相变蓄能供热装置的制作方法

文档序号：12003268阅读：432来源：国知局

本实用新型涉及一种热量回收、储存、再利用装置及其方法，具体为一种相变蓄能供热装置及其蓄热放热方法，属于节能环保型领域。

背景技术：

我国工业能源利用率普遍偏低，平均在27％以下，如城市垃圾焚烧、垃圾填埋沼气、钢铁、冶金、化工、污水处理、发电等多种行业生产过程产生的高品质余热中有65％左右基本被回收用于发电和工业蒸汽，但占余热总量85％以上的间断性、不稳定性、低品质的余废热因无成熟的储热工艺技术和工程化装备等问题未能得到充分的回收和利用，尤其在余热利用方面工艺和手段极为欠缺。

现有常规的低品位余热回收和利用，工业余热设备产生的余热经管道输送到余热回收换热器，经余热回收换热器回收的余热通过供水管道送达热用户实现供热。余热回收换热器、余热管道、余热产生设备组成余热回收系统；换热器、供水管道、用户供热装置供热循环泵、回水管道组成余热利用系统。

现有技术中，余热回收利用系统存在以下几点缺陷：

1)余热的稳定性要求过高。用户则要求有稳定连续的能源供应，采用常规余热回收利用工艺技术方案就要求余热也必须是稳定连续的，这样就限制了大量属于间断性、无组织排放余热的回收利用。只有在余热回收系统增设储能工艺设备才能弥补该缺陷。

2)余热品位要求高。一旦用户确定了供水温度，就对余热供应的波动性提出了严格的要求，因此采用常规余热回收利用工艺技术方案就要求余热的波动性小，因为该余热回收系统没有储热装置就限制了大量符合供热要求的波动性余热的回收利用。

3)余热能力要求高，对于大量供热负荷是动态变化的用户，采用常规余热回收利用工艺技术方案就要求余热能力必须满足用户的最大用热负荷，因为该余热回收系统没有储热装置就必然造成余热的利用率下降，造成整个余热回收利用系统的效率底下。

4)余热与用户间需具备管网铺设条件。在大多数余热能力较高而用户比较分散的情况下，采用常规余热回收利用工艺技术方案必然存在部分热需求用户无法铺设管网或铺设管网投资和热损失过大的情况，该类用户需要采用移动供热方式替代管网供热。

5)余热供应能力与用户供热需求量匹配度要求高。对于用户，供暖负荷是随着环境温度的变化而变化。就一天而言，一般夜间环境温度低于白天，夜间的供热负荷也高于白天；对一个采暖期来说，三九、四九的环境温度最低，供暖负荷也最大；因此供暖最大负荷一般是在三九天的夜间，比初寒期和末寒期的供暖负荷高60％以上，虽然只有几天时间，却在春节期间，是老百姓要求供热质量最高的时段。采用常规工艺技术方案必然造成热源的供热能力余量过大，投资过高，然而余热利用率很低，极不利于余热的利用。如果采用蓄热调峰技术工艺就能很好的解决该问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种相变蓄能供热装置及其蓄热放热方法，它具备将多种相变蓄热材料元件化，再将蓄热元件按照统一的排列方式和结构布置在不同的容器中实现储热和供热等功能。可大大降低城市生活供热能耗，又能各种工业余废热的综合回收利用率。

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种相变蓄能供热装置，该装置包括：

1)储能装置箱体或壳体，其中储能装置箱体或壳体的内部空间呈现为长方体形，该长方体形的蓄热装置箱体或蓄热装置箱体的内部空间的长度是1.2-5.5m，它的宽度是0.6-3.5m，它的高度是0.5-3.3m；

2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器、储热回水布水器、供热回水布水器、储热出水布水器、相变蓄热元件，供热出水布水器和储热回水布水器设置在箱体的上部，供热回水布水器和储热出水布水器设置在箱体的下部，相变蓄热元件设置在箱体的中部，并且多个相变蓄热元件排列而成阵列或层叠体，

其中，供热出水布水器的出口位于储能装置箱体的外侧的上部，储热出水布水器的出口也位于储能装置箱体的外侧的上部，而供热回水布水器的入口位于储能装置箱体的外侧的下部，储热回水布水器的入口也位于储能装置箱体的外侧的下部。

在本实用新型中，储能装置箱体体包括外保护壳体、箱体保温层、内箱体。外保护壳体位于储能装置箱体体的最外层。内箱体位于储能装置箱体体的最内层。箱体保温层设置在外保护壳体和内箱体之间。

