一种基于相变材料的移动蓄热车的制作方法

本发明属于节能供热领域，具体地涉及一种基于相变材料的移动蓄热车。

背景技术：

我国工业生产过程的能耗大，主要原因是排放的废热、余热未能合理地加以回收利用。工业炉热效率比较低，有百分之五十左右的热量被高温烟气、高温炉渣等带走。因此，回收废热、降低能耗对我国实现节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义。

然而，废热的回收与其利用之间存在时间和地域性的差异，尤其是对于化工、冶炼等高耗能行业，既存在过剩热能，自身工艺使用富裕，又存在不连续或不稳定排放的废热。移动蓄热技术有望成为有效解决这些问题的技术途径。相变材料潜热蓄热技术利用材料在相变过程中吸热和放热来储存和释放能量，储能密度高，所用装置简单，体积小，而且相变过程是一个近似恒温过程。将相变材料应用到例如移动式蓄热车上很有发展前景。

中国专利cn201520916389.4公开了一种可移动式热能储备装置，其包括保温箱体、蓄热棒组、变频循环水泵、换热盘管、加热分配器、供热分配器、温度传感器、导热介质和移动连接座。但该实用新型结构复杂，当需要储存热能时，需要导热介质将热能传递于蓄热棒组上，蓄热棒未直接与热源接触，蓄热时间慢；且该实用新型采用的相变蓄热材料有两种，一种为固—液相变蓄热材料，如氢氧化钠，容易发生过冷和相分离现象、腐蚀性较大，另一种是固—固相变蓄热材料，如季戊四醇，价格昂贵；此外，该实用新型中的蓄热棒两端密封，无法更换内部填充的相变蓄热材料，蓄热棒使用寿命短。

中国专利cn201310085225.7公开了一种热管式移动供热相变蓄热装置，其包括罐体和运输装置，罐体通过基座采用焊接或螺栓方式固定在运输装置上，罐体由横向设置的隔板分成上下两部分，上部为蓄热室，下部为热源室，蓄热室与热源室内设置有将热源室内热量传递至蓄热室内的热管。但是该发明需要借助热管将热源室内的热量传递给相变材料，与相变材料能直接与热源充分接触相比，蓄热效率不高，速度慢，此外，在给蓄热室内相变材料蓄热完成时，又需要拆卸蓄热管道，操作不方便，此外罐体外包覆的是普通隔热层，同样存在隔热保温效果不佳的缺陷。

中国专利cn201210455369.2公开了一种复合式相变储能移动供热车，其包括载重汽车本体和保温车厢，在保温车厢内设置有高、中、低温相变蓄热装置，各相变蓄热装置包括机壳，在机壳内分别设置有相应的相变材料和换热装置，各相变蓄热装置通过基座固定连接在车架上；高、中、低温相变蓄热装置的换热装置之间通过连接管道依次连接。该发明能实现不同温度梯度的余热或富余热的回收；在放热时，能产生不同温度的蒸汽或热水。该发明采用了三种复合相变材料，但是该发明采用的三种复合相变材料的导热系数固定并且不大；该发明中，热源流体与自来水用的是换热装置中的同一管道，由于热源流体一般为废水、废气，容易污染换热装置的管道，会使生活用水或其它用水存在安全隐患；该发明每个相变蓄热装置以及布设在车厢内的连接管道(道)均采用保温措施，保温层底层采用耐高温的岩棉、玻璃棉毡、陶瓷纤维等材料，保温最外层采用聚氨酯发泡材料。保温车厢的内壁也采用聚氨酯发泡隔热，但这些材料的保温效果都不如气凝胶隔热材料，相对于这些材料，气凝胶隔热材料具有显著优越的隔热性能。

曾有提议采用氢氧化钡作为相变蓄热介质，但是氢氧化钡存在毒性大、过冷、循环稳定性差、相变分离以及蓄热装置报废后回收困难等问题。

此外，上述现有技术中还存在安装或者拆卸蓄热装置麻烦、操作不灵活方面的不足。

因此，需要提供一种能够克服现有技术所存在的上述问题的基于相变材料的移动蓄热车。

技术实现要素：

为了解决一个或多个上述问题，本发明提供了一种基于相变材料的移动蓄热车。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

