一種流體三腔熱管蓄熱器及蓄熱車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用流體已經(jīng)熱管實現(xiàn)的熱能吸收、儲存、交換和利用。
【背景技術】
[0002]蓄熱器是對熱能進行儲存的設備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
在工業(yè)節(jié)能領域，將余熱進行回收并儲存，通常采用相變技術進行蓄熱，在低溫領域采用蓄冰技術實現(xiàn)蓄熱；
在太陽能領域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實現(xiàn)高溫的儲存，但是由于其需要從固態(tài)轉變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0003]在太陽能領域，也采用空氣或其他氣體進行蓄熱，但其熱熔小，無法實現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。
[0004]蓄能電站采用電能進行儲存，特別是風電及光伏組成的電能，由于其無法實現(xiàn)儲存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費。如果采用熱能進行儲存，需要具備大功率的存儲能力的儲存器。
[0005]熱管在蓄熱器內已經(jīng)有使用，但是現(xiàn)有熱管技術壽命僅有3-7年，難以保證在太陽能以及蓄熱供暖領域30年的壽命，因而無法將現(xiàn)有熱管技術應用于蓄熱器。
[0006]但是，由于太陽能電站以及大型供暖領域需要大型的蓄熱及熱交換器，僅利用金屬管之外，無法實現(xiàn)地溫差，大規(guī)模的蓄熱及熱交換，因而需要一種改進的熱管技術。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種流體三腔熱管蓄熱器，可以實現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的蓄熱，本發(fā)明利用流體進行蓄熱，采用兩個腔室的熱管對流體進行換熱。
[0008]本發(fā)明的另外一個目的是提供一種流體三腔熱管加熱蓄熱器，可以實現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的蓄熱，本發(fā)明由上發(fā)明中，還增設有一個加熱裝置和熱源，為第一流體提供熱源及加設備。
[0009]本發(fā)明的另外目的是提供一種移動流體三腔熱管加熱蓄熱車，可以將蓄熱器進行移動，到一個熱能的區(qū)域，然后再進行利用；實現(xiàn)移動蓄熱。
[0010]具體
【發(fā)明內容】
如下:
一種流體三腔熱管蓄熱器，包括容器，流體，保溫材料，其特征是:
一個含有至少三個腔體的容器，其中一個腔體為熱管蒸發(fā)腔體，一個為熱管冷凝腔體，一個為蓄熱流體腔體；
至少含有兩種熱管，第一種為加熱熱管，第二種為放熱熱管，加熱熱管的蒸發(fā)端設置在熱管蒸發(fā)腔體內，冷凝端設置在蓄熱流體腔體，并與蓄熱流體進行緊密接觸，并與蓄熱流體的換熱，放熱熱管的蒸發(fā)端設置在蓄熱流體腔體內，并與蓄熱流體進行緊密接觸，并與蓄熱流體的換熱，冷凝端設置在熱管冷凝腔體內；
在蓄熱流體腔體內設置有蓄熱流體，蓄熱流體與放熱熱管的蒸發(fā)段或者加熱熱管的冷凝端進行連接換熱，蓄熱流體填充入整個蓄熱流體腔體內；
在熱管蒸發(fā)腔體以及熱管冷凝腔體上設置有流體的進口與出口及連接控制管件，在蓄熱流體腔體上設置有開口，可以將蓄熱流體從流體腔體內放置或者取出；
在容器的外部有保溫材料，保溫材料的外部設置有箱體；
