本实用新型属于能源利用和蓄热技术领域，尤其涉及一种旨在提高固体蓄热装置性能的复合蓄热结构。
背景技术：
在能源利用领域，当供能和用能存在时空不匹配的情况时，就需要蓄能技术。在各种蓄能技术中，蓄热技术是应用最广泛的技术分支。根据蓄热温度不同，蓄热技术大体可分为低温蓄热和中高温蓄热。低温蓄热主要针对的是太阳能热利用以及建筑节能等领域，通常采用盐溶液、水合盐、石蜡类、脂肪酸类等相变材料作为蓄热介质；中高温蓄热广泛应用于太阳能热发电、工业余热利用、核电、以及电网储能等领域，主要采用导热油、熔盐和耐高温固体材料作为蓄热介质。在各种中高温蓄热技术中，固体蓄热具有蓄热温度高、结构简单、成本较低等诸多优点，是目前实际工程中应用最多的蓄热技术，尤其是近几年由于以“雾霾”为代表的环境问题日益严重，采用固体蓄热材料的蓄热式电锅炉技术成为“非煤采暖”的重要技术选择。此外，由于导热油的局限性，熔盐的高技术门槛，人们也在探索采用固体作为太阳能热发电的蓄热材料。
对于一个蓄热系统，单位蓄热容量是非常重要的一个指标，对其结构的紧凑性和经济性均有很大影响。而影响其单位蓄热容量的因素主要包括蓄热温度、蓄热材料的比热和密度、相变潜热等因素。然而，该指标体现的是蓄热材料的综合蓄热能力，具有一定的理想性，并不能完全代表蓄热结构的实际蓄热能力。一个蓄热系统的实际蓄热能力还取决于蓄热结构的蓄热和释热特性，这与蓄热材料的热物性以及蓄热体的具体结构有关。一个合理的蓄热系统需要综合考虑蓄热容量、蓄释热要求等因素，选择蓄热材料和设计蓄热结构。
对于固体蓄热技术，通常采用的蓄热材料为不同组分的耐火材料，这类材料具有蓄热温度高、价格便宜、易加工成型等优点；但其缺点是导热系数和比热较低，使得蓄热系统所需的空间较大，同时在蓄热和释热过程中，蓄热结构在空间上会有一定的温度分布，使其蓄热能力进一步下降。目前固体蓄热存在的单位体积蓄热容量较小的问题，因此如何提高固体蓄热的蓄热能力是急迫要解决的重要技术问题，尤其需要加强蓄热结构的优化与设计。
技术实现要素：
针对目前固体蓄热存在的单位体积蓄热容量较小的问题，本实用新型的目的是设计一种可应用于固体蓄热的复合蓄热结构。
为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
一种应用于固体蓄热的复合蓄热结构，包括：固体蓄热体，所述固体蓄热体为立方体中空结构，所述固体蓄热体包含：上盖和底部，所述上盖为热源侧强化吸热板，底部的内表面设有释热T型强化肋，底部的外表面设有释热风道；所述固体蓄热体的内部设置至少一个液固相变蓄热单元；所述固体蓄热体的外表面依次设置高温保温层和低温保温层。
作为优选，所述的热源侧强化换热板包括：吸热面板，吸热面板的上表面设有高吸收率耐火涂层，吸热面板的底面设有吸热板强化肋，吸热板强化肋位于所述固体蓄热体内，在吸热面板的两侧设有吸热板侧板；吸热面板上表面一侧为热源。
作为优选，所述液固相变蓄热单元为封装结构，所述液固相变蓄热单元包含：长方体封装外壳和封装盖；所述长方体封装外壳内侧上表面设有高温侧强化肋；所述长方体封装外壳内侧下表面低温侧强化肋，所述高温侧强化肋和低温侧强化肋交替分布。
作为优选，所述热源为电加热器，所述电加热器设在高吸收率耐火涂层上，其通过电缆与加热电源连接。
作为优选，所述热源为高温空气，或导热油。
