本發(fā)明涉及儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大功率碳纖維熱儲(chǔ)能裝置。

背景技術(shù)：

電儲(chǔ)能技術(shù)是大力發(fā)展可再生能源、實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電和微電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，也是落實(shí)國(guó)家調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，節(jié)能減排和走可持續(xù)發(fā)展道路的重要的技術(shù)舉措。

電熱儲(chǔ)能技術(shù)或稱電能儲(chǔ)熱技術(shù)是儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，其基本原理是將電能轉(zhuǎn)換成熱能，并將能量以熱能形式儲(chǔ)存起來(lái)，需要時(shí)再將熱能釋放出來(lái)。目前主要以熱源的方式應(yīng)用于供暖、少量應(yīng)用于工業(yè)熱源等領(lǐng)域，是目前國(guó)家大力倡導(dǎo)的電蓄熱、風(fēng)電清潔供暖和電網(wǎng)移峰填谷等項(xiàng)目最重要的技術(shù)支撐。

但是，現(xiàn)有的電熱儲(chǔ)能設(shè)備采用傳統(tǒng)的加熱方式導(dǎo)致功率低和熱轉(zhuǎn)化效率低的問(wèn)題，另外，對(duì)于儲(chǔ)存的能量進(jìn)行保存避免能量散失也是需要考慮的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種大功率碳纖維熱儲(chǔ)能裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電熱儲(chǔ)能設(shè)備功率低、熱轉(zhuǎn)換效率低、能量易散失的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種大功率碳纖維熱儲(chǔ)能裝置，包括平板狀的頂腔和平板狀的底腔，所述頂腔與所述底腔之間設(shè)置有豎直方向的平板狀的立腔，所述立腔將所述頂腔與所述底腔之間的空間分隔為前部區(qū)域和后部區(qū)域；

所述頂腔與所述底腔之間設(shè)置有至少一層水平的平板狀的間隔腔，所述間隔腔將所述前部區(qū)域和后部區(qū)域分隔為上下設(shè)置的長(zhǎng)槽；

所述頂腔與所述底腔的左側(cè)之間設(shè)置有豎直方向的平板狀的左腔，所述左腔與所述頂腔、底腔、立腔和間隔腔連通；所述左腔的外側(cè)連接有第一管體；

所述頂腔與所述底腔的右側(cè)之間設(shè)置有豎直方向的平板狀的右腔，所述右腔與所述頂腔、底腔、立腔和間隔腔連通；所述右腔的外側(cè)連接有第二管體；

所述頂腔、底腔、左腔和右腔外側(cè)覆蓋有保溫層；

所述長(zhǎng)槽內(nèi)設(shè)置有若干間隔板，若干間隔板將所述長(zhǎng)槽分隔為若干安置腔；每個(gè)所述安置腔配置有一接線盒；

所述安置腔內(nèi)容置有單體儲(chǔ)能裝置，所述單體儲(chǔ)能裝置包括導(dǎo)熱的殼體，所述殼體的頂端設(shè)有隔熱的封蓋，所述封蓋朝向所述安置腔的外側(cè)；所述殼體與封蓋形成儲(chǔ)液腔，所述儲(chǔ)液腔內(nèi)填充有儲(chǔ)熱介質(zhì)；所述儲(chǔ)液腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱管，所述導(dǎo)熱管的兩端固定在所述封蓋上，所述導(dǎo)熱管內(nèi)設(shè)置有碳纖維電熱管，所述碳纖維電熱管的兩端的碳纖維引線由所述封蓋上端引出；所述儲(chǔ)液腔內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器的傳感器引線由所述封蓋的上端引出；

每個(gè)安置腔內(nèi)的單體儲(chǔ)能裝置的碳纖維引線和傳感器引線與該安置腔內(nèi)的接線盒連接；各接線盒并聯(lián)連接，使得各碳纖維電熱管并聯(lián)連接；各溫度傳感器經(jīng)接線盒與外部監(jiān)控裝置連接；