1、一种移动蓄热车，所述移动蓄热车包括：

(1)运输装置；

(2)蓄热装置，所述蓄热装置可操作地固定于所述运输装置上并且包括：

(a)外壳；

(b)导热相变材料，所述导热相变材料包含相变材料和导热填料并且填充在所述外壳中；和

(c)换热装置，所述换热装置位于所述外壳内部，包括两个端部各自独立地穿过所述外壳的用于加热流体的加热流体管道，所述加热流体管道具有加热流体管道出口和加热流体管道入口，并且所述加热流体管道出口和所述加热流体管道入口设置在所述外壳的外侧；

(3)控制系统，所述控制系统实时显示或实时监控选自流量、温度、压力、蓄热量、gps定位、行驶速度和/或运行里程。

2、根据技术方案1所述的移动蓄热车，所述导热相变材料至少填充至所述外壳的容积的至少50％，优选至少60％，更优选至少70％，进一步优选至少80％。

3、根据技术方案1所述的移动蓄热车，所述相变材料选自由木糖醇、赤藻糖醇、熔点为60～90℃的烷烃型石蜡、分子量为500～5000的聚乙烯、分子量为800～20000的聚乙二醇、碳原子数为18至50的高级脂肪醇组成的组；所述相变材料选自由熔点为60～90℃的烷烃型石蜡、熔点为120℃的赤藻糖醇组成的组；更优选的是，所述相变材料为赤藻糖醇。

4、根据技术方案所述的移动蓄热车，所述导热填料选自由铝粉、铜粉、石墨粉、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨组成的组；优选的是，所述导热填料选自由导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨组成的组；更优选的是，所述导热填料为膨胀石墨；和/或

所述导热填料以所述导热相变材料的总重量计为5重量％至30重量％，优选为10重量％至20重量％。

5、根据技术方案1所述的移动蓄热车，所述外壳包括内壁层、外壁层和位于所述内壁层和所述外壁层之间的由保温材料形成的保温层，所述保温材料选自由聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、玻璃棉、岩棉、气凝胶隔热材料组成的组，优选所述保温材料选自由聚氨酯泡沫、玻璃棉、气凝胶隔热材料组成的组，更优选所述保温材料为气凝胶隔热材料；和/或所述保温层的厚度为10～50mm，优选为20～30mm。

6、根据技术方案1至5中任一项所述的移动蓄热车，所述换热装置还包括两个端部各自独立地穿过所述外壳的用于受热流体的受热流体管道，所述受热流体管道具有受热流体管道出口和受热流体管道入口，所述受热流体管道出口和所述受热流体管道入口设置在所述外壳的外侧；优选的是，所述加热流体管道和所述受热流体管道为平行布置，并且所述加热流体管道和所述受热流体管道之间留有间隙。

7、根据技术方案1至5中任一项所述的移动蓄热车，所述蓄热装置的内部配置有温度传感器和压力传感器；和/或所述蓄热装置的上部设有进料管，该进料管上连接有第一阀门；和/或所述蓄热装置的下部设有出料管，该出料管上连接有第二阀门；和/或所述加热流体管道入口配置有第三阀门、流量计、温度传感器和压力传感器，所述加热流体管道出口上配置有第四阀门、温度传感器和压力传感器；和/或所述受热流体管道入口配置有第五阀门，所述受热流体管道出口配置有第六阀门和温度传感器；和/或所述加热流体为蒸汽、热水或者烟气；和/或所述受热流体为温度低于所述加热流体的水。

8、根据技术方案1至5中任一项所述的移动蓄热车，所述换热装置为换热盘管，优选的是，所述换热盘管为螺管式管道、回形管式管道或螺旋板式管道，所述换热盘管的外部与导热相变材料接触，所述换热盘管的内部为流动介质；和/或所述换热盘管的材质选自由不锈钢、铝合金和铜组成的组。

