一種流體熱管蓄熱器及蓄熱車(chē)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)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(shí)現(xiàn)的熱能吸收、儲(chǔ)存、交換和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱器是對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存的設(shè)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(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲(chǔ)存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
在太陽(yáng)能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲(chǔ)存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問(wèn)題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0003]在太陽(yáng)能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0004]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲(chǔ)存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無(wú)法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，需要具備大功率的存儲(chǔ)能力的儲(chǔ)存器。
[0005]熱管在蓄熱器內(nèi)已經(jīng)有使用，但是現(xiàn)有熱管技術(shù)壽命僅有3-7年，難以保證在太陽(yáng)能以及蓄熱供暖領(lǐng)域30年的壽命，因而無(wú)法將現(xiàn)有熱管技術(shù)應(yīng)用于蓄熱器。
[0006]但是，由于太陽(yáng)能電站以及大型供暖領(lǐng)域需要大型的蓄熱及熱交換器，僅利用金屬管之外，無(wú)法實(shí)現(xiàn)地溫差，大規(guī)模的蓄熱及熱交換，因而需要一種改進(jìn)的熱管技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種流體熱管蓄熱器，可以實(shí)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(jìn)行蓄熱，采用熱管對(duì)流體進(jìn)行換熱。
[0008]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種流體熱管蓄熱器，可以實(shí)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(shè)有一個(gè)加熱裝置和熱源，為第一流體提供熱源及加設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的另外目的是提供一種具備移動(dòng)功能的流體熱管蓄熱車(chē)，可以將蓄熱器進(jìn)行移動(dòng)，到一個(gè)熱能的區(qū)域，然后再進(jìn)行利用；實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蓄熱。
[0010]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
一種流體熱管蓄熱器，包括容器，流體，加熱裝置，保溫材料，其特征是:
至少含有一個(gè)容器，容器內(nèi)至少設(shè)置有至少兩個(gè)腔體，一個(gè)為第一流體腔體，另一個(gè)為熱管換熱腔體，以及設(shè)置有至少一個(gè)熱管，熱管的冷凝端設(shè)置在熱管換熱腔體內(nèi)，蒸發(fā)端設(shè)置在第一流體腔體內(nèi)，在熱管換熱腔體上設(shè)置有第二流體的進(jìn)口與出口，第二流體可以在熱管換熱腔體內(nèi)與熱管進(jìn)行換熱，高溫的第一流體裝入到第一流體腔體內(nèi)進(jìn)行熱能的儲(chǔ)存；容器可以用于在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要的地區(qū)；當(dāng)需要利用容器中的熱能時(shí)，將溫度低于第一流體的第二流體從進(jìn)口流入，第二流體通過(guò)熱管與第一流體換熱后再經(jīng)出口流出；當(dāng)?shù)谝涣黧w的熱能被利用之后，將第一流體排出到容器之外，實(shí)現(xiàn)熱能的蓄熱以及利用。
[0011]所述的熱管為選擇下列至少一種:
A、多個(gè)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(gè)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(gè)重力熱管組成的熱管組。
[0012]第一流體或第二流體為液體、氣體、熔融鹽、液態(tài)金屬、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(shè)置有至少一個(gè)再生管，再生管與重力熱管進(jìn)行聯(lián)通，再生管可以將重力熱管的工作介質(zhì)排出到重力熱管殼體外部，并通過(guò)再生管可以將新的工作介質(zhì)沖入到重力熱管殼體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)重力熱管的再生利用。
[0014]在熱管的殼體上設(shè)置有至少二個(gè)再生管，再生管與重力熱管進(jìn)行聯(lián)通，利用其中一個(gè)再生管在熱管腔體內(nèi)充氣，將原來(lái)熱管工作介質(zhì)排出到熱管外，另外一個(gè)再生管為熱管進(jìn)行熱管工作介質(zhì)的充入。
[0015]在第一流體或第二流體內(nèi)設(shè)置有膠囊或固體顆粒，在膠囊內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料。膠囊內(nèi)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。