优选，箱体保温层使用高密度聚氨酯发泡保温层。

优选的是，内箱体上设有蓄热元件支架。相变蓄热元件放置在蓄热元件支架上。

在本实用新型中，相变蓄热元件由圆筒形壳体、圆形封头、相变蓄热材料构成。

优选，多个相变蓄热元件排列而成阵列或层叠体，相变蓄热元件间设有通道隔离环。

优选，圆筒形壳体、圆形封头和通道隔离环由具有一定支撑强度且导热性能良好的材料制成。

在本实用新型中，所述相变蓄热材料包括以下组分或具有以下组成：

a)八水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，优选74-87wt％，优选78-85wt％；

b)一水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，优选4.5-8wt％，优选5-7wt％；

c)碳酸钡[BaCO₃]：0.5-3wt％，优选0.7-2.5wt％，优选0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，优选1.5-4.7wt％，优选2.0-4.0wt％，优选2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的铁粉：0.08-1wt％，优选0.10-0.8wt％，优选0.15-0.6wt％，优选0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸铈(III)：2.8-6wt％，优选3.0-5wt％，优选3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸铕(III)：2.2-5wt％，优选2.6-4.5wt％，优选3-4wt％。

在本实用新型中，供热出水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，储热回水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，供热回水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，储热出水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，阵列或层叠体的排列方式为：多个管形或棒形相变蓄热元件的排列方式是分为多层次进行排列，每一层由多个管形或棒形相变蓄热元件水平平行排列，进而各层进行层叠，形成阵列或层叠体或堆叠体。

优选的是，管形或棒形相变蓄热元件作为阵列或层叠体或堆叠体形式排列，阵列或层叠体或堆叠体的高度一般是1.0-2.9m，优选1.2-2.7m，更优选1.4-2.5m，更优选1.6-2.2m，例如1.8或2.0m。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一套相变蓄能供热装置(或相变蓄能供热系统)，该装置或系统包括：

3)工业余热设备、余热管道，

4)余热回收换热器、第一供水管道，

5)第二供水管道、用热装置、第一回水管道，

6)第二回水管道、回收管道；

其中，供热出水布水器的出口位于储能装置箱体的外侧的上部，储热出水布水器的出口也位于储能装置箱体的外侧的上部，而供热回水布水器的入口位于储能装置箱体的外侧的下部，储热回水布水器的入口也位于储能装置箱体的外侧的下部；和

余热管道连接工业余热设备和余热回收换热装置，第一供水管道连接余热回收换热装置和储热回水布水器的入口，第二供水管道连接供热出水布水器的出口和用热装置，第一回水管道连接用热装置和供热回水布水器的入口，第二回水管道连接储热出水布水器的出口和余热回收换热器，回收管道连接余热回收换热器和工业余热设备。

优选，箱体保温层使用高密度聚氨酯发泡保温层。

优选的是，内箱体上设有蓄热元件支架。相变蓄热元件放置在蓄热元件支架上。

在本实用新型中，相变蓄热元件由圆筒形壳体、圆形封头、相变蓄热材料构成。

优选，多个相变蓄热元件排列而成阵列或层叠体，相变蓄热元件间设有通道隔离环。

优选，圆筒形壳体、圆形封头和通道隔离环由具有一定支撑强度且导热性能良好的材料制成。

在本实用新型中，所述相变蓄热材料包括以下组分或具有以下组成：

a)八水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，优选74-87wt％，优选78-85wt％；

b)一水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，优选4.5-8wt％，优选5-7wt％；

c)碳酸钡[BaCO₃]：0.5-3wt％，优选0.7-2.5wt％，优选0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，优选1.5-4.7wt％，优选2.0-4.0wt％，优选2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的铁粉：0.08-1wt％，优选0.10-0.8wt％，优选0.15-0.6wt％，优选0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸铈(III)：2.8-6wt％，优选3.0-5wt％，优选3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸铕(III)：2.2-5wt％，优选2.6-4.5wt％，优选3-4wt％。

在本实用新型中，供热出水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，储热回水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，供热回水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，储热出水布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。

优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，第一回水管道上设有供热循环泵。

在本实用新型中，第二回水管道上设有储能循环泵。

根据本实用新型的第三个实施方案，提供一种相变蓄能供热装置蓄热放热方法，该方法包括以下步骤：

1)蓄热过程：储热出水布水器喷洒出热水，热水喷洒在相变蓄热元件上，相变蓄热元件吸收热量并储存热能，被吸收热量的热水变为冷水，冷水经过储热回水布水器从外部吸收热量，进行循环；此过程实现高温热水从上向下移动，并将热能通过水传导给相变蓄热元件，使相变蓄热元件中的相变蓄热材料逐渐由外向内融化，由固态转化为液态，储热过程完成；

2)放热过程：供热回水布水器喷洒出冷水，冷水水经过相变蓄热元件，相变蓄热元件放出热量，冷水吸收热量变为热水，热水经过供热出水布水器送外外部需要热量的用具上，进行循环；此过程实现供热后低温回水从下向上移动，将相变蓄热元件中的热能传导给水，使蓄热元件中的液态相变蓄热材料逐渐由外向内凝固，液态变固态后放热过程完成。

根据本实用新型的第四个实施方案，提供一套相变蓄能供热装置蓄热放热方法，该方法包括以下步骤：

1)蓄热过程：工业余热设备通过余热管道将热量输送至余热回收换热器，余热回收换热器将热量传送给介质水经由第一供水管道通过储热出水布水器出口进入储热出水布水器；储热出水布水器喷洒出热水，热水喷洒在相变蓄热元件上，相变蓄热元件吸收热量并储存热能，被吸收热量的热水变为冷水，冷水通过储热回水布水器从储热回水布水器入口经由第二回水管道进入余热回收换热器中吸收热量，进行循环；此过程在相变蓄能供热装置中实现高温热水从上向下移动，并将热能通过水传导给相变蓄热元件，使相变蓄热元件中的相变蓄热材料逐渐由外向内融化，由固态转化为液态，储热过程完成；