加熱過程中，將溫度高于蓄熱流體的加熱流體從熱管蒸發(fā)腔體的進口進入容器，經(jīng)與熱管換熱后從出口流出，熱能由熱管傳熱到蓄熱流體腔體內并與蓄熱流體進行換熱，蓄熱流體的熱能被交換到流體中進行蓄熱；
蓄熱器可以用于在當?shù)匦顭峄虮灰苿拥叫枰牡貐^(qū)；
當需要利用蓄熱器中的熱能時，將溫度低于蓄熱流體的放熱流體從熱管冷凝腔體的進口流入，放熱流體與熱管進行換熱后吸收熱能經(jīng)出口流出，熱管吸收蓄熱流體的熱能與放熱流體進行換熱，實現(xiàn)熱能的利用。
[0011]所述的熱管為選擇下列至少一種:
A、多個環(huán)形、方形、矩形、多邊形、曲邊形組成的相互間距的組成的循環(huán)熱管組；
B、所述的循環(huán)熱管為由一個相互聯(lián)通的截面形狀為環(huán)形、方形、矩形、多邊形、曲邊形的循環(huán)熱管；
C、由多個重力熱管組成的熱管組。
[0012]蓄熱流體、放熱流體、加熱流體為選擇自液體、氣體、液態(tài)金屬、熔融鹽、納米流體、等離子體、超臨界流體中的一種或多種；所述的液態(tài)金屬為下列一種或者多種或其化合物:汞，銫，鎵，銣，鉀，鈉，銦，鋰，錫，鉍，鉈，鎘，鉛，鋅，銻，鎂，鋁。
[0013]在熱管的殼體上設置有至少一個再生管，再生管與重力熱管進行聯(lián)通，再生管可以將重力熱管的工作介質排出到重力熱管殼體外部，并通過再生管可以將新的工作介質沖入到重力熱管殼體內，實現(xiàn)重力熱管的再生利用。
[0014]在熱管的殼體上設置有至少二個再生管，再生管與重力熱管進行聯(lián)通，利用其中一個再生管在熱管腔體內充氣，將原來熱管工作介質排出到熱管外，另外一個再生管為熱管進行熱管工作介質的充入。
[0015]在蓄熱流體、放熱流體、加熱流體內設置有膠囊或固體顆粒，在膠囊內設置有蓄熱材料。膠囊內的蓄熱材料選擇自下列一種或多種:固固、固液、液氣相變材料；
固體顆粒選擇自下列一種所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀。
[0016]還設置有加熱裝置，加熱裝置由熱源及加熱器件組成，加熱裝置由熱源提供能源將加熱流體加熱，加熱流體被加熱后成為液態(tài)、液氣混合狀態(tài)、等離子態(tài)、超臨界態(tài)的一種，然后從蓄熱器進口進入到容器內。
[0017]所述的加熱裝置為:所述的將電能轉換為熱能的設備選擇自下列一種:
A、電熱鍋爐設備；
B、微波設備； C、高頻或中頻設備；
D、電聲熱轉換設備；
E、電熱陶瓷；
F、利用風電所產(chǎn)生的電能所產(chǎn)生的熱能；
G、生物質所產(chǎn)生的熱能；
F、熱泵。
[0018]為加熱裝置提供的熱源，選擇自下列之一:
A、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)；
B、風電發(fā)電系統(tǒng)；
C、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風電發(fā)電系統(tǒng)；
D、傳統(tǒng)發(fā)電方式所發(fā)出的波谷電；
E、工業(yè)余熱；
F、淺層地表熱能或地熱能；
G、聚焦太陽能光熱轉換器件；
H、換熱器。
[0019]一種流體三腔熱管蓄熱車，將權以上所述的任一一種流體三腔熱管蓄熱器設置在一個移動車輛運輸設備上，可以實現(xiàn)移動的蓄熱；在移動車輛運輸設備上或者容器上安裝有軌道和動力裝置，可以將容器箱體從運輸車上卸載和吊裝到汽車上；在容器的殼體上設置有滾輪或者輪胎，滾輪或者輪胎與容器底部的外殼連接，同于支撐和移動容器，滾輪可以在設置在運輸車上的軌道上進行運動。
[0020]采用本發(fā)明的技術方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明利用一種熱管技術，實現(xiàn)大規(guī)模、地溫差、高效率的蓄熱換熱，實現(xiàn)10-1500度的熱能儲存，安全可靠；