9、一种移动蓄热车，所述运输装置为全挂牵引车或半挂牵引车；和/或所述运输装置还包括蓄热装置自动装卸机构。

10、根据技术方案9所述的移动蓄热车，所述控制系统显示和监控的信息内容可实时地传回运营中心调度室。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

(1)本发明的移动蓄热车结构简单、容易制造、操作方便。

(2)本发明的移动蓄热车的蓄热装置外壳内直接填充大量的高性能相变材料作为蓄热介质，单位空间可填充的蓄热介质量大，蓄热能力高，属于热源端与客户端的热量传递而非介质传递，优于现有公开的各种以热源端的水介质或填充有少量相变材料的移动蓄热车。

(3)本发明能够高效蓄热，本发明蓄热装置内部填充高效蓄热的导热相变材料，相变温度可调(60℃至130℃)、相变潜热高(180kj/kg～340kj/kg)、导热率高、循环稳定性好，更重要的是，由于混合或复合了导热填料，使得本发明中的导热相变材料热导率高且可调节(1w/m·k至20w/m·k)，能够高效蓄热。

(4)本发明能够高效保温。本发明蓄热装置的外壳为含有保温材料的夹层结构，保温效果好，且保温材料如果采用气凝胶隔热材料，由于气凝胶隔热材料热导率低，隔热性能优异，隔热效果更好，起到对蓄热装置储存热量长时间高效保温的作用，能够较长时间保持温度，有效避免了蓄热装置中导热相变材料吸热相变之后所积蓄的热量散失过快的问题。

(5)本发明的移动蓄热车能够实现实时监控和后台监控，本发明通过控制系统，可实时监控蓄热装置的蓄热状态；本发明中的控制系统能显示和监控温度、入口流量、压力、蓄热量、gps定位、行驶速度和/或运行里程等信息内容，同时通过控制系统可以将这些信息内容实时传回运营中心调度室，实现后台监控。

(6)本发明的一些优选实施方式的换热装置还包括受热流体管道，并且加热流体管道与受热流体管道分开，导热相变材料均匀分布在加热流体管道与受热流体管道例如自来水管道周围，无须借助热管或导热介质等其它措施来提高导热效率，可以实现对烟气、冷凝水等非洁净高温流体的余热回收，长期使用不会污染受热流体管道例如自来水通道。

(7)本发明中牵引车包括用于自动装卸蓄热装置的自动装卸机构，能够灵活安装和拆卸蓄热装置。

附图说明

图1显示了一种移动蓄热车，包括运输装置和蓄热装置。

图2显示了本发明的移动蓄热车的第一实施方式，其包括运输装置和螺管式蓄热装置。

图3显示了本发明的移动蓄热车的的第二实施方式，其包括运输装置和回形管式蓄热装置。

图4显示了本发明的移动蓄热车的第三实施方式，其包括运输装置和螺旋板式蓄热装置。

图5显示了本发明第一实施方式中的具有螺管式管道的螺管式蓄热装置，其中图1a是主视图，图1b是蓄热装置的垂直剖开所看到的视图，图1c是蓄热装置的水平剖开所看到的视图。

图6显示了本发明第二实施方式中的具有回形管式管道的回形管式蓄热装置，其中图2a是主视图，图2b是蓄热装置的垂直剖开所看到的视图，图2c是蓄热装置的水平剖开所看到的俯视图。

图7显示了本发明第三实施方式中的螺旋板式管道的螺旋板式蓄热装置，其中图3a是主视图，图3b是蓄热装置的垂直剖开所看到的视图，图3c是蓄热装置的水平剖开所看到的俯视图。