所述頂腔與所述底腔的前端和后端分別設(shè)置有保溫門，所述保溫門將各單體儲(chǔ)能裝置封在所述安置腔內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述頂腔由上方的第一隔熱板和下方的第一導(dǎo)熱板構(gòu)成；

所述底腔由下方的第二隔熱板和上方的第二導(dǎo)熱板構(gòu)成；

所述左腔由左側(cè)的第三隔熱板和右側(cè)的第三導(dǎo)熱板構(gòu)成；

所述右腔由右側(cè)的第四隔熱板和左側(cè)的第四導(dǎo)熱板構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述立腔由兩塊第五導(dǎo)熱板構(gòu)成；

所述間隔腔由兩塊第六導(dǎo)熱板構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所頂腔和所述底腔與所述立腔連通；所述立腔與所述間隔腔連通。

進(jìn)一步地，所述保溫層為真空保溫層，所述真空保溫層包括環(huán)繞在所述頂腔、底腔、左腔和右腔外側(cè)的外殼，所述外殼與所述頂腔、底腔、左腔和右腔之間形成第一真空腔，所述第一真空腔連接有第一抽真空管口。

進(jìn)一步地，所述保溫門包括內(nèi)門板和外門板，所述內(nèi)門板和外門板之間形成第二真空腔，所述第二真空腔連接有第二抽真空管口。

進(jìn)一步地，所述外殼、內(nèi)門板和外門板都為隔熱板體。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理；采用若干并聯(lián)的碳纖維電熱管同時(shí)進(jìn)行工作，使用壽命長(zhǎng)、電熱轉(zhuǎn)換效率高、耐高溫、功率可隨意調(diào)節(jié)；采用單體儲(chǔ)能裝置，將加熱裝置模塊化，便于管理和維修；頂腔、底腔、立腔、間隔腔、左腔和右腔將各單體儲(chǔ)能裝置包裹起來(lái)，便于進(jìn)行熱量交換，單體儲(chǔ)能裝置內(nèi)的熱量向外散失時(shí)會(huì)被各腔吸收，避免能量散失；兩端設(shè)置第一管體和第二管體，用于送入和排出換熱液體，由于第一管體和第二管體處的流量小于各腔內(nèi)的流量，使得各腔內(nèi)流速較慢，可以進(jìn)行更好的熱量交換；保溫層和保溫門采用真空腔體實(shí)現(xiàn)保溫，可以更好地隔絕內(nèi)外的熱量交換，避免能量散失。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)部分隔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的單體儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1、頂腔；2、底腔；3、立腔；4、間隔腔；5、左腔；6、第一管體；7、右腔；8、保溫門；9、外殼；10、第一抽真空管口；11、間隔板；12、安置腔；13、接線盒；14、殼體；15、封蓋；16、儲(chǔ)熱介質(zhì)；17、導(dǎo)熱管；18、碳纖維電熱管；19、碳纖維引線；20、溫度傳感器；21、傳感器引線；22、第二抽真空管口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-3所示，本實(shí)施例中的大功率碳纖維熱儲(chǔ)能裝置，包括平板狀的頂腔1和平板狀的底腔2，這里的頂腔1和底腔2為互相平行的長(zhǎng)方形；所述頂腔1與所述底腔2之間設(shè)置有豎直方向的平板狀的立腔3，所述立腔3將所述頂腔1與所述底腔2之間的空間分隔為前部區(qū)域和后部區(qū)域。

所述頂腔1與所述底腔2之間設(shè)置有至少一層水平的平板狀的間隔腔4，本實(shí)施例中，以一層間隔腔4的情況為例；所述間隔腔4將所述前部區(qū)域和后部區(qū)域分隔為上下設(shè)置的長(zhǎng)槽，本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，由于只有一層間隔腔4，因此分隔為上下兩個(gè)長(zhǎng)槽。