[0016]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粒或者/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。
[0017]還設(shè)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第一流體加熱，第一流通被加熱后成為液態(tài)、液氣混合狀態(tài)、等離子態(tài)、超臨界態(tài)的一種，然后從蓄熱器額度進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)。
[0018]所述的加熱裝置為:所述的將電能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備選擇自下列一種:
A、電熱鍋爐設(shè)備；
B、微波設(shè)備；
C、高頻或中頻設(shè)備；
D、電聲熱轉(zhuǎn)換設(shè)備；
E、電熱陶瓷；
F、利用風(fēng)電所產(chǎn)生的電能所產(chǎn)生的熱能；
G、生物質(zhì)所產(chǎn)生的熱能；
F、熱泵。
[0019]為加熱裝置提供的熱源，選擇自下列之一:
A、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)；
B、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)；
C、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)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?zé)崮堋?br>[0020]一種流體熱管蓄熱車(chē)，將以上所述的任一一種流體熱管蓄熱器設(shè)置在一個(gè)移動(dòng)車(chē)輛運(yùn)輸設(shè)備上，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的蓄熱；在移動(dòng)車(chē)輛運(yùn)輸設(shè)備上或者容器上安裝有軌道和動(dòng)力裝置，可以將容器箱體從運(yùn)輸車(chē)上卸載和吊裝到汽車(chē)上；在容器的殼體上設(shè)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(dòng)容器，滾輪可以在設(shè)置在運(yùn)輸車(chē)上的軌道上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0021]
采用本發(fā)明的技術(shù)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(shù)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、地溫差、高效率的蓄熱換熱，實(shí)現(xiàn)10-1500度的熱能儲(chǔ)存，安全可靠；
2、本發(fā)明采用可再生熱管技術(shù)，使得熱管的壽命可以延長(zhǎng)到30年甚至更高，僅需要更換熱管的工作介質(zhì)即可。
[0022]3、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蓄熱，將蓄熱器移動(dòng)到需要的地方實(shí)現(xiàn)熱能的采集及利用。
[0023]本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽(yáng)能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是流體熱管蓄熱器；
圖2是流體熱管加熱蓄熱器；
圖3移動(dòng)熱管加熱蓄熱車(chē)。
[0025]圖中標(biāo)號(hào)含義:
1:第一流體進(jìn)口，2:第一流體出口，3:熱管換熱腔體進(jìn)口，4:熱管換熱腔體出口，5:熱管再生管6:第一流體腔體，7:熱管換熱腔體，8:腔室隔板，9:加熱器件，10:第一流體，11:熱管蒸發(fā)端，12:熱管冷凝端，13熱源，14 ;運(yùn)輸車(chē)輛，15:循環(huán)熱管。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1、流體熱管蓄熱器
圖1所示由第一流體腔體6和熱管換熱腔體7組成的容器，在熱管腔體上設(shè)置有第二流體的進(jìn)口 3與出口 4，第二流體可以在熱管換熱腔體7內(nèi)與熱管11、12進(jìn)行換熱。
[0027]當(dāng)需要蓄熱時(shí)，將高溫的第一流體通過(guò)第一流體進(jìn)口 I進(jìn)入到第一流體腔體6，放置在容器內(nèi)進(jìn)行熱能的儲(chǔ)存；容器可以用于在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要的地區(qū)；當(dāng)需要利用容器中的熱能時(shí)，將溫度低于第一流體的第二流體從熱管換熱腔體進(jìn)口 3流入，第二流體通過(guò)熱管11、12與第一流體換熱后再經(jīng)第二流體出口 4流出；當(dāng)?shù)谝涣黧w的熱能被利用之后，將第一流體排出到容器之外，實(shí)現(xiàn)流體加熱以及換熱。
[0028]在熱管的蒸發(fā)端的液面一下位置上，設(shè)置一個(gè)與每一個(gè)熱管相互聯(lián)通的再生管5，再生管與每一個(gè)熱管進(jìn)行連接，當(dāng)熱管工作介質(zhì)不能滿足設(shè)定的換熱效率時(shí)，打開(kāi)熱管再生腔室，從設(shè)置的熱管再生連接管將熱管內(nèi)的工作介質(zhì)排出，后將新的工作介質(zhì)灌裝到熱管內(nèi)部，并保持真空度進(jìn)行密閉，從而實(shí)現(xiàn)熱管的再生，保證熱管的壽命可以達(dá)到30年。
[0029]本實(shí)施例中，第一流體采用硝酸鉀70%和硝酸鈉30%組成的熔融鹽，加熱溫度為500度，加熱后進(jìn)入到第一流體腔體內(nèi)，第二流體采用導(dǎo)熱油，熱管采用高溫重力熱管，其工作介質(zhì)采用鉀60%與鈉40%的混合物。熱源采用風(fēng)電產(chǎn)生的電力，電熱裝置采用高頻爐。
[0030]實(shí)