图8显示了本发明的移动蓄热车的第四实施方式中，该实施方式为多蓄热装置模块式移动蓄热车，包括运输装置和蓄热装置，所述蓄热装置包括多个蓄热装置模块单元。

图9是本发明的基于相变材料的移动蓄热车的第五实施方式的结构示意图。

图10是对螺旋板式测温点分布图。

图11是蓄热过程4个测温点的温度变化曲线。

图12是冷却过程4个测温点的温度变化曲线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明在第一方面提供了一种移动蓄热车，所述移动蓄热车包括：

(1)运输装置；

(2)蓄热装置，所述蓄热装置可操作地固定于所述运输装置上并且包括：

(a)外壳；

(b)导热相变材料，所述导热相变材料包含相变材料和导热填料并且填充在所述外壳中；和

(c)换热装置，所述换热装置位于所述外壳内部，包括两个端部各自独立地穿过所述外壳的用于加热流体的加热流体管道，所述加热流体管道具有加热流体管道出口和加热流体管道入口，并且所述加热流体管道出口和所述加热流体管道入口设置在所述外壳的外侧；

(3)控制系统，所述控制系统实时显示或实时监控选自流量、温度、压力、蓄热量、gps定位、行驶速度和/或运行里程。

相变材料是潜热蓄热技术应用的前提，要在实际中应用相变材料要尽量满足如下热力学、动力学和化学性质要求：(1)动力学性质：为了降低液-固相变过程中产生过冷现象，并保证相变材料能够及时的释放潜热，必须保证相变材料具有较快的晶体成核速率。(2)热力学性质：具有合适的相变温度，能满足相变蓄热的要求；具有较高的相变潜热值，即以较少量的相变材料就能储存较大量的热能；具有较高的导热系数，能提高蓄热系统的蓄放热效率。(3)物理性质：合适的相平衡，提高相变过程稳定性；高的密度，单位体积蓄热密度大；小的体积变化，易于封装；较低的饱和蒸汽压，解决密封问题。(4)化学性质：长期化学稳定性，提高使用寿命；与封装相容性，无腐蚀；没有毒性；不易燃，具有较高的安全性。(5)经济性：量产、易得、成本低。

为了实现移动蓄热车的高效蓄热，需要提高相变材料的热导率，本发明通过往相变材料中添加具有高热导率的导热填料，使之与相变材料混合或者复合而得到具有高热导率的导热相变材料，提高了蓄热装置的蓄热能力。本发明中的移动蓄热车的蓄热装置内部填充高效蓄热的导热相变材料，相变温度可调(60℃至130℃)、相变潜热高(180kj/kg～270kj/kg)、导热率高、循环稳定性好；并且由于混合或复合了导热填料，通过改变导热填料在导热相变材料中所占的质量百分比含量，使得本发明中的导热相变材料热导率可调节(4w/m·k至20w/m·k)，例如为4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20w/m·k。

在一些实施方式中，所述导热相变材料至少填充至所述外壳的容积的至少50％，优选至少60％，更优选至少70％，进一步优选至少80％，甚至90％。这是因为本发明的导热相变材料可以显著减少换热装置的空间占比。因此才能大量填充导热相变材料，提高蓄热能力。最优选的是，所述导热相变材料填充外壳内余下的所有空间，例如换热装置等占据的空间之外余下的所有空间。

根据一个优选的实施方式，所述相变材料选自由熔点为60～90℃的烷烃型石蜡(例如熔点为60℃、70℃、80℃或90℃烷烃型石蜡)、分子量为500～5000的聚乙烯(例如分子量为500、800、1000、2000、3000、4000或5000的聚乙烯)、分子量为800～20000的聚乙二醇(例如分子量为800、900、1000、2000、4000、8000、10000或20000的聚乙二醇)、碳原子数为18至50的高级脂肪醇(例如18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、32、34、36、38、40、42、44、46、47、48或50个碳原子的高级脂肪醇)、木糖醇、赤藻糖醇组成的组；优选的是，所述相变材料选自由熔点为60～90℃的烷烃型石蜡、熔点为120℃的赤藻糖醇组成的组；更优选的是，所述相变材料为赤藻糖醇。

