán)。

優(yōu)選，圓筒形殼體、圓形封頭和通道隔離環(huán)由具有一定支撐強(qiáng)度且導(dǎo)熱性能良好的材料制成。

在本發(fā)明中，所述相變蓄熱材料包括以下組分或具有以下組成：

a)八水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，優(yōu)選74-87wt％，優(yōu)選78-85wt％；

b)一水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，優(yōu)選4.5-8wt％，優(yōu)選5-7wt％；

c)碳酸鋇[BaCO₃]：0.5-3wt％，優(yōu)選0.7-2.5wt％，優(yōu)選0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，優(yōu)選1.5-4.7wt％，優(yōu)選2.0-4.0wt％，優(yōu)選2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的鐵粉：0.08-1wt％，優(yōu)選0.10-0.8wt％，優(yōu)選0.15-0.6wt％，優(yōu)選0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸鈰(III)：2.8-6wt％，優(yōu)選3.0-5wt％，優(yōu)選3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸銪(III)：2.2-5wt％，優(yōu)選2.6-4.5wt％，優(yōu)選3-4wt％。

在本發(fā)明中，供熱出水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱回水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，供熱回水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平 行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱出水布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。

優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，陣列或?qū)盈B體的排列方式為：多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件的排列方式是分為多層次進(jìn)行排列，每一層由多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件水平平行排列，進(jìn)而各層進(jìn)行層疊，形成陣列或?qū)盈B體或堆疊體。

優(yōu)選的是，管形或棒形相變蓄熱元件作為陣列或?qū)盈B體或堆疊體形式排列，陣列或?qū)盈B體或堆疊體的高度一般是1.0-2.9m，優(yōu)選1.2-2.7m，更優(yōu)選1.4-2.5m，更優(yōu)選1.6-2.2m，例如1.8或2.0m。

在本發(fā)明中，第一回水管道上設(shè)有供熱循環(huán)泵。

在本發(fā)明中，第二回水管道上設(shè)有儲(chǔ)能循環(huán)泵。

根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案，提供一種相變蓄能裝置蓄熱放熱方法；

一種相變蓄能裝置蓄熱放熱方法，該方法包括以下步驟：

1)蓄熱過程：儲(chǔ)熱出水布水器噴灑出熱水，熱水噴灑在相變蓄熱元件上，相變蓄熱元件吸收熱量并儲(chǔ)存熱能，被吸收熱量的熱水變?yōu)槔渌渌?jīng)過儲(chǔ)熱回水布水器從外部吸收熱量，進(jìn)行循環(huán)；此過程實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崴畯纳舷蛳乱苿?dòng)，并將熱能通過水傳導(dǎo)給相變蓄熱元件，使相變蓄熱元件中的相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)融化，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，儲(chǔ)熱過程完成；

2)放熱過程：供熱回水布水器噴灑出冷水，冷水水經(jīng)過相變蓄熱元件，相變蓄熱元件放出熱量，冷水吸收熱量變?yōu)闊崴?，熱水?jīng)過供熱出水布水器送外外部需要熱量的用具上，進(jìn)行循環(huán)；此過程實(shí)現(xiàn)供熱后低溫回水從下向上移動(dòng)，將相變蓄熱元件中的熱能傳導(dǎo)給水，使蓄熱元件中的液態(tài)相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)凝固，液態(tài)變固態(tài)后放熱過程完成。

根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方案，提供一套相變蓄能裝置蓄熱放熱方法

一套相變蓄能裝置蓄熱放熱方法，該方法包括以下步驟：

1)蓄熱過程：工業(yè)余熱設(shè)備通過余熱管道將熱量輸送至余熱回收換熱器，余熱回收換熱器將熱量傳送給介質(zhì)水經(jīng)由第一供水管道通過儲(chǔ)熱出水布水器出口進(jìn)入儲(chǔ)熱出水布水器；儲(chǔ)熱出水布水器噴灑出熱水，熱水噴灑在相變蓄熱元件上，相變蓄熱元件吸收熱量并儲(chǔ)存熱能，被吸收熱量的熱水變?yōu)槔渌?，冷水通過儲(chǔ)熱回水布水器從儲(chǔ)熱回水布水器入口經(jīng)由第二回水管道進(jìn)入余熱回收換熱器中吸收熱量，進(jìn)行循環(huán)；此過程在相變蓄能裝置中實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崴畯纳舷蛳乱苿?dòng)，并將熱能通過水傳導(dǎo)給相變蓄熱元件，使相變蓄熱元件中的相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)融化，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，儲(chǔ)熱過程完成；

2)放熱過程：供熱回水布水器噴灑出冷水，冷水水經(jīng)過相變蓄熱元件，相變蓄熱元件放出熱量，冷水吸收熱量變?yōu)闊崴?，熱水通過供熱出水布水器從供熱出水布水器出口經(jīng)由第二供水管道進(jìn)入用熱裝置，用熱裝置利用熱能后熱水變?yōu)槔渌?，冷水?jīng)由第一回水管道通過供熱回水布水器入口進(jìn)入供熱回水布水器中，進(jìn)行循環(huán)；此過程在相變蓄能裝置中實(shí)現(xiàn)供熱后低溫回水從下向上移動(dòng)，將相變蓄熱元件中的熱能傳導(dǎo)給水，使蓄熱元件中的液態(tài)相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)凝固，液態(tài)變固態(tài)后放熱過程完成。