所述頂腔1與所述底腔2的左側(cè)之間設(shè)置有豎直方向的平板狀的左腔5，所述左腔5與所述頂腔1、底腔2、立腔3和間隔腔4連通；所述左腔5的外側(cè)連接有第一管體6；所述頂腔1與所述底腔2的右側(cè)之間設(shè)置有豎直方向的平板狀的右腔7，所述右腔7與所述頂腔1、底腔2、立腔3和間隔腔4連通；所述右腔7的外側(cè)連接有第二管體；即頂腔1、底腔2、左腔5和右腔7圍繞成一個(gè)框體；所述頂腔1、底腔2、左腔5和右腔7外側(cè)覆蓋有保溫層(圖中未示出)，本實(shí)施例中，所述保溫層為真空保溫層，所述真空保溫層包括環(huán)繞在所述頂腔1、底腔2、左腔5和右腔7外側(cè)的外殼9，所述外殼9與所述頂腔1、底腔2、左腔5和右腔7之間形成第一真空腔(圖中未示出)，所述第一真空腔連接有第一抽真空管口10，通過(guò)第一抽真空管口10對(duì)第一真空腔抽真空。

所述長(zhǎng)槽內(nèi)設(shè)置有若干間隔板11，若干間隔板11將所述長(zhǎng)槽分隔為若干安置腔12；每個(gè)所述安置腔12配置有一接線盒13；所述安置腔12內(nèi)容置有單體儲(chǔ)能裝置，參見(jiàn)圖3，所述單體儲(chǔ)能裝置包括導(dǎo)熱的殼體14，殼體14的外形剛好與安置腔12的內(nèi)部形狀吻合，當(dāng)單體儲(chǔ)能裝置置于安置腔12內(nèi)時(shí)，使得殼體14與相鄰的腔體貼合，提高導(dǎo)熱性；所述殼體14的頂端設(shè)有隔熱的封蓋15，當(dāng)單體儲(chǔ)能裝置置于安置腔12內(nèi)時(shí)，所述封蓋15朝向所述安置腔12的外側(cè)；所述殼體14與封蓋15形成儲(chǔ)液腔，所述儲(chǔ)液腔內(nèi)填充有儲(chǔ)熱介質(zhì)16；所述儲(chǔ)液腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱管17，即導(dǎo)熱管17浸沒(méi)在儲(chǔ)熱介質(zhì)16中，所述導(dǎo)熱管17的兩端固定在所述封蓋15上，所述導(dǎo)熱管17內(nèi)設(shè)置有碳纖維電熱管18，所述碳纖維電熱管18的兩端的碳纖維引線19由所述封蓋15上端引出，繞熱管對(duì)碳纖維電熱管18進(jìn)行保護(hù)又不影響熱量的傳遞；所述儲(chǔ)液腔內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器20，所述溫度傳感器20的傳感器引線21由所述封蓋15的上端引出。

每個(gè)安置腔12內(nèi)的單體儲(chǔ)能裝置的碳纖維引線19和傳感器引線21與該安置腔12內(nèi)的接線盒13連接；各接線盒13并聯(lián)連接，使得各碳纖維電熱管18并聯(lián)連接，各碳纖維電熱管18各自單獨(dú)工作，互不影響，即便有一根出現(xiàn)問(wèn)題，其他的仍可正常工作；各溫度傳感器20經(jīng)接線盒13與外部監(jiān)控裝置連接，可在外部監(jiān)控裝置處實(shí)時(shí)了解各單體儲(chǔ)能裝置內(nèi)的溫度情況，可以根據(jù)溫度情況來(lái)調(diào)整碳纖維電熱管18的工作功率，以保證滿足一定的溫度值，也可以根據(jù)溫度傳感器20測(cè)量的溫度情況來(lái)判斷碳纖維電熱管18是否處于正常工作狀態(tài)，是否需要進(jìn)行維修。