作为优选，所述的液固相变单元的布置形式为整体式或分散式。
本实用新型将液固相变蓄热单元与固体蓄热体相结合，充分利用液固相变蓄热单元高蓄热容量的优点，同时采用封装结构，不仅与固体蓄热体的传热特性相匹配，还回避了相变蓄热在实际应用中存在的诸多缺点，显著提高了固体蓄热结构的单位体积蓄热量；同时采用强化传热措施，使得复合蓄热结构的蓄热和释热过程更平稳，提高了蓄热效率；此外，复合蓄热结构可采用为模块化组合，其结构紧凑，加工工艺简单，可根据应用场合的不同灵活设计复合蓄热结构以及整个蓄热装置，大大增加了灵活性。本实用新型的新型复合蓄热结构，有效提高了固体蓄热装置的蓄热能力，可促进固体蓄热在实际工程中的应用。
附图说明
图1，应用于固体蓄热的复合蓄热结构示意图；
图2，应用于固体蓄热的复合蓄热结构的热源侧吸热板结构示意图；
图3，应用于固体蓄热的复合蓄热结构的液固相变单元结构示意图；
图4，采用多层液固相变单元复合蓄热结构示意图；
图5，采用多个分散液固相变单元复合蓄热结构示意图；
图6，复合蓄热模块组合结构示意图；
图7，采用电加热、液体取热的立方型复合蓄热结构示意图；
图8，采用电加热、空气取热的立方型复合蓄热结构示意图；
图9，采用液体加热和取热的立方型复合蓄热结构示意图；
图10，采用液体加热、空气取热的立方型复合蓄热结构示意图。
其中，图1～10中：1－电加热管；2－电缆；3－热源侧强化吸热板；4 －液固相变蓄热单元；5－固体蓄热体；6－释热强化换热管；7－高温保温层； 8－低温保温层；9－吸热面板；10－耐火涂料层；11－吸热板强化肋；12－吸热板侧板；13－封装单元外壳；14－封装盖；15－封装单元高温侧强化肋； 16－封装单元低温侧强化肋；17－释热T型强化肋；18－释热风道；19－释热外联接管；20－蓄热强化换热管；21－蓄热外联接管。
具体实施方式
本实用新型设计的复合蓄热结构，可适合用于工业余热利用、建筑供热、电网储能、太阳能热发电等诸多领域。在具体实施方案中，可根据应用场合的不同灵活选择不同的结构形式。下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
如图1、2、3所示，一种应用于固体蓄热的复合蓄热结构，包括：固体蓄热体，所述固体蓄热体为立方体中空结构，所述固体蓄热体包含：上盖和底部，所述上盖为热源侧强化吸热板，热源侧强化吸热板为“U”形状，底部的内表面设有释热T型强化肋，底部的外表面设有释热风道；所述固体蓄热体的内部设置至少一个液固相变蓄热单元，液固相变蓄热单元固定在固体蓄热体的内壁上；所述固体蓄热体的外表面依次设置高温保温层和低温保温层。
所述的热源侧强化换热板包括：吸热面板，吸热面板的上表面设有高吸收率耐火涂层，用于提高面板的热辐射吸收能力，吸热面板的底面设有吸热板强化肋，吸热板强化肋位于所述固体蓄热体内，用于提高强化板与固体蓄热体的传热能力，在吸热面板的两侧设有吸热板侧板；吸热面板上表面一侧为热源，所述热源为电加热器，所述电加热器设在高吸收率耐火涂层上，其通过电缆与加热电源连接，所述热源也可以是高温空气，或导热油。
所述液固相变蓄热单元为封装结构，所述液固相变蓄热单元包含：长方体封装外壳和封装盖；所述长方体封装外壳内侧上表面设有高温侧强化肋；所述长方体封装外壳内侧下表面低温侧强化肋，所述高温侧强化肋和低温侧强化肋交替分布。所述液固相变蓄热单元采用的材料包括金属、碱、化合物盐类以及混合物盐类。所述的液固相变单元的布置形式为整体式或分散式。