在上述實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，儲(chǔ)能裝置箱體，或儲(chǔ)能裝置箱體的內(nèi)部空間，呈現(xiàn)為長度、高度和寬度不相等的長方體形。對于儲(chǔ)能裝置箱體，或儲(chǔ)能裝置箱體的內(nèi)部空間，它的長度一般是1.2-5.5m，優(yōu)選1.25-5.0m，更優(yōu)選1.3-4.5m，更優(yōu)選1.35-4m，更優(yōu)選1.4-3.5m，更優(yōu)選1.5-3m，例如1.8m或2.2m。另外，對于儲(chǔ)能裝置箱體，或儲(chǔ)能裝置箱體的內(nèi)部空間，它的寬度一般是0.6-3.5m，優(yōu)選0.65-3.2m，更優(yōu)選0.7-2.8m，更優(yōu)選0.75-2.5m，例如0.8-2.2m，例如1、1.12或1.5m。另外，對于儲(chǔ)能裝置箱體，或儲(chǔ)能裝置箱體的內(nèi)部空間，它的高度一般是0.5-3.3m，優(yōu)選0.6-3.0m，更優(yōu)選0.65-2.7m，更優(yōu)選0.7-2.6m，優(yōu)選0.75-2.2m，優(yōu)選0.8-1.8m，例如1.0或1.5m。

在上述實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，所有位于箱體上部的布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管。優(yōu)選，主管的中心軸與箱體內(nèi)壁之間的間距一般為10-40cm，優(yōu)選13-35cm，優(yōu)選15-30，例如18cm或20cm或25cm。優(yōu)選，位于主管起始端和末端的兩個(gè)(相距最遠(yuǎn))支管各自的中心軸與箱體內(nèi)壁之間的間距一般為7-35cm，優(yōu)選9-30cm，優(yōu)選10-25，例如15cm或20cm。優(yōu)選的是，位于箱體上部布水器與箱體頂部(即水箱頂)之間的距離一般為15-50cm，優(yōu)選18-45cm，優(yōu)選20-40cm，優(yōu)選23-35cm，例如25cm、28cm或32cm。一般，主管的外徑為優(yōu)選5-12cm，優(yōu)選6-10cm，優(yōu)選8-9cm。支管的外徑一般為4-8cm，優(yōu)選4.5-7.5cm，優(yōu)選4-6.5cm，如5cm或6cm。優(yōu)選，在支管的長 度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角(α)一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。沿著支管的長度方向，相鄰兩組的兩個(gè)中間小孔的孔中心(或相鄰兩組的兩個(gè)對應(yīng)邊緣小孔的孔中心)之間的間距一般為12－27cm，優(yōu)選15－25cm，優(yōu)選17－23cm，如20cm。一般，沿著支管的橫向，即沿著與支管的長度垂直的方向，每一組中相鄰兩個(gè)小孔的孔中心之間的間距一般為1.2－2.7cm，優(yōu)選1.5－2.5cm，優(yōu)選1.7－2.3cm，例如2cm。每一個(gè)小孔的(內(nèi))直徑一般為0.7－1.3cm，優(yōu)選0.8－1.2cm，優(yōu)選0.9－1.1cm，，例如1cm。一般，平行的相鄰支管之間的間距是12－27cm，優(yōu)選15－25cm，優(yōu)選17－23cm，如20cm。一般，平行的兩根主管(201a，201b)之間的間距是60－350cm，優(yōu)選80－300cm，優(yōu)選90－250cm，優(yōu)選100－220cm，如120cm、150cm或200cm。

在上述實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，所有設(shè)置箱體下部的布水器包括彼此平行的兩根主管和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向下的多個(gè)支管。優(yōu)選，主管的中心軸與箱體內(nèi)壁之間的間距一般為10-40cm，優(yōu)選13-35cm，優(yōu)選15-30，例如18cm或20cm或25cm。優(yōu)選，位于主管起始端和末端的兩個(gè)(相距最遠(yuǎn))支管各自的中心軸與箱體內(nèi)壁之間的間距一般為7-35cm，優(yōu)選9-30cm，優(yōu)選10-25，例如15cm或20cm。優(yōu)選的是，設(shè)置箱體下部的布水器與箱體底部(即水箱底部)之間的距離一般為15-50cm，優(yōu)選18-45cm，優(yōu)選20-40cm，優(yōu)選23-35cm，例如25cm、28cm或32cm。一般，主管的外徑為優(yōu)選5-12cm，優(yōu)選6-10cm，優(yōu)選8-9cm。支管的外徑一般為4-8cm，優(yōu)選4.5-7.5cm，優(yōu)選4-6.5cm，如5cm或6cm。優(yōu)選，在支管的長度方向上開有向下的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角(α)一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。沿著支管的長度方向，相鄰兩組的兩個(gè)中間小孔的孔中心(或相鄰兩組的兩個(gè)對應(yīng)邊緣小孔的孔中心)之間的間距一般為12－27cm，優(yōu)選15－25cm，優(yōu)選17－23cm，如20cm。一般，沿著支管的橫向，即沿著與支管的長度垂直的方向，每一組中相鄰兩個(gè)小孔的孔中心之間的間距一般為1.2－2.7cm，優(yōu)選1.5－2.5cm，優(yōu)選1.7－2.3cm，例如2cm。每一個(gè)小孔的(內(nèi))直徑一般為0.7－1.3cm，優(yōu)選0.8－1.2cm，優(yōu)選0.9－1.1cm，，例如1cm。一般，平行的相鄰支管之間的間距是12－27cm，優(yōu)選15－25cm，優(yōu)選17－23cm，如20cm。一般，平行的兩根主管(201a，201b)之間的間距是60－350cm，優(yōu)選80－300cm，優(yōu)選90－250cm，優(yōu)選100－220cm，如120cm、150cm或200cm。

