一種太陽能中溫?zé)峥諝庀到y(tǒng)用相變儲(chǔ)熱體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能中溫?zé)峥諝庀到y(tǒng)用相變儲(chǔ)熱體，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種清潔能源，太陽能應(yīng)用按溫度區(qū)間劃分為低溫(40~100°C)、中溫(100-2500C )和高溫(>250°C )，就我國太陽能光熱應(yīng)用領(lǐng)域而言，太陽能高溫利用技術(shù)相對(duì)成熟，中低溫的大規(guī)模應(yīng)用相對(duì)較少。
[0003]目前，很多工業(yè)、農(nóng)業(yè)熱能需求在60~220°C之間，所需的能量形式多為空氣熱能，包括建材工業(yè)砌塊養(yǎng)護(hù)、建材生料預(yù)加熱、農(nóng)產(chǎn)品和藥材烘干等領(lǐng)域，主要采用的是傳統(tǒng)能源加熱方法，太陽能中溫?zé)峥諝饫眉夹g(shù)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用潛力非常巨大。但是這些加熱過程要求供熱源穩(wěn)定、連續(xù)，而太陽能受地理、晝夜和季節(jié)等規(guī)律性變化因素的影響以及陰晴云雨等隨機(jī)因素的制約，呈現(xiàn)不穩(wěn)定性和不連續(xù)性。為了保證太陽能在工業(yè)利用中的穩(wěn)定性，就需要利用儲(chǔ)熱裝置把太陽能儲(chǔ)存起來，在太陽能不足時(shí)再釋放出來，以滿足連續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)熱能的需要。
[0004]現(xiàn)有的太陽能中溫集熱-儲(chǔ)熱系統(tǒng)大多利用液態(tài)介質(zhì)如導(dǎo)熱油等作為傳熱媒介和儲(chǔ)熱材料，首先利用太陽能加熱液態(tài)介質(zhì)，再利用液態(tài)介質(zhì)加熱水產(chǎn)生所需的中溫?zé)嵴羝?。該過程存在二次換熱，大大增加了熱損失，效率較低；同時(shí)導(dǎo)熱油等存在熱容小、不穩(wěn)定、成本高等諸多缺點(diǎn)，因此利用空氣作為傳熱媒介是較好的選擇，但是空氣的比熱小，溫度變化劇烈，直接應(yīng)用無法滿足工業(yè)應(yīng)用的穩(wěn)定性、連續(xù)性需求，因此需要設(shè)計(jì)適用的儲(chǔ)熱系統(tǒng)。
[0005]目前太陽能空氣儲(chǔ)熱領(lǐng)域的研究主要集中在高溫利用領(lǐng)域，缺少對(duì)中溫利用領(lǐng)域的研究。例如專利CN101226035A報(bào)道了一種利用氣體作為傳熱介質(zhì)的太陽能蓄熱裝置，裝置采用相變蓄熱合金實(shí)現(xiàn)高溫太陽能利用，并且蓄-放熱過程可循環(huán)利用千次以上。
[0006]專利CN102818468A報(bào)道了一種固體儲(chǔ)熱裝置，采用耐火磚、巖石、陶瓷、玻璃、石墨、煤炭、土狀石墨、金屬、礦石、礦渣、混凝土等其中一種或至少兩種的混合物作為固體儲(chǔ)熱介質(zhì)。
[0007]專利CN102374812A報(bào)道了一種太陽能高溫相變儲(chǔ)熱裝置，采用石墨/無機(jī)鹽高溫相變復(fù)合材料作為儲(chǔ)熱工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了合理利用能量及儲(chǔ)熱系統(tǒng)，能夠恒溫輸出工質(zhì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型提供一種太陽能中溫?zé)峥諝庀到y(tǒng)用相變儲(chǔ)熱體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱性能好、儲(chǔ)熱量大、使用壽命長(zhǎng)。
[0009]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:由多組相變儲(chǔ)熱體單元依次連接組成，所述相變儲(chǔ)熱體單元包括不銹鋼板、平行等距連接于不銹鋼板上的數(shù)根不銹鋼管，不銹鋼管內(nèi)填充添加有2~4%石墨的無機(jī)相變材料或有機(jī)相變材料。
[0010]進(jìn)一步地，所述相變儲(chǔ)熱體的一側(cè)下部設(shè)有儲(chǔ)熱體入風(fēng)口，其另一側(cè)上部設(shè)有儲(chǔ)熱體出風(fēng)口，每組相變儲(chǔ)熱體單元等距連接，相變儲(chǔ)熱體外由儲(chǔ)熱體保溫層包圍。