实施例1
参见图4，本实施例的热源形式为电加热，释热工质为空气，液固相变单元采用分散多层结构。由与电缆连接的电加热管向热源侧强化吸热板传热，在固体蓄热体内设置双层液固相变蓄热单元，在高温侧设置一个液固相变蓄热单元，所选蓄热材料应具有相变点较高、相变潜热大的特征，在低温侧设置一个液固相变蓄热单元，所选蓄热材料应具有相变点较低，相变潜热较大的特征，通过双层结构，增大蓄热中后期的蓄热温差，不仅可以增大蓄热容量并且可提高蓄热结构的传热性能；在释热侧，空气流过释热风道与固体蓄热体表面进行换热，固体蓄热体内底部设置的释热侧T型强化肋，用于提高蓄热体与空气之间的换热能力。该结构尤其适用于建筑供热领域。
实施例2
方案参见图5，本实施例的热源形式为电加热，释热工质为空气，液固相变单元采用分散的线性结构。由电加热管向热源侧强化吸热板传热；在固体蓄热体内设置分散的线性布置液固相变蓄热单元，通过分散布置形式，使液固相变单元与固体蓄热体的接触面积显著增大，有利于传热；在释热侧，空气流过释热风道与固体蓄热体表面进行换热，固体蓄热体内底部设置的释热侧T型强化肋，用于提高蓄热体与空气之间的换热能力。该结构尤其适用于建筑供热领域。
实施例3
方案参见图6，本实施例的热源形式为电加热，释热工质为空气，多个蓄热结构采用模块化组合形式。任意两个蓄热结构轴对称布置，多个蓄热结构形成交替的加热腔和释热风道，在多个蓄热结构侧面设置高温保温层和低温保温层。该实施方案结构简单，可以非常灵活的提供不同的蓄热装置容量。
实施例4
方案参见图7，本实施例的热源形式为电加热，释热工质为导热油或水，液固相变单元采用整体结构。由电加热管向热源侧强化吸热板传热，在固体蓄热体内设置整体布置的液固相变蓄热单元；在释热侧，固体蓄热体的特定位置设置释热强化换热管，通过释热外联管与用户侧连接。该结构适用于电网储能和建筑供热领域。
实施例5
方案参见图8，本实施例的热源形式为电加热，释热工质为空气，液固相变单元采用整体结构，由电加热管向热源侧强化吸热板传热，在固体蓄热体5 内设置整体布置的液固相变蓄热单元；在释热侧，空气流过释热风道与固体蓄热体表面进行换热，固体蓄热体内底部设置的释热侧T型强化肋，用于提高蓄热体与空气之间的换热能力。该结构适用于建筑供热领域。
实施例6
方案参见图9，本实施例的热源形式为导热油，释热工质为导热油或水，液固相变单元采用整体结构，在蓄热侧，固体蓄热体的特定位置设置蓄热强化换热管，通过蓄热外联管与热源侧联接；在固体蓄热体内设置整体布置的液固相变蓄热单元；在释热侧，固体蓄热体的特定位置设置释热强化换热管，通过释热外联管与用户侧联接。该结构适用于工业余热利用和太阳能热发电领域。
实施例7
方案参见图10，本实施例的热源形式为导热油，释热工质为空气，液固相变单元采用整体结构，在蓄热侧，固体蓄热体的特定位置设置蓄热强化换热管，通过蓄热外联管与热源侧联接；在固体蓄热体内设置整体布置的液固相变蓄热单元；在释热侧，空气流过释热风道与固体蓄热表面进行换热，固体蓄热体内底部设置的释热侧T型强化肋，用于提高蓄热体与空气之间的换热能力。该结构适用于工业余热利用和太阳能供暖领域。