相變蓄熱元件優(yōu)選為管形或棒形蓄熱元件。相變蓄熱元件由圓筒形殼體、圓形封頭、通道隔離環(huán)、相變蓄熱材料構(gòu)成。其中圓筒形殼體、圓形封頭、通道隔離環(huán)由具有一定支撐強(qiáng) 度且導(dǎo)熱性能良好的材料(如鋼材)制成；相變蓄熱材料選用相變溫度在70-195℃之間，且熔解熱高于250kj/kg、比熱容高于2.0kj/kg.k、導(dǎo)熱性能良好的材料組成。相變蓄熱元件3的長度一般是50-200cm，優(yōu)選60-180cm，更優(yōu)選70-150cm，更優(yōu)選80-120cm，例如90cm，100cm。

(管形或棒形)相變蓄熱元件的外直徑一般是8-45cm，優(yōu)選10-40cm，更優(yōu)選12-35cm，更優(yōu)選15-27cm，例如18cm，25cm。

本發(fā)明所示相變蓄熱元件置于介質(zhì)水中，元件并行排列成n層m列，組成相變蓄熱元件陣列。每個(gè)元件四周被介質(zhì)水包圍。n為5-30，優(yōu)選7-27，優(yōu)選8-25，優(yōu)選9-22，優(yōu)選10-20，更優(yōu)選12-18，更優(yōu)選14-16。m為4-25，優(yōu)選5-22，優(yōu)選6-20，優(yōu)選7-18，優(yōu)選8-16，更優(yōu)選9-15，更優(yōu)選12-14。

蓄熱過程：當(dāng)介質(zhì)水溫度高于相變蓄熱元件內(nèi)的相變蓄熱材料的熔點(diǎn)時(shí)，相變蓄熱材料吸收熱量開始由外向內(nèi)融化，全部融化后相變蓄熱材料開始升溫，直到接近和達(dá)到介質(zhì)水溫度停止吸熱，蓄熱過程完成。

放熱過程：當(dāng)介質(zhì)水溫度低于相變蓄熱元件內(nèi)的相變蓄熱材料的熔點(diǎn)時(shí)，相變蓄熱材料釋放熱量開始由外向內(nèi)凝固，全部凝固后相變蓄熱材料開始降溫，直到接近和達(dá)到介質(zhì)水溫度停止放熱，放熱過程完成。

優(yōu)選的是，由多個(gè)相變蓄熱元件排列而成的陣列或?qū)盈B體的排列方式為：多個(gè)管形或棒形蓄熱元件的排列方式是分為多層次進(jìn)行排列(即n層m列)，每一層由多個(gè)管形或棒形蓄熱元件水平平行排列，進(jìn)而各層進(jìn)行層疊。形成陣列或?qū)盈B體或堆疊體。管形或棒形蓄熱元件作為陣列或?qū)盈B體或堆疊體形式排列，陣列或?qū)盈B體或堆疊體的高度一般是0.4-2.5m，優(yōu)選0.5-2.2m，更優(yōu)選0.6-2.0m，更優(yōu)選0.7-1.8m，例如0.8、1.0、1.2或1.5m。這一高度取決于儲(chǔ)能裝置箱體的內(nèi)部空間的高度。

在本申請，管形或棒形相變蓄熱元件的長度或陣列或?qū)盈B體或堆疊體的長度一般等于或大約等于或稍大于布水器的長度或?qū)挾?。一般，陣列或?qū)盈B體或堆疊體的寬度等于或大約等于或稍大于布水器的寬度。管形或棒形相變蓄熱元件的長度方向或陣列或?qū)盈B體或堆疊體的長度方向與箱體的長度方向相同?；蛘撸苄位虬粜蜗嘧冃顭嵩拈L度方向或陣列或?qū)盈B體或堆疊體的長度方向也可以垂直于箱體的長度方向，此時(shí)，在箱體的長度方向包括多個(gè)陣列或?qū)盈B體或堆疊體。

管形或棒形相變蓄熱元件的橫截面呈現(xiàn)圓形，橢圓形或矩形。另外，第一或第二盤管的橫截面呈現(xiàn)圓形，橢圓形或矩形。

更優(yōu)選的是，同一層上相鄰的各管形或棒形相變蓄熱元件之間或上下相鄰兩層的管形或 棒形相變蓄熱元件之間有間隙或有一定的間距。一般，同一層的該間隙或間距，或上下相鄰兩層的該間隙或間距，各自獨(dú)立地是1.2－20cm，優(yōu)選1.8－15cm，優(yōu)選2.3－10cm，如2.5-8cm，例如3、4、5或6cm。

對于儲(chǔ)能裝置箱體，或儲(chǔ)能裝置箱體的內(nèi)部空間，它的高度一般是1.5-3.3m，優(yōu)選1.8-3.0m，更優(yōu)選2.0-2.7m，更優(yōu)選2.3-2.6m，例如2.4或2.5m。

相變蓄熱材料的熔點(diǎn)范圍或熔程一般是在75-100℃，優(yōu)選在82-95℃之間。當(dāng)管形相變蓄熱元件周圍的介質(zhì)水溫度達(dá)到82℃時(shí)管形蓄熱元件內(nèi)部的相變蓄熱材料開始融化，達(dá)到95℃時(shí)完全融化，此為固轉(zhuǎn)液蓄熱過程，反之為放熱過程，在放熱過程中相變蓄熱材料發(fā)生結(jié)晶或凝固。借助于這一可逆過程，能夠?qū)⒌凸葧r(shí)段產(chǎn)生的熱能存儲(chǔ)起來，需要時(shí)釋放出來，它具有蓄熱量大、安全穩(wěn)定之特點(diǎn)。