根据一个优选的实施方式，所述导热填料选自由铝粉、铜粉、石墨粉、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨组成的组；优选的是，所述导热填料选自由导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨组成的组；更优选的是，所述导热填料为膨胀石墨；所述导热填料在导热相变材料中所占的质量百分比含量为5％至30％(例如5％、8％、10％、15％、20％、25％或30％)，优选的是，所述导热填料在导热相变材料中所占的质量百分比含量为10％至20％。

在一些实施方式中，所述导热填料选自由铝粉、铜粉、石墨粉、纳米氮化铝、导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨组成的组；优选的是，所述导热填料选自由导热碳纤维、石墨烯、膨胀石墨组成的组；更优选的是，所述导热填料为膨胀石墨。

所述导热填料以所述导热相变材料的总重量计可以为5重量％至30重量％(例如5％、8％、10％、15％、20％、25％或30％)，优选为10重量％至20重量％。

在一些实施方式中，所述外壳可以为包括保温材料的夹层结构，如此可以提高保温效果，有效减少移动蓄热车在蓄热完成后在移动过程中蓄热装置向外界所释放的热量。例如所述外壳包括内壁层、外壁层和位于所述内壁层和所述外壁层之间的由保温材料形成的保温层，所述保温材料选自由聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫、玻璃棉、岩棉、气凝胶隔热材料组成的组，优选所述保温材料选自由聚氨酯泡沫、玻璃棉、气凝胶隔热材料组成的组，更优选所述保温材料为气凝胶隔热材料。

根据一个优选的实施方式，所述夹层结构的夹层厚度为10～50mm(例如10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm)，优选为20～30mm。

在一些实施方式中，所述换热装置还包括两个端部各自独立地穿过所述外壳的用于受热流体的受热流体管道，所述受热流体管道具有受热流体管道出口和受热流体管道入口，所述受热流体管道出口和所述受热流体管道入口设置在所述外壳的外侧。

在一些优选的实施方式中，所述加热流体管道和所述受热流体管道为平行布置，并且所述加热流体管道和所述受热流体管道之间留有间隙。

在一些实施方式中，所述蓄热装置的内部可以配置有温度传感器和压力传感器。所述蓄热装置的上部可以设有进料管，该进料管上可以连接有第一阀门。所述蓄热装置的下部可以设有出料管，该出料管上可以连接有第二阀门。所述加热流体管道入口可以配置有第三阀门、流量计、温度传感器和压力传感器，所述加热流体管道出口上可以配置有第四阀门、温度传感器和压力传感器。所述受热流体管道入口可以配置有第五阀门，所述受热流体管道出口可以配置有第六阀门和温度传感器。

在一些实施方式中，所述加热流体可以为蒸汽、热水或者烟气。

在一些优选的实施方式中，所述受热流体为温度低于所述加热流体的水。

在一些实施方式中，所述换热装置为换热盘管。优选的是，所述换热盘管为螺管式管道、回形管式管道或螺旋板式管道；更优选的是，所述换热盘管是螺旋板式管道。所述换热盘管的外部与导热相变材料接触，所述换热盘管的内部为流动介质。在一些实施方式中，所述换热盘管的材质选自由不锈钢、铝合金、铜组成的组。

在一些优选的实施方式中，所述运输装置可以为全挂牵引车或半挂牵引车。另外，所述运输装置可以优选地包括蓄热装置自动装卸机构(未示出)。

在一些优选的实施方式中，所述蓄热装置还包括控制系统，所述控制系统实时显示或实时监控选自流量、温度、压力、蓄热量、gps定位、行驶速度和/或运行里程。所述控制系统显示和监控的信息内容可实时地传回运营中心调度室。