[0011]進(jìn)一步地，所述不銹鋼管的外管徑為l~2cm，內(nèi)管徑為0.5~lcm0每相鄰兩根不銹鋼管的間距大于等于0.5cm，小于等于2cm。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、由于本實(shí)用新型中儲(chǔ)熱單元為內(nèi)徑l~2cm的圓柱狀不銹鋼管，通過計(jì)算分析設(shè)計(jì)，鋼管的排布呈最佳流體力學(xué)和熱力學(xué)模型；同時(shí)鋼管中填充無機(jī)相變材料或有機(jī)相變材料，并均勻添加了微量高導(dǎo)熱率的材料，因此，相對(duì)于傳統(tǒng)的固體儲(chǔ)熱單元，儲(chǔ)熱密度大，導(dǎo)熱系數(shù)高，換熱速率均勻，熱學(xué)和力學(xué)性能穩(wěn)定，易于維護(hù)，在停用時(shí)無需專門處理，且成本低，使用壽命長(zhǎng)，適合大規(guī)模應(yīng)用。
[0014]2、本實(shí)用新型相變儲(chǔ)熱體的一側(cè)下部設(shè)有儲(chǔ)熱體入風(fēng)口，其另一側(cè)上部設(shè)有儲(chǔ)熱體出風(fēng)口，通過儲(chǔ)熱熱風(fēng)管道、供熱熱風(fēng)管道連接相變儲(chǔ)熱體和太陽能空氣集熱器以及用熱終端，相變儲(chǔ)熱體內(nèi)部的換熱通過熱流體與管狀儲(chǔ)熱單元之間的熱傳導(dǎo)換熱，為達(dá)到完全換熱平衡，相變儲(chǔ)熱體在平行于熱流方向長(zhǎng)度較長(zhǎng)。
[0015]3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相變儲(chǔ)熱體與太陽能空氣集熱器相結(jié)合，利用相變儲(chǔ)熱體的充放熱特性，在太陽能充足的情況下儲(chǔ)存熱量，在太陽能不足時(shí)或夜間釋放熱量，實(shí)現(xiàn)太陽能中溫在工業(yè)應(yīng)用中的連續(xù)、穩(wěn)定供熱，滿足白天和夜間的熱能需求，可大幅度降低工業(yè)生產(chǎn)供熱過程中的燃煤用量，減少燃煤消耗帶來的環(huán)境污染、碳排放及PM2.5等污染物的排放。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型太陽能中溫?zé)峥諝庀到y(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2本實(shí)用新型中相變儲(chǔ)熱體的主視圖；
[0018]圖3本實(shí)用新型中相變儲(chǔ)熱體的俯視圖；
[0019]圖4本實(shí)用新型中相變儲(chǔ)熱體的左視圖。
[0020]圖中:1 一集熱風(fēng)機(jī)；2—太陽能空氣集熱器；3—集熱管路風(fēng)閥；4一止回風(fēng)閥；5—儲(chǔ)熱風(fēng)機(jī)；6—相變儲(chǔ)熱體；7—儲(chǔ)熱出風(fēng)閥；8—儲(chǔ)熱管路風(fēng)閥；9一供熱管路風(fēng)閥；10一用熱終端；11一集熱熱風(fēng)管道；12—儲(chǔ)熱熱風(fēng)管道；13—供熱熱風(fēng)管道I ;14一儲(chǔ)熱單兀；15—儲(chǔ)熱體保溫層；16—儲(chǔ)熱體入風(fēng)口 ；17—儲(chǔ)熱體出風(fēng)口 ；18—供熱熱風(fēng)管道II ；19一熱流溫度計(jì)I ;20—熱流溫度計(jì)II ;21—熱流溫度計(jì)III ;22—熱流溫度計(jì)IV ;23—熱流溫度計(jì)V ;24—熱流溫度計(jì)VI。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，太陽能中溫?zé)峥諝庀到y(tǒng)包括通過集熱熱風(fēng)管道11串聯(lián)在一起的數(shù)組太陽能空氣集熱器2、相變儲(chǔ)熱體6、用熱終端10。
[0022]數(shù)組太陽能空氣集熱器2的一端通過集熱熱風(fēng)管道11連有集熱風(fēng)機(jī)1，其另一端通過集熱熱風(fēng)管道11分別連有儲(chǔ)熱熱風(fēng)管道12、供熱熱風(fēng)管道113 ;儲(chǔ)熱熱風(fēng)管道12的一端分別連有儲(chǔ)熱風(fēng)機(jī)5、相變儲(chǔ)熱體6，其另一端與供熱熱風(fēng)管道113相連；相變儲(chǔ)熱體6的另一端設(shè)有帶儲(chǔ)熱出風(fēng)閥7的儲(chǔ)熱出風(fēng)管，該儲(chǔ)熱出風(fēng)管連有供熱熱風(fēng)管道1118 ;供熱熱風(fēng)管道113與供熱熱風(fēng)管道II18均與用熱終端10相連；相變儲(chǔ)熱體6的一側(cè)下部設(shè)有儲(chǔ)熱體入風(fēng)口 16，其另一側(cè)上部設(shè)有儲(chǔ)熱體出風(fēng)口 17，其內(nèi)部等距離設(shè)有數(shù)個(gè)儲(chǔ)熱單元14，其外設(shè)儲(chǔ)熱體保溫層15。
[0023]如圖2—圖4相變儲(chǔ)熱體單元包括不銹鋼板、平行等距連接于不銹鋼板上的數(shù)根不銹鋼管，不銹鋼管內(nèi)填充添加有2~4%石墨的無機(jī)相變材料或有機(jī)相變材料。