密封在管形或棒形蓄熱元件(3)內(nèi)的相變蓄熱材料304包括以下組分或具有以下組成：

a)八水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，優(yōu)選74-87wt％，優(yōu)選78-85wt％；

b)一水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，優(yōu)選4.5-8wt％，優(yōu)選5-7wt％；

c)碳酸鋇[BaCO₃]：0.5-3wt％，優(yōu)選0.7-2.5wt％，優(yōu)選0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，優(yōu)選1.5-4.7wt％，優(yōu)選2.0-4.0wt％，優(yōu)選2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的鐵粉：0.08-1wt％，優(yōu)選0.10-0.8wt％，優(yōu)選0.15-0.6wt％，優(yōu)選0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸鈰(III)：2.8-6wt％，優(yōu)選3.0-5wt％，優(yōu)選3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸銪(III)：2.2-5wt％，優(yōu)選2.6-4.5wt％，優(yōu)選3-4wt％。

本申請的發(fā)明人通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過添加f)和g)兩種稀土化合物，一方面顯著提高蓄熱材料的比熱熔，另一方面，能夠顯著降低蓄熱材料的體積膨脹率。例如當(dāng)相變蓄熱材料從50℃升溫至90℃，本發(fā)明的相變蓄熱材料的體積膨脹率低于0.2％，優(yōu)選低于0.15％，更優(yōu)選低于0.1％，更優(yōu)選等于0.08％或甚至0.05％。較低的熱膨脹率對于密封在長條形的鋼管內(nèi)而言是非常關(guān)鍵的。

優(yōu)選的是，相變蓄能裝置在底部裝有腳輪。這使得相變蓄能熱裝置移動(dòng)更加靈活、輕便。

為了運(yùn)輸方便，優(yōu)選的是，相變蓄能裝置的外尺寸與運(yùn)輸車輛例如貨車、卡車或鐵路車輛的裝載尺寸相適應(yīng)。例如相變蓄能裝置的外形類似于集裝箱。

優(yōu)選的是，本申請中的裝置中與水接觸的所有部件采用不銹鋼制造，更優(yōu)選采用304不銹鋼。例如采用304不銹鋼鋼板或采用304不銹鋼鋼管。

在本申請中，布水器主管為直徑8.9cm的不銹鋼鋼管。支管為5cm直徑的不銹鋼鋼管。 在主管h端口封死，并可以焊接到箱體的內(nèi)表面上。以便固定布水器。另外，布水器用不銹鋼支架固定。遇到人孔或其它障礙時(shí)，可采用縮短支管的方式來解決。陣列或?qū)盈B體可采用不銹鋼支架來固定或安裝。

如果利用本發(fā)明所涉及的儲(chǔ)熱技術(shù)及裝置將這些低品質(zhì)存儲(chǔ)起來按需通過管網(wǎng)和移動(dòng)供熱專用車輸送給供暖和生活熱水用戶，同時(shí)再將太陽能、棄風(fēng)電、低谷電等能源存儲(chǔ)、利用起來進(jìn)行多熱源聯(lián)網(wǎng)城市供熱，即可大大降低城市生活供熱能耗，又能各種工業(yè)余廢熱的綜合回收利用率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果：

1)本發(fā)明在傳統(tǒng)直供式工藝系統(tǒng)中增加了儲(chǔ)熱設(shè)備及工藝，使新系統(tǒng)具有了儲(chǔ)能調(diào)峰供熱等功能；

2)提高了余熱回收過程的穩(wěn)定性，擴(kuò)大了余熱利用的領(lǐng)域和用戶范圍；

3)本發(fā)明應(yīng)用于以常規(guī)能源做燃料的鍋爐供熱系統(tǒng)，提高了鍋爐調(diào)峰能力和過負(fù)荷供熱能力。對用戶新建供熱熱源，可減少以鍋爐為熱源的投資；對于已有供熱熱源，可增加熱源的供熱能力。

4)本發(fā)明應(yīng)用于以常規(guī)供熱系統(tǒng)的管網(wǎng)中，起到管網(wǎng)調(diào)峰作用，提高了供熱管網(wǎng)帶供熱負(fù)荷能力。對老舊供熱管網(wǎng)，增加儲(chǔ)能裝置，可在不提升管網(wǎng)壓力情況下增加管網(wǎng)的供熱能力，降低了為滿足負(fù)荷增加而提高管網(wǎng)壓力造成老舊管網(wǎng)破裂事故等風(fēng)險(xiǎn)。

5)可減輕環(huán)境污染：由于本發(fā)明在原常規(guī)系統(tǒng)中增加了儲(chǔ)能裝置，鍋爐熱效率可維持在較高工況下運(yùn)行，提高了余熱和鍋爐的利用效率，降低了能源消耗，降低了污染物排放。

綜上所述，此新工藝系統(tǒng)發(fā)明方案有效彌補(bǔ)了原有技術(shù)方案所存在的多項(xiàng)缺陷，相比較原有技術(shù)更加節(jié)能、安全、可靠、實(shí)用，可以預(yù)計(jì)在未來有很好的市場前景。

附圖說明

圖1位本發(fā)明一種相變蓄能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一套相變蓄能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明相變蓄熱元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明供熱出水布水器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明儲(chǔ)熱回水布水器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明供熱回水布水器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明儲(chǔ)熱出水布水器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖4-6中E處的局部放大圖；