下文将结合附图对本发明的移动蓄热车的一些具体的实施方式进行进一步的说明。

图1显示了移动蓄热车的基本结构，其包括其包括运输装置40和蓄热装置41。

图2显示了本发明的移动蓄热车的第一实施方式，其包括运输装置50和螺管式蓄热装置51。其中螺管式蓄热装置将在下文中进行进一步的描述。

图3显示了本发明的移动蓄热车的第二实施方式，其包括运输装置60和回形管式蓄热装置61。其中回形管式蓄热装置将在下文中进行进一步的描述。

图4显示了本发明的移动蓄热车的第三实施方式，，其包括运输装置70和螺旋板式蓄热装置71。其中螺旋板式蓄热装置将在下文中进行进一步的描述。

图5显示了本发明的螺管式蓄热装置11，其中图1a是主视图，图1b是蓄热装置11的垂直剖开所看到的视图，图1c是蓄热装置11的水平剖开所看到的视图。螺管式蓄热装置11包括外壳12、螺管式受热流体管道13、填充在所述外壳12中的导热相变材料14、入口15和出口16，入口15和入口16的位置可以调换。螺管可以是等距等径的螺管，也可以非等距和/或非等径的螺管。

图6显示了本发明的回形管式蓄热装置21，其中图2a是主视图，图2b是蓄热装置21的垂直剖开所看到的视图，图2c是蓄热装置21的水平剖开所看到的视图。回形管式蓄热装置21包括外壳22、回形管式受热流体管道23、填充在所述外壳22中的导热相变材料24、入口25和出口26，入口25和入口26的位置可以调换。回形管可以单向或者多向折叠延伸。在单向折叠延伸的情况下，每节管道可以是等长的，也可以是非等长的。

图7显示了本发明的螺旋板式蓄热装置31，其中图3a是主视图，图3b是蓄热装置31的垂直剖开所看到的视图，图3c是蓄热装置31的水平剖开所看到的视图。螺旋板式蓄热装置31包括外壳32、螺旋板式受热流体管道33、填充在所述外壳32中的导热相变材料34、入口35和出口36，入口35和入口36的位置可以调换。螺旋板式可以例如将具有内腔的片材卷起来获得。

图8显示了本发明的移动蓄热车的第四实施方式，该移动蓄热车为多蓄热装置模块式移动蓄热车，其包括运输装置80和蓄热装置81。蓄热装置81包括可以例如并排方式或者堆叠放置的多个(图中显示为20个，但是可以是任意多个，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20甚至更多个)蓄热装置模块单元87。各个蓄热装置模块单元87可以具有专用的加热流体管道出口和加热流体管道入口，也可以是各个蓄热装置模块单元87串联而相互流体连通使得整个蓄热装置至具有一个加热流体管道入口85和加热流体管道出口86。

下文将结合图9对本发明的一些优选的更加具体的一些实施方式中进行进一步的说明，而且，除非另有相反说明，否则下文针对图9所述的蓄热装置或移动蓄热车的构件或者其他位置所提及的构件同样适用于图1至8中所述或者其他位置所述的移动蓄热车。

图9显示了本发明的一种基于相变材料的移动蓄热车。如图所示，所述移动蓄热车包括蓄热装置和运输装置1，所述蓄热装置固定于运输装置1上，在附图9中，运输装置1为牵引车，所述牵引车可以为全挂车、半挂车等类型，可定做或由现有牵引车改装而成。蓄热装置可采用底部的连接支座永久安装固定于牵引车车体上，随牵引车一起移动，在热源端完成蓄热、运输至客户端完成放热的周期循环过程；也可以采用可安装、拆卸方式临时固定于牵引车车体上，在热源端完成蓄热、运输至客户端后卸下蓄热装置，同时牵引车可装上客户已取热后的另一个未蓄热的蓄热装置运输至热源端进行蓄热，完成循环交替充放热过程。在一些优选的实施方式中，当蓄热装置采用可安装、拆卸方式临时固定于牵引车车体上时，所述的牵引车还可以包含有蓄热装置的自动装卸机构，方便蓄热装置的灵活安装和拆卸。