2、本發(fā)明采用可再生熱管技術，使得熱管的壽命可以延長到30年甚至更高，僅需要更換熱管的工作介質即可。
[0021]3、本發(fā)明可以實現(xiàn)移動蓄熱，將蓄熱器移動到需要的地方實現(xiàn)熱能的采集及利用。
[0022]本發(fā)明可以應用于工業(yè)余熱、太陽能、地熱、生物質等多種應用。
【附圖說明】
[0023]圖1是流體三腔熱管蓄熱器；
圖2是流體三腔熱管加熱蓄熱器；
圖3移動三腔熱管加熱蓄熱車。
[0024]圖中標號含義:
1:蓄熱流體進口，2:蓄熱流體出口，3:熱管冷凝腔體進口，4:熱管冷凝腔體出口，5:熱管再生管6:蓄熱流體腔體，7:熱管冷凝腔體，8:腔室隔板，9:加熱器件，10:蓄熱流體，11:熱管蒸發(fā)腔體，12:熱管蒸發(fā)腔室進口，13熱源，14 ;運輸車輛，15:加熱熱管，16:熱管蒸發(fā)腔室出口，17:放熱熱管。
【具體實施方式】
[0025]實施例1、流體熱管蓄熱器
圖1所示一個含有三個腔體的容器，其中一個腔體為熱管蒸發(fā)腔體11，設置有流體進出口 12、16 ;熱管冷凝腔體7，設置有流體進出口 3、4 ;蓄熱流體腔體6 ;設置有進出口 1、2 ；含有兩種熱管，第一種為加熱熱管15，第二種為放熱熱管17，加熱熱管15的蒸發(fā)端設置在熱管蒸發(fā)腔體11，冷凝端設置在蓄熱流體腔體6，并與蓄熱流體10進行緊密連接，并與蓄熱流體10的換熱，放熱熱管17的蒸發(fā)端設置在蓄熱流體腔體6內，并與蓄熱流體10進行緊密連接，并與蓄熱流體10的換熱，冷凝端設置在熱管冷凝腔體7內；
在蓄熱流體腔體6內設置有蓄熱流體10，蓄熱流體10與放熱熱管或者加熱熱管進行連接換熱，蓄熱流體10填充入整個蓄熱流體腔體6內；
在熱管蒸發(fā)腔體11以及熱管冷凝腔體7上設置以及蓄熱腔體6有流體的進出口，在蓄熱流體腔體6上設置有進出口，可以將蓄熱流體10從流體腔體內放置或者取出；
在容器的外部有保溫材料，保溫材料的外部設置有箱體；
加熱過程中，將溫度高于蓄熱流體10的加熱流體從熱管蒸發(fā)腔體的進口 12進入容器，經(jīng)與加熱熱管換熱后從熱管蒸發(fā)腔體的出口 16流出，熱能由熱管傳熱到蓄熱流體腔體6內并與蓄熱流體10進行換熱，蓄熱流體10的熱能被交換到流體中進行蓄熱；
蓄熱器可以用于在當?shù)匦顭峄虮灰苿拥叫枰牡貐^(qū)；
當需要利用蓄熱器中的熱能時，將溫度低于蓄熱流體10的放熱流體從熱管冷凝腔體7的進口 3流入，放熱流體與放熱熱管進行換熱后吸收熱能經(jīng)出口 4流出，放熱熱管吸收蓄熱流體10的熱能與放熱流體進行換熱，實現(xiàn)熱能的利用。
[0026]在熱管的蒸發(fā)端的液面一下位置上，設置一個與每一個熱管相互聯(lián)通的再生管5，再生管與每一個熱管進行連接，當熱管工作介質不能滿足設定的換熱效率時，打開熱管再生腔室，從設置的熱管再生連接管將熱管內的工作介質排出，后將新的工作介質灌裝到熱管內部，并保持真空度進行密閉，從而實現(xiàn)熱管的再生，保證熱管的壽命可以達到30年。
[0027]本實施例中，蓄熱流體10采用硝酸鉀70%和硝酸鈉30%組成的熔融鹽，加熱溫度為500度，加熱流體采用氣態(tài)空氣，由風電所產(chǎn)少年電能加熱空氣而得600度的高溫空氣，放熱流體采用水，熱管采用高溫重力熱管，其工作介質采用鉀60%與鈉40%的混合物。
[0028]實施例2、流體熱管加熱蓄熱器
圖2所示由三個腔體的容器，其中一個腔體為熱管蒸發(fā)腔體11，設置有流體進出口 12、16 ;熱管冷凝腔體7，設置有流體進出口 3、4 ;蓄熱流體腔體6 ;設置有進出口 1、2 ;設置有熱源13以及加熱器