圖9為本發(fā)明裝置蓄熱放熱流程圖。

附圖標(biāo)記1：相變蓄能裝置；2：儲(chǔ)能裝置箱體；201：外保護(hù)殼體；202：箱體保溫層；203：內(nèi)箱體；204：蓄熱元件支架；3：供熱出水布水器；301：供熱出水布水器出口；302：供熱出水布水主管；303：供熱出水布水主管支管；4：儲(chǔ)熱回水布水器；401：儲(chǔ)熱回水布水器入口；402：儲(chǔ)熱回水布水器主管；403：儲(chǔ)熱回水布水器支管；5：供熱回水布水器；501：供熱回水布水器入口；502：供熱回水布水主管；503：供熱回水布水支管；6：儲(chǔ)熱出水布水器；601：儲(chǔ)熱出水布水器出口；602：儲(chǔ)熱出水布水主管；603：儲(chǔ)熱出水布水支管；7：相變蓄熱元件；701：圓筒形殼體；702：圓形封頭；703：相變蓄熱材料；704：通道隔離環(huán)；8：工業(yè)余熱設(shè)備；9：余熱回收換熱器；10：用熱裝置；11：供熱循環(huán)泵；12：儲(chǔ)能循環(huán)泵；L1：余熱管道；L2：第一供水管道；L3：第二供水管道；L4：第一回水管道；L5：第二回水管道；L6：回收管道。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案，提供一種變蓄能裝置；

一種相變蓄能裝置1，該裝置包括：

1)儲(chǔ)能裝置箱體體2，

2)中心蓄熱組件，它包括：供熱出水布水器3、儲(chǔ)熱回水布水器4、供熱回水布水器5、儲(chǔ)熱出水布水器6、相變蓄熱元件7，供熱出水布水器3和儲(chǔ)熱回水布水器4設(shè)置在箱體2的上部，供熱回水布水器5和儲(chǔ)熱出水布水器6設(shè)置在箱體2的下部，相變蓄熱元件7設(shè)置在箱體2的中部，并且多個(gè)相變蓄熱元件7排列而成陣列或?qū)盈B體，

其中，供熱出水布水器3的出口301位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的上部，儲(chǔ)熱出水布水器6的出口601也位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的上部，而供熱回水布水器5的入口501位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的下部，儲(chǔ)熱回水布水器4的入口401也位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的下部。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)能裝置箱體體2包括外保護(hù)殼體201、箱體保溫層202、內(nèi)箱體203。外保護(hù)殼體201位于儲(chǔ)能裝置箱體體2的最外層。內(nèi)箱體203位于儲(chǔ)能裝置箱體體2的最內(nèi)層。箱體保溫層202設(shè)置在外保護(hù)殼體201和內(nèi)箱體203之間。

優(yōu)選，箱體保溫層202使用高密度聚氨酯發(fā)泡保溫層。

優(yōu)選的是，內(nèi)箱體203上設(shè)有蓄熱元件支架204。相變蓄熱元件7放置在蓄熱元件支架204上。

在本發(fā)明中，相變蓄熱元件7由圓筒形殼體701、圓形封頭702、相變蓄熱材料703構(gòu)成。

優(yōu)選，多個(gè)相變蓄熱元件7排列而成陣列或?qū)盈B體，相變蓄熱元件7間設(shè)有通道隔離環(huán)704。

優(yōu)選，圓筒形殼體701、圓形封頭702和通道隔離環(huán)704由具有一定支撐強(qiáng)度且導(dǎo)熱性能良好的材料制成。

在本發(fā)明中，所述相變蓄熱材料703包括以下組分或具有以下組成：

a)八水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，優(yōu)選74-87wt％，優(yōu)選78-85wt％；

b)一水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，優(yōu)選4.5-8wt％，優(yōu)選5-7wt％；

c)碳酸鋇[BaCO₃]：0.5-3wt％，優(yōu)選0.7-2.5wt％，優(yōu)選0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，優(yōu)選1.5-4.7wt％，優(yōu)選2.0-4.0wt％，優(yōu)選2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的鐵粉：0.08-1wt％，優(yōu)選0.10-0.8wt％，優(yōu)選0.15-0.6wt％，優(yōu)選0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸鈰(III)：2.8-6wt％，優(yōu)選3.0-5wt％，優(yōu)選3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸銪(III)：2.2-5wt％，優(yōu)選2.6-4.5wt％，優(yōu)選3-4wt％。

在本發(fā)明中，供熱出水布水器3包括彼此平行的兩根主管302和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管303。

優(yōu)選，在支管303的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱回水布水器4包括彼此平行的兩根主管402和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管403。

優(yōu)選，在支管403的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，供熱回水布水器5包括彼此平行的兩根主管502和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管503。

優(yōu)選，在支管503的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱出水布水器6包括彼此平行的兩根主管602和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管603。

優(yōu)選，在支管603的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，陣列或?qū)盈B體的排列方式為：多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件7的排列方式是分為多層次進(jìn)行排列，每一層由多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件7水平平行排列，進(jìn)而各層進(jìn)行層疊，形成陣列或?qū)盈B體或堆疊體。

優(yōu)選的是，管形或棒形相變蓄熱元件7作為陣列或?qū)盈B體或堆疊體形式排列，陣列或?qū)盈B體或堆疊體的高度一般是1.0-2.9m，優(yōu)選1.2-2.7m，更優(yōu)選1.4-2.5m，更優(yōu)選1.6-2.2m，例如1.8或2.0m。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案，提供一套相變蓄能裝置(一種相變蓄能系統(tǒng))；

一套相變蓄能裝置，該裝置或系統(tǒng)包括：

1)儲(chǔ)能裝置箱體或殼體2，

2)中心蓄熱組件，它包括：供熱出水布水器3、儲(chǔ)熱回水布水器4、供熱回水布水器5、儲(chǔ)熱出水布水器6、相變蓄熱元件7，供熱出水布水器3和儲(chǔ)熱回水布水器4設(shè)置在箱體2的上部，供熱回水布水器5和儲(chǔ)熱出水布水器6設(shè)置在箱體2的下部，相變蓄熱元件7設(shè)置在箱體2的中部，并且多個(gè)相變蓄熱元件7排列而成陣列或?qū)盈B體，

