一种太阳能中温热空气系统用相变储热体的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能中温热空气系统用相变储热体，属于机械技术领域。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种清洁能源，太阳能应用按温度区间划分为低温(40~100°C)、中温(100-2500C )和高温(>250°C )，就我国太阳能光热应用领域而言，太阳能高温利用技术相对成熟，中低温的大规模应用相对较少。
[0003]目前，很多工业、农业热能需求在60~220°C之间，所需的能量形式多为空气热能，包括建材工业砌块养护、建材生料预加热、农产品和药材烘干等领域，主要采用的是传统能源加热方法，太阳能中温热空气利用技术在这些领域的应用潜力非常巨大。但是这些加热过程要求供热源稳定、连续，而太阳能受地理、昼夜和季节等规律性变化因素的影响以及阴晴云雨等随机因素的制约，呈现不稳定性和不连续性。为了保证太阳能在工业利用中的稳定性，就需要利用储热装置把太阳能储存起来，在太阳能不足时再释放出来，以满足连续、稳定供应热能的需要。
[0004]现有的太阳能中温集热-储热系统大多利用液态介质如导热油等作为传热媒介和储热材料，首先利用太阳能加热液态介质，再利用液态介质加热水产生所需的中温热蒸汽。该过程存在二次换热，大大增加了热损失，效率较低；同时导热油等存在热容小、不稳定、成本高等诸多缺点，因此利用空气作为传热媒介是较好的选择，但是空气的比热小，温度变化剧烈，直接应用无法满足工业应用的稳定性、连续性需求，因此需要设计适用的储热系统。
[0005]目前太阳能空气储热领域的研究主要集中在高温利用领域，缺少对中温利用领域的研究。例如专利CN101226035A报道了一种利用气体作为传热介质的太阳能蓄热装置，装置采用相变蓄热合金实现高温太阳能利用，并且蓄-放热过程可循环利用千次以上。
[0006]专利CN102818468A报道了一种固体储热装置，采用耐火砖、岩石、陶瓷、玻璃、石墨、煤炭、土状石墨、金属、矿石、矿渣、混凝土等其中一种或至少两种的混合物作为固体储热介质。
[0007]专利CN102374812A报道了一种太阳能高温相变储热装置，采用石墨/无机盐高温相变复合材料作为储热工质，实现了合理利用能量及储热系统，能够恒温输出工质。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供一种太阳能中温热空气系统用相变储热体，结构简单、传热性能好、储热量大、使用寿命长。
[0009]为解决以上技术问题，本实用新型提供如下技术方案:由多组相变储热体单元依次连接组成，所述相变储热体单元包括不锈钢板、平行等距连接于不锈钢板上的数根不锈钢管，不锈钢管内填充添加有2~4%石墨的无机相变材料或有机相变材料。
[0010]进一步地，所述相变储热体的一侧下部设有储热体入风口，其另一侧上部设有储热体出风口，每组相变储热体单元等距连接，相变储热体外由储热体保温层包围。
[0011]进一步地，所述不锈钢管的外管径为l~2cm，内管径为0.5~lcm0每相邻两根不锈钢管的间距大于等于0.5cm，小于等于2cm。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、由于本实用新型中储热单元为内径l~2cm的圆柱状不锈钢管，通过计算分析设计，钢管的排布呈最佳流体力学和热力学模型；同时钢管中填充无机相变材料或有机相变材料，并均匀添加了微量高导热率的材料，因此，相对于传统的固体储热单元，储热密度大，导热系数高，换热速率均匀，热学和力学性能稳定，易于维护，在停用时无需专门处理，且成本低，使用寿命长，适合大规模应用。
[0014]2、本实用新型相变储热体的一侧下部设有储热体入风口，其另一侧上部设有储热体出风口，通过储热热风管道、供热热风管道连接相变储热体和太阳能空气集热器以及用热终端，相变储热体内部的换热通过热流体与管状储热单元之间的热传导换热，为达到完全换热平衡，相变储热体在平行于热流方向长度较长。
[0015]3、本实用新型结构简单，相变储热体与太阳能空气集热器相结合，利用相变储热体的充放热特性，在太阳能充足的情况下储存热量，在太阳能不足时或夜间释放热量，实现太阳能中温在工业应用中的连续、稳定供热，满足白天和夜间的热能需求，可大幅度降低工业生产供热过程中的燃煤用量，减少燃煤消耗带来的环境污染、碳排放及PM2.5等污染物的排放。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型太阳能中温热空气系统结构示意图；
[0017]图2本实用新型中相变储热体的主视图；
[0018]图3本实用新型中相变储热体的俯视图；
[0019]图4本实用新型中相变储热体的左视图。
[0020]图中:1 一集热风机；2—太阳能空气集热器；3—集热管路风阀；4一止回风阀；5—储热风机；6—相变储热体；7—储热出风阀；8—储热管路风阀；9一供热管路风阀；10一用热终端；11一集热热风管道；12—储热热风管道；13—供热热风管道I ;14一储热单兀；15—储热体保温层；16—储热体入风口 ；17—储热体出风口 ；18—供热热风管道II ；19一热流温度计I ;20—热流温度计II ;21—热流温度计III ;22—热流温度计IV ;23—热流温度计V ;24—热流温度计VI。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，太阳能中温热空气系统包括通过集热热风管道11串联在一起的数组太阳能空气集热器2、相变储热体6、用热终端10。
[0022]数组太阳能空气集热器2的一端通过集热热风管道11连有集热风机1，其另一端通过集热热风管道11分别连有储热热风管道12、供热热风管道113 ;储热热风管道12的一端分别连有储热风机5、相变储热体6，其另一端与供热热风管道113相连；相变储热体6的另一端设有带储热出风阀7的储热出风管，该储热出风管连有供热热风管道1118 ;供热热风管道113与供热热风管道II18均与用热终端10相连；相变储热体6的一侧下部设有储热体入风口 16，其另一侧上部设有储热体出风口 17，其内部等距离设有数个储热单元14，其外设储热体保温层15。
[0023]如图2—图4相变储热体单元包括不锈钢板、平行等距连接于不锈钢板上的数根不锈钢管，不锈钢管内填充添加有2~4%石墨的无机相变材料或有机相变材料。