所述蓄热装置包括外壳2和内部的换热装置3，所述换热装置3包括加热流体管道3-1和受热流体管道3-2，加热流体管道3-1和受热流体管道3-2的两端开口，穿过外壳设在外壳外侧，所述加热流体管道和所述受热流体管道优选为平行走向，两管道之间留有间隙(用于管道与下文提到的导热相变材料的充分接触)。在本发明中所述的加热流体管道3-1为热源管道，所述受热流体管道3-2为自来水管道。特别地，所述蓄热装置还包括支撑板4，所述支撑板4从蓄热装置的顶端延伸至底端，换热装置3穿在支撑板4上，所述支撑板4设置为至少两块以上(例如设置2块支撑板或3块支撑板)，起到支撑换热装置3的作用。

所述蓄热装置的外壳内部可以填充导热相变材料，所述导热相变材料均匀分布在加热流体管道3-1和受热流体管道3-2的周围；所述导热相变材料由相变材料与导热填料混合或复合而成，例如通过向相变材料中添加导热填料并混合均匀的方式实现。所述蓄热装置的上部设有进料管5，进料管5上连接有第一阀门5-1，蓄热装置的下部一侧设有出料管6，出料管6上连接有第二阀门6-1，用于添加或者更换蓄热装置中的导热相变材料，具体地，通过打开第一阀门5-1，关闭第二阀门6-1，可以通过进料管5往蓄热装置里添加导热相变材料；通过打开第二阀门6-1，可以从出料管6排出导热相变材料。

所述加热流体管道3-1的两个开口中一个为第一入口7，所述第一入口7的管道上配置有第三阀门7-1、流量计、温度传感器和压力传感器(未示出)；另一个为第一出口8，所述第一出口8的管道上配置有第四阀门8-1、温度传感器和压力传感器(未示出)。所述受热流体管道3-2的两个开口中一个为第二入口9，所述第二入口9的管道上配置有第五阀门9-1；另一个为第二出口10，所述第二出口10的管道上配置有第六阀门10-1和温度传感器(未示出)。所述蓄热装置的内部可以配置有温度传感器和压力传感器。本发明中的温度传感器、压力传感器和流量计(未示出)可以通过信号传输线与下文将要介绍的控制系统连接。

本发明中的移动蓄热车还包括控制系统(未示出)，例如可以把控制系统设置在牵引车驾驶室内，控制系统能够显示和实时监控gps定位、行驶速度和/或运行里程。本发明中的温度传感器、压力传感器和流量计通过信号传输线与控制系统连接，控制系统能够显示和实时监控体积流量、温度和/或压力，此外，通过流量计显示的信号和温度传感器显示的温度变化状况，控制系统能够给出蓄热装置的蓄热量，能够实时监控蓄热装置的蓄热状况。同时，所述控制系统显示和监控的信息内容能实时传回运营中心调度室，实现后台监控。特别地，控制系统能够为蓄热装置提供压力保护，具体地，当蓄热装置内部的压力传感器检测到蓄热装置内部的压力到达例如0.2mpa时，控制系统就会自动发出报警信号，并且该信号能实时传回运营中心调度室。

本发明中所述的基于相变材料的移动蓄热车的具体工作过程为：蓄热时，将废气、废水或富余蒸汽与加热流体管道3-1的第一入口7对接，同时打开第三阀门7-1和第四阀门8-1，废气、废水或富余蒸汽等流体流经加热流体管道，热量被蓄热装置中填充的导热相变材料充分吸收，当蓄热装置内部设置的温度传感器检测到的温度超过导热相变材料的熔点时，停止蓄热，具体地，以赤藻糖醇为例，赤藻糖醇的熔点为120℃，当温度传感器所显示的温度为例如130℃左右时，停止蓄热。蓄热完成后，蓄热装置通过牵引车运输到用户端，换热装置的受热流体管道3-2的第二入口9与自来水管进行对接，第二出口10与用户管道对接，同时打开第五阀门9-1和第六阀门10-1，加热低温水至所需温度。

