一种高温蓄热系统的制作方法
【专利说明】一种高温蓄热系统
[0001]本申请为申请号为201410081340.1，发明名称为:一种高温蓄热系统，申请日为2014.03.07的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及能量的存储技术领域，具体的说，涉及一种高温蓄热系统。
【背景技术】
[0003]随着能源危机、温室效应等环境问题的日益严重，开发利用新能源和可再生能源已经成为全世界的共同课题。太阳能热利用具有对环境无污染、不排放温室气体、能源可再生等优点逐渐成为发展潜力巨大的可再生能源技术。规模化利用太阳热能是未来我国能源的发展重点，但由于其间歇性和不能稳定供应的缺陷，能源的供应和需求之间，往往存在数量上、形态上和空间上的差异，不能满足工业化大规模连续供能的要求，为了克服或弥补这种差异，常采取热能储存和热能释放的技术手段，即蓄热技术。
[0004]太阳能高温热利用，如高温热发电技术中的蓄热系统已成为衡量热发电系统成本和效率的重要因素。太阳能高温热发电的效率随着传热流体温度的增加而增加，如采用空气作为传热流体，则太阳能空气吸热器的出口温度可达到400°C?800°C，因此要求蓄热换热器具有耐高温、耐热冲击的优异性能，同时由于空气的比热容较小，要求换热过程具有较高的传热系数和较大的蓄热密度。公开号CN2469394为波盒式固体间壁换热器，缺点是加热元件为波板式管件，不利于固体颗粒流动。公开号CN102226653A为一种固体热载体壳管式换热器，公开号103225972A为一种隔板式气-固换热器，都属于间壁式换热器。缺点是由于传热过程中的热载体是固体颗粒，间壁式换热器的传热效果差，固体颗粒的蓄热能力差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种利用太阳能的高温蓄热系统，该蓄热系统结构简单，能源利用率高。
[0006]为实现上述目的而采用的技术方案为:
一种高温蓄热系统，包括吸热器、换热器、相变换热系统；相变换热系统包括多个相变单元，吸热器内设有可流动的介质，吸热器设有出口和进口，出口通过管道与换热器的第一进口连接，吸热器的进口与换热器的第一出口连接；所述换热器设有用于相变单元进入的第二进口以及用于相变单元排出的第二出口 ；所述相变单元包括固态的壳体，壳体内部容纳有用于吸热发生相变的内芯。
[0007]进一步地，第二出口设置有用于控制相变单元排出速度的阀门。
[0008]进一步地，所述吸热器为太阳能空气吸热器。
[0009]再进一步地，所述太阳能吸热器包括一个壳体，壳体设有辐射吸热面，壳体的侧面设有保温层；壳体内部盛装有溶液以及安装有管道，管道呈螺旋形设置于壳体内，管道的入口设置于壳体上相对于辐射吸热面的另一面；管道的出口设置于壳体的辐射吸热面。
[0010]进一步地，所述介质为气体，所述换热器包括隔热壳体，所述隔热壳体的一侧设有进气孔，隔热壳体的另一侧设有出气孔；上端设有用于相变单元进入的入口，下端设有用于相变单元排出的出口 ；换热器中部设有用于相变单元通过的换热空间，所述换热器内设有两组百叶窗，百叶窗设置于换热空间的两侧。
[0011]进一步地，所述换热器包括双管结构，所述双管结构包括中心管和套在中心管外的套管，套管的下端为介质的进口端，中心管的上端为相变单元的进口端。
[0012]更进一步地，所述双管结构呈螺旋设置。
[0013]进一步地，相变单元的壳体呈球形，所述换热空间设有至少一个滑落轨道，所述滑落轨道包括至少2根护条，护条呈螺旋设置。
[0014]其中，内芯可以为熔盐材料，如硝酸盐之类。
[0015]进一步地，所述相变换热系统还包括放热装置以及用于相变单元返回的提升装置；放热装置的入口与换热器的第二出口连接，放热装置的出口与提升装置连接，提升装置的输出端通过输入管道与换热器的第二进口连接。
[0016]本发明的有益效果为:
1、系统利用太阳能吸热器来加热空气产生高温热源，温度可达400°C?800°C，利用了可再生能源，系统节能环保。
[0017]2、空气-相变球换热器为直接接触式换热器，换热系数高、热量传递快；系统结构简单，没有中间换热元件，耐高温，耐热冲击。
[0018]3、采用相变材料蓄热，其在蓄热过程发生相变，单位体积蓄热量大、蓄热相变材料可循环利用。
[0019]4、高温相变单元可直接储存或可根据实际需要设计不同的释能器结构。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的第一种实施结构的示意图。
[0021]图2为本发明的相变单元的一种剖视示意图。
[0022]图3为本发明的换热器的一种结构示意图。
[0023]图4为本发明的太阳能吸热气的一种结构示意图。
[0024]图5为本发明的换热器的另一种结构示意图。
[0025]图6为本发明的移动轨道的一种结构示意图。
[0026]图7为本发明的换热器的第三种结构示意图。
[0027]图8为本发明的双管结构的示意图。
[0028]图9为本发明的第二实施结构的示意图。
[0029]图10为本发明的阀门结构示意图。
[0030]附图标记为:
I一一管道2—一吸热器3—一提升装置
4--换热器5--输入管道6--阀门
7--存储Si8--放热装置9--驱动装置
10——相变单元101——壳体102——内芯
41——第二出口42——第一进口43——百叶窗44——第二进口45——隔热壳体46——第一出口
47——换热空间21——保温层22——壳体 23——辐射吸热面20——滑落轨道201——护条
48——套管49——中心管。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
[0032]实施例:参见图1至图10。
[0033]如图1所示，一种高温蓄热系统，包括吸热器2、换热器4、相变换热系统；相变换热系统包括多个相变单元10，吸热器2内设有可流动的介质，吸热器2设有出口和进口，出口通过管道I与换热器4的第一进口 42连接，吸热器2的进口与换热器4的第一出口 46连接；所述换热器4设有用于相变单元10进入的第二进口 44以及用于相变单元10排出的第二出口 41 ;所述相变单元10包括固态的壳体101，壳体101内部容纳有用于吸热发生相变的内芯102。
[0034]本发明使用时，吸热器2吸收外界的热能，从而提高可流动介质的温度；高温介质通过管道I流进换热器4，同时相变单元10的相变内芯102以固态的形式随同壳体101 —同进入到换热器4 ;介质释放热量，以较低的温度从第一出口 46流出并回流至吸热器2的进口，形成介质吸热循环；壳体101内部的内芯102吸收热量发生相变并以液态的形式存储于壳体101内；并出第二出口 41排出收集。本发明将热量存储于固态的壳体101中，便于能量的转移和保存。为了使得介质能够循环使用，在管道I上设置了驱动装置9，驱动装置9可以为栗或鼓风机。在相变单元10排出时，可以通过管道I进入到储存罐，可以通过管道I进入换热系统。为了控制相变单兀10