3)工業(yè)余熱設(shè)備8、余熱管道L1，

4)余熱回收換熱器9、第一供水管道L2，

5)第二供水管道L3、用熱裝置10、第一回水管道L4，

6)第二回水管道L5、回收管道L6；

其中，供熱出水布水器3的出口301位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的上部，儲(chǔ)熱出水布水器6的出口601也位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的上部，而供熱回水布水器5的入口501位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的下部，儲(chǔ)熱回水布水器4的入口401也位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的下部；和

余熱管道L1連接工業(yè)余熱設(shè)備8和余熱回收換熱裝置9，第一供水管道L2連接余熱回收換熱裝置9和儲(chǔ)熱回水布水器4的入口401，第二供水管道L3連接供熱出水布水器3的出口301和用熱裝置10，第一回水管道L4連接用熱裝置10和供熱回水布水器5的入口501，第二回水管道L5連接儲(chǔ)熱出水布水器6的出口601和余熱回收換熱器9，回收管道L6連接余熱回收換熱器9和工業(yè)余熱設(shè)備8。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)能裝置箱體體2包括外保護(hù)殼體201、箱體保溫層202、內(nèi)箱體203。外保護(hù)殼體201位于儲(chǔ)能裝置箱體體2的最外層。內(nèi)箱體203位于儲(chǔ)能裝置箱體體2的最內(nèi)層。箱體保溫層202設(shè)置在外保護(hù)殼體201和內(nèi)箱體203之間。

優(yōu)選，箱體保溫層202使用高密度聚氨酯發(fā)泡保溫層。

優(yōu)選的是，內(nèi)箱體203上設(shè)有蓄熱元件支架204。相變蓄熱元件7放置在蓄熱元件支架204上。

在本發(fā)明中，相變蓄熱元件7由圓筒形殼體701、圓形封頭702、相變蓄熱材料703構(gòu)成。

優(yōu)選，多個(gè)相變蓄熱元件7排列而成陣列或?qū)盈B體，相變蓄熱元件7間設(shè)有通道隔離環(huán)704。

優(yōu)選，圓筒形殼體701、圓形封頭702和通道隔離環(huán)704由具有一定支撐強(qiáng)度且導(dǎo)熱性能良好的材料制成。

在本發(fā)明中，所述相變蓄熱材料703包括以下組分或具有以下組成：

a)八水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，優(yōu)選74-87wt％，優(yōu)選78-85wt％；

b)一水合氫氧化鋇[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，優(yōu)選4.5-8wt％，優(yōu)選5-7wt％；

c)碳酸鋇[BaCO₃]：0.5-3wt％，優(yōu)選0.7-2.5wt％，優(yōu)選0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，優(yōu)選1.5-4.7wt％，優(yōu)選2.0-4.0wt％，優(yōu)選2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的鐵粉：0.08-1wt％，優(yōu)選0.10-0.8wt％，優(yōu)選0.15-0.6wt％，優(yōu)選0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸鈰(III)：2.8-6wt％，優(yōu)選3.0-5wt％，優(yōu)選3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸銪(III)：2.2-5wt％，優(yōu)選2.6-4.5wt％，優(yōu)選3-4wt％。

在本發(fā)明中，供熱出水布水器3包括彼此平行的兩根主管302和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管303。

優(yōu)選，在支管303的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一 般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱回水布水器4包括彼此平行的兩根主管402和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管403。

優(yōu)選，在支管403的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，供熱回水布水器5包括彼此平行的兩根主管502和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管503。

優(yōu)選，在支管503的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)熱出水布水器6包括彼此平行的兩根主管602和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的多個(gè)支管603。

優(yōu)選，在支管603的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。

更優(yōu)選，每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α一般為50－70°，優(yōu)選55-65°，例如60°。

在本發(fā)明中，陣列或?qū)盈B體的排列方式為：多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件7的排列方式是分為多層次進(jìn)行排列，每一層由多個(gè)管形或棒形相變蓄熱元件7水平平行排列，進(jìn)而各層進(jìn)行層疊，形成陣列或?qū)盈B體或堆疊體。

優(yōu)選的是，管形或棒形相變蓄熱元件7作為陣列或?qū)盈B體或堆疊體形式排列，陣列或?qū)盈B體或堆疊體的高度一般是1.0-2.9m，優(yōu)選1.2-2.7m，更優(yōu)選1.4-2.5m，更優(yōu)選1.6-2.2m，例如1.8或2.0m。

在本發(fā)明中，第一回水管道L4上設(shè)有供熱循環(huán)泵11。

在本發(fā)明中，第二回水管道L5上設(shè)有儲(chǔ)能循環(huán)泵12。

根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案，提供一種相變蓄能裝置蓄熱放熱方法；

一種相變蓄能裝置蓄熱放熱方法，該方法包括以下步驟：

1)蓄熱過程：儲(chǔ)熱出水布水器6噴灑出熱水，熱水噴灑在相變蓄熱元件7上，相變蓄熱元件7吸收熱量并儲(chǔ)存熱能，被吸收熱量的熱水變?yōu)槔渌?，冷水?jīng)過儲(chǔ)熱回水布水器4從外部吸收熱量，進(jìn)行循環(huán)；此過程實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崴畯纳舷蛳乱苿?dòng)，并將熱能通過水傳導(dǎo)給相變蓄熱元件7，使相變蓄熱元件中的相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)融化，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，儲(chǔ)熱過程完成；