本发明的移动蓄热车，能够高效蓄热、高效保温，可以给用户提供不同温度的蒸汽和热水，能够合理利用余热和解决热能供需矛盾。

以下为利用本发明的基于相变材料的移动蓄热车的应用实施例。

制造例1制造具有不同结构的换热装置

设计并制造分别如图1、2和3所示的蓄热装置的螺管、回形管和螺旋板三种换热装置，它们具有如下结构参数：

表1：三种换热装置的结构参数

使用导热相变材料对上述换热装置进行测试。所述材料的性能参数如下：相变点为120℃；相变潜热为250kj/kg；室温热导率为5w/mk；密度为1000kg/m³；定压比热为2kj/kgk。

经过实验发现，螺管换热装置或螺旋板式换热装置蓄热性能相对而言更好，回形管式换热装置在储热过程中储热模块中的相变材料被熔化最迟。

实验还发现，螺旋板式换热装置拥有更优秀的换热性能，推测可能是因为其入口面积更大，能够通过更大的水蒸气流量，而且换热面积更大。因此，从换热的角度来看，螺旋板式换热装置最优，螺管式换热装置次之，回形管式换热装置再次之。

在实验过程中，还使用4个测温热电偶和无纸记录仪测定了螺旋板式换热装置的4个测温点的温度，四个测温点的位置如图10所示，从水蒸气进口到水蒸气出口编号由小到大。

蓄热试验

2017年1月11日，上午11点，齐齐哈尔富区(郊区)电厂，进行蓄热试验。

对蓄能器通入水蒸气，水蒸气从侧边进口进，底部出口排出。装置将水蒸气的热量吸收，换热装置内部4个不同位置安装有热电偶来测量温度，温度数据被记录在无纸记录仪中。

蓄热时间约为70分钟，当4个热电偶测量温度均超过125℃时，结束水蒸气的流通，实验结束。四个测点温度随时间变化曲线如图11所示，最高温度为128.2℃。

第一天冷却试验

在电厂进行蓄热试验后，将蓄热装置运输回实验基地进行冷却试验，运输的总时间约为2小时，当天齐齐哈尔温度约为-15℃。

把水温约为30℃的冷却水流经装置进行冷却，冷却水流量约为400kg/min。用手感受出水温度，开始感受到的水温较高，大约40℃，通水大概2分钟后，出水口温度与进水口温度感觉不到区别。4个热电偶测到冷却过程中，蓄热装置中4个位置的温度随时间的变化如图12所示。

实施例1

某热电厂锅炉排烟气温度为220～250℃，压力为0.6mpa，流量为8000m³/h～9000m³/h。本发明的移动蓄能装置的换热装置具有螺旋板式构造，选用熔点为120℃的赤藻糖醇为相变材料，膨化石墨为导热填料，导热相变材料由赤藻糖醇与导热填料复合而成，导热填料在导热相变材料中所占的质量百分数为10％，导热相变材料的相变潜热为250kj/kg，导热系数为(10w/m·k)；外壳夹层结构中含有的保温材料选用气凝胶隔热材料，夹层结构的厚度为30mm。采用本发明的移动蓄热车，蓄热装置采用可拆卸地固定于牵引车车体上，载重20吨导热相变材料，蓄热时，高温烟气进入加热流体管道，将烟气的热量传递给导热相变材料，当控制系统监控到相变材料的温度达到130℃时，控制系统自动发出蓄热完毕信号，停止蓄热；移动蓄热车抵达需要热水的工厂，卸下蓄热装置，同时牵引车装上客户已取热后的另一个未蓄热的蓄热装置运输至热源端进行蓄热。客户端将自来水管与卸下的蓄热装置的受热流体管道连通，导热相变材料放热，对自来水进行加热，加热低温水至所需温度。从热源端运输到客户端的过程中，通过移动蓄热车的控制系统监测蓄热状况，监测到移动蓄热车在运输过程中每小时损耗的热量仅为0.08％。

实施例2-6

除了下表所示内容之外，以实施例1相同的方式进行。

从表中结果可以看出，本发明的移动蓄热车可能高蓄热效能和低热量运输损耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。