所述頂腔1與所述底腔2的前端和后端分別設(shè)置有保溫門8，所述保溫門8將各單體儲(chǔ)能裝置封在所述安置腔12內(nèi)，當(dāng)單體儲(chǔ)能裝置需要進(jìn)行維修時(shí)，可以方便的打開(kāi)保溫門8，取出需要維修的單體儲(chǔ)能裝置進(jìn)行維修，非常方便。保溫門8與保溫層形成完整的密封保溫結(jié)構(gòu)，避免內(nèi)部能量散失。

本實(shí)施例中，所述頂腔1由上方的第一隔熱板和下方的第一導(dǎo)熱板構(gòu)成；所述底腔2由下方的第二隔熱板和上方的第二導(dǎo)熱板構(gòu)成；所述左腔5由左側(cè)的第三隔熱板和右側(cè)的第三導(dǎo)熱板構(gòu)成；所述右腔7由右側(cè)的第四隔熱板和左側(cè)的第四導(dǎo)熱板構(gòu)成；所述立腔3由兩塊第五導(dǎo)熱板構(gòu)成；所述間隔腔4由兩塊第六導(dǎo)熱板構(gòu)成。則各腔體與單體儲(chǔ)能裝置接觸的部分都采用導(dǎo)熱板構(gòu)成，利于熱量傳遞，位于外側(cè)的部分都采用隔熱板構(gòu)成，起到保溫作用，避免能量散失。

所頂腔1和所述底腔2與所述立腔3連通，所述立腔3與所述間隔腔4連通，則各腔體內(nèi)換熱液體可以更加均勻的交換，提高熱量交換的均勻性。

本實(shí)施例中，所述保溫門8包括內(nèi)門板和外門板，所述內(nèi)門板和外門板之間形成第二真空腔，所述第二真空腔連接有第二抽真空管口22，通過(guò)第二抽真空管口22對(duì)第二真空腔抽真空。真空腔可以很好的隔絕熱量傳遞，保溫效果好，避免能量散失。為了更好的進(jìn)行保溫，這里的外殼9、內(nèi)門板和外門板都為隔熱板體。

本實(shí)施例工作時(shí)，可以利用谷電為碳纖維電熱管18供電，碳纖維電熱管18的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管17傳遞給儲(chǔ)熱介質(zhì)16，熱量被儲(chǔ)熱介質(zhì)16儲(chǔ)存；當(dāng)需要利用儲(chǔ)存的熱能時(shí)，換熱液體由第一管體6進(jìn)入到左腔5內(nèi)，左腔5內(nèi)的換熱液體分布至上腔、底腔2、立腔3和分隔腔內(nèi)，然后換熱液體再匯聚至右腔7內(nèi)；儲(chǔ)熱介質(zhì)16內(nèi)存儲(chǔ)的熱量經(jīng)導(dǎo)熱的殼體14傳導(dǎo)致相鄰的左腔5、右腔7、上腔、底腔2、立腔3和分隔腔內(nèi)，被換熱液體吸收，然后換熱液體再?gòu)牡诙荏w流出供給用熱裝置使用。本實(shí)施例采用若干并聯(lián)的碳纖維電熱管18同時(shí)進(jìn)行工作，使用壽命長(zhǎng)、電熱轉(zhuǎn)換效率高、耐高溫、功率可隨意調(diào)節(jié)；采用單體儲(chǔ)能裝置，將加熱裝置模塊化，便于管理和維修；頂腔1、底腔2、立腔3、間隔腔4、左腔5和右腔7將各單體儲(chǔ)能裝置包裹起來(lái)，便于進(jìn)行熱量交換，單體儲(chǔ)能裝置內(nèi)的熱量向外散失時(shí)會(huì)被各腔吸收，避免能量散失；由于第一管體6和第二管體處的流量小于各腔內(nèi)的流量，使得各腔內(nèi)流速較慢，可以進(jìn)行更好的熱量交換；保溫層和保溫門8采用真空腔體實(shí)現(xiàn)保溫，可以更好地隔絕內(nèi)外的熱量交換，避免能量散失。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。