2)放熱過程：供熱回水布水器5噴灑出冷水，冷水水經(jīng)過相變蓄熱元件7，相變蓄熱元件7放出熱量，冷水吸收熱量變?yōu)闊崴?，熱水?jīng)過供熱出水布水器3送外外部需要熱量的用具上，進(jìn)行循環(huán)；此過程實(shí)現(xiàn)供熱后低溫回水從下向上移動(dòng)，將相變蓄熱元件7中的熱能傳導(dǎo)給水，使蓄熱元件中的液態(tài)相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)凝固，液態(tài)變固態(tài)后放熱過程完成。

根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方案，提供一套相變蓄能裝置蓄熱放熱方法

一套相變蓄能裝置蓄熱放熱方法，該方法包括以下步驟：

1)蓄熱過程：工業(yè)余熱設(shè)備8通過余熱管道L1將熱量輸送至余熱回收換熱器9，余熱回收換熱器9將熱量傳送給介質(zhì)水經(jīng)由第一供水管道L2通過儲(chǔ)熱出水布水器出口601進(jìn)入儲(chǔ)熱出水布水器6；儲(chǔ)熱出水布水器6噴灑出熱水，熱水噴灑在相變蓄熱元件7上，相變蓄熱元件7吸收熱量并儲(chǔ)存熱能，被吸收熱量的熱水變?yōu)槔渌?，冷水通過儲(chǔ)熱回水布水器4從儲(chǔ)熱回水布水器入口401經(jīng)由第二回水管道L5進(jìn)入余熱回收換熱器9中吸收熱量，進(jìn)行循環(huán)；此過程在相變蓄能裝置中實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崴畯纳舷蛳乱苿?dòng)，并將熱能通過水傳導(dǎo)給相變蓄熱元件7，使相變蓄熱元件中的相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)融化，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，儲(chǔ)熱過程完成；

2)放熱過程：供熱回水布水器5噴灑出冷水，冷水水經(jīng)過相變蓄熱元件7，相變蓄熱元件7放出熱量，冷水吸收熱量變?yōu)闊崴?，熱水通過供熱出水布水器3從供熱出水布水器出口301經(jīng)由第二供水管道L3進(jìn)入用熱裝置10，用熱裝置10利用熱能后熱水變?yōu)槔渌?，冷水?jīng)由第一回水管道L4通過供熱回水布水器入口501進(jìn)入供熱回水布水器5中，進(jìn)行循環(huán)；此過程在相變蓄能裝置中實(shí)現(xiàn)供熱后低溫回水從下向上移動(dòng)，將相變蓄熱元件7中的熱能傳導(dǎo)給水，使蓄熱元件中的液態(tài)相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)凝固，液態(tài)變固態(tài)后放熱過程完成。

實(shí)施例1：

相變蓄熱材料包括以下組分：

制備過程：將a)組分加熱熔化，繼續(xù)加熱升溫至90℃，然后添加其它組分，攪拌混合，形成混合物形式的相變蓄熱材料?；旌衔锏拿芏?ρ)為2520kg/m³。相變溫度范圍：82-95℃。相變潛熱(L)＝322-333kJ/kg。比熱容(Cp)＝5.52kJ/kg·℃?；旌衔飶?0℃升溫至90℃，體積膨脹率為0.05％。

填裝：讓混合物冷卻至40℃左右，填裝到管形或棒形蓄熱元件(7)中，焊接密封端口。

對比例1

相變蓄熱材料包括以下組分：

制備過程：將a)組分加熱熔化，繼續(xù)加熱升溫至90℃，然后添加其它組分，攪拌混合，形成混合物形式的相變蓄熱材料?；旌衔锏拿芏?ρ)為2311kg/m³。相變溫度范圍：76-82℃。相變潛熱(L)＝293-297kJ/kg。比熱容(Cp)＝4.51kJ/kg·℃?；旌衔飶?0℃升溫至90℃，體積膨脹率為0.8％。

實(shí)施例2

一種相變蓄能裝置1，該裝置包括：

1)儲(chǔ)能裝置箱體體2，

2)中心蓄熱組件，它包括：供熱出水布水器3、儲(chǔ)熱回水布水器4、供熱回水布水器5、儲(chǔ)熱出水布水器6、相變蓄熱元件7，供熱出水布水器3和儲(chǔ)熱回水布水器4設(shè)置在箱體2的上部，供熱回水布水器5和儲(chǔ)熱出水布水器6設(shè)置在箱體2的下部，相變蓄熱元件7設(shè)置在箱體2的中部，并且20個(gè)相變蓄熱元件7排列而成陣列或?qū)盈B體，

其中，供熱出水布水器3的出口301位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的上部，儲(chǔ)熱出水布水器6的出口601也位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的上部，而供熱回水布水器5的入口501位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的下部，儲(chǔ)熱回水布水器4的入口401也位于儲(chǔ)能裝置箱體2的外側(cè)的下部。

在本發(fā)明中，儲(chǔ)能裝置箱體體2包括外保護(hù)殼體201、箱體保溫層202、內(nèi)箱體203。外 保護(hù)殼體201位于儲(chǔ)能裝置箱體體2的最外層。內(nèi)箱體203位于儲(chǔ)能裝置箱體體2的最內(nèi)層。箱體保溫層202設(shè)置在外保護(hù)殼體201和內(nèi)箱體203之間。

箱體保溫層202使用高密度聚氨酯發(fā)泡保溫層。內(nèi)箱體203上設(shè)有蓄熱元件支架204。相變蓄熱元件7放置在蓄熱元件支架204上。相變蓄熱元件7由圓筒形殼體701、圓形封頭702、相變蓄熱材料703構(gòu)成。20個(gè)相變蓄熱元件7排列而成陣列或?qū)盈B體，相變蓄熱元件7間設(shè)有通道隔離環(huán)704。圓筒形殼體701、圓形封頭702和通道隔離環(huán)704由具有一定支撐強(qiáng)度且導(dǎo)熱性能良好的材料制成。

供熱出水布水器3包括彼此平行的兩根主管302和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的10個(gè)支管303。在支管303的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α為60°。儲(chǔ)熱回水布水器4包括彼此平行的兩根主管402和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的8個(gè)支管403。在支管403的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α為60°。供熱回水布水器5包括彼此平行的兩根主管502和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的10個(gè)支管503。在支管503的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α為60°。儲(chǔ)熱出水布水器6包括彼此平行的兩根主管602和連接在兩根主管之間的彼此平行的開孔方向向上的8個(gè)支管603。在支管603的長度方向上開有向上的噴水小孔，其中以3個(gè)小孔為一組，每一組中各小孔的孔中心處于或基本上處于同一直線上。每一組中3個(gè)小孔的孔中心所處于的同一直線與支管的軸心線之間的夾角α為60°。

實(shí)施例3

重復(fù)實(shí)施例1，只是增加以下部件：

3)工業(yè)余熱設(shè)備8、余熱管道L1，

4)余熱回收換熱器9、第一供水管道L2，

5)第二供水管道L3、用熱裝置10、第一回水管道L4，

6)第二回水管道L5、回收管道L6；

余熱管道L1連接工業(yè)余熱設(shè)備8和余熱回收換熱裝置9，第一供水管道L2連接余熱回收換熱裝置9和儲(chǔ)熱回水布水器4的入口401，第二供水管道L3連接供熱出水布水器3的出 口301和用熱裝置10，第一回水管道L4連接用熱裝置10和供熱回水布水器5的入口501，第二回水管道L5連接儲(chǔ)熱出水布水器6的出口601和余熱回收換熱器9，回收管道L6連接余熱回收換熱器9和工業(yè)余熱設(shè)備8。

第一回水管道L4上設(shè)有供熱循環(huán)泵11。

第二回水管道L5上設(shè)有儲(chǔ)能循環(huán)泵12。

實(shí)施例4

一種相變蓄能裝置蓄熱放熱方法，該方法包括以下步驟：

1)蓄熱過程：儲(chǔ)熱出水布水器6噴灑出熱水，熱水噴灑在相變蓄熱元件7上，相變蓄熱元件7吸收熱量并儲(chǔ)存熱能，被吸收熱量的熱水變?yōu)槔渌?，冷水?jīng)過儲(chǔ)熱回水布水器4從外部吸收熱量，進(jìn)行循環(huán)；此過程實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崴畯纳舷蛳乱苿?dòng)，并將熱能通過水傳導(dǎo)給相變蓄熱元件7，使相變蓄熱元件中的相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)融化，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，儲(chǔ)熱過程完成；

2)放熱過程：供熱回水布水器5噴灑出冷水，冷水水經(jīng)過相變蓄熱元件7，相變蓄熱元件7放出熱量，冷水吸收熱量變?yōu)闊崴?，熱水?jīng)過供熱出水布水器3送外外部需要熱量的用具上，進(jìn)行循環(huán)；此過程實(shí)現(xiàn)供熱后低溫回水從下向上移動(dòng)，將相變蓄熱元件7中的熱能傳導(dǎo)給水，使蓄熱元件中的液態(tài)相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)凝固，液態(tài)變固態(tài)后放熱過程完成。

實(shí)施例5

一套相變蓄能裝置蓄熱放熱方法，該方法包括以下步驟：

1)蓄熱過程：工業(yè)余熱設(shè)備8通過余熱管道L1將熱量輸送至余熱回收換熱器9，余熱回收換熱器9將熱量傳送給介質(zhì)水經(jīng)由第一供水管道L2通過儲(chǔ)熱出水布水器出口601進(jìn)入儲(chǔ)熱出水布水器6；儲(chǔ)熱出水布水器6噴灑出熱水，熱水噴灑在相變蓄熱元件7上，相變蓄熱元件7吸收熱量并儲(chǔ)存熱能，被吸收熱量的熱水變?yōu)槔渌?，冷水通過儲(chǔ)熱回水布水器4從儲(chǔ)熱回水布水器入口401經(jīng)由第二回水管道L5進(jìn)入余熱回收換熱器9中吸收熱量，進(jìn)行循環(huán)；此過程在相變蓄能裝置中實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崴畯纳舷蛳乱苿?dòng)，并將熱能通過水傳導(dǎo)給相變蓄熱元件7，使相變蓄熱元件中的相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)融化，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，儲(chǔ)熱過程完成；

2)放熱過程：供熱回水布水器5噴灑出冷水，冷水水經(jīng)過相變蓄熱元件7，相變蓄熱元件7放出熱量，冷水吸收熱量變?yōu)闊崴?，熱水通過供熱出水布水器3從供熱出水布水器出口301經(jīng)由第二供水管道L3進(jìn)入用熱裝置10，用熱裝置10利用熱能后熱水變?yōu)槔渌渌?jīng)由第一回水管道L4通過供熱回水布水器入口501進(jìn)入供熱回水布水器5中，進(jìn)行循環(huán)；此過程在相變蓄能裝置中實(shí)現(xiàn)供熱后低溫回水從下向上移動(dòng)，將相變蓄熱元件7中的熱能傳導(dǎo)給 水，使蓄熱元件中的液態(tài)相變蓄熱材料逐漸由外向內(nèi)凝固，液態(tài)變固態(tài)后放熱過程完成。