2)放热过程：供热回水布水器喷洒出冷水，冷水水经过相变蓄热元件，相变蓄热元件放出热量，冷水吸收热量变为热水，热水通过供热出水布水器从供热出水布水器出口经由第二供水管道进入用热装置，用热装置利用热能后热水变为冷水，冷水经由第一回水管道通过供热回水布水器入口进入供热回水布水器中，进行循环；此过程在相变蓄能供热装置中实现供热后低温回水从下向上移动，将相变蓄热元件中的热能传导给水，使蓄热元件中的液态相变蓄热材料逐渐由外向内凝固，液态变固态后放热过程完成。

在上述实施方案中，优选的是，储能装置箱体，或储能装置箱体的内部空间，呈现为长度、高度和宽度不相等的长方体形。对于储能装置箱体，或储能装置箱体的内部空间，它的长度一般是1.2-5.5m，优选1.25-5.0m，更优选1.3-4.5m，更优选1.35-4m，更优选1.4-3.5m，更优选1.5-3m，例如1.8m或2.2m。另外，对于储能装置箱体，或储能装置箱体的内部空间，它的宽度一般是0.6-3.5m，优选0.65-3.2m，更优选0.7-2.8m，更优选0.75-2.5m，例如0.8-2.2m，例如1、1.12或1.5m。另外，对于储能装置箱体，或储能装置箱体的内部空间，它的高度一般是0.5-3.3m，优选0.6-3.0m，更优选0.65-2.7m，更优选0.7-2.6m，优选0.75-2.2m，优选0.8-1.8m，例如1.0或1.5m。

在上述实施方案中，优选的是，所有位于箱体上部的布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管。优选，主管的中心轴与箱体内壁之间的间距一般为10-40cm，优选13-35cm，优选15-30，例如18cm或20cm或25cm。优选，位于主管起始端和末端的两个(相距最远)支管各自的中心轴与箱体内壁之间的间距一般为7-35cm，优选9-30cm，优选10-25，例如15cm或20cm。优选的是，位于箱体上部布水器与箱体顶部(即水箱顶)之间的距离一般为15-50cm，优选18-45cm，优选20-40cm，优选23-35cm，例如25cm、28cm或32cm。一般，主管的外径为优选5-12cm，优选6-10cm，优选8-9cm。支管的外径一般为4-8cm，优选4.5-7.5cm，优选4-6.5cm，如5cm或6cm。优选，在支管的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角(α)一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。沿着支管的长度方向，相邻两组的两个中间小孔的孔中心(或相邻两组的两个对应边缘小孔的孔中心)之间的间距一般为12－27cm，优选15－25cm，优选17－23cm，如20cm。一般，沿着支管的横向，即沿着与支管的长度垂直的方向，每一组中相邻两个小孔的孔中心之间的间距一般为1.2－2.7cm，优选1.5－2.5cm，优选1.7－2.3cm，例如2cm。每一个小孔的(内)直径一般为0.7－1.3cm，优选0.8－1.2cm，优选0.9－1.1cm，例如1cm。一般，平行的相邻支管之间的间距是12－27cm，优选15－25cm，优选17－23cm，如20cm。一般，平行的两根主管(201a，201b)之间的间距是60－350cm，优选80－300cm，优选90－250cm，优选100－220cm，如120cm、150cm或200cm。

在上述实施方案中，优选的是，所有设置箱体下部的布水器包括彼此平行的两根主管和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向下的多个支管。优选，主管的中心轴与箱体内壁之间的间距一般为10-40cm，优选13-35cm，优选15-30，例如18cm或20cm或25cm。优选，位于主管起始端和末端的两个(相距最远)支管各自的中心轴与箱体内壁之间的间距一般为7-35cm，优选9-30cm，优选10-25，例如15cm或20cm。优选的是，设置箱体下部的布水器与箱体底部(即水箱底部)之间的距离一般为15-50cm，优选18-45cm，优选20-40cm，优选23-35cm，例如25cm、28cm或32cm。一般，主管的外径为优选5-12cm，优选6-10cm，优选8-9cm。支管的外径一般为4-8cm，优选4.5-7.5cm，优选4-6.5cm，如5cm或6cm。优选，在支管的长度方向上开有向下的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角(α)一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。沿着支管的长度方向，相邻两组的两个中间小孔的孔中心(或相邻两组的两个对应边缘小孔的孔中心)之间的间距一般为12－27cm，优选15－25cm，优选17－23cm，如20cm。一般，沿着支管的横向，即沿着与支管的长度垂直的方向，每一组中相邻两个小孔的孔中心之间的间距一般为1.2－2.7cm，优选1.5－2.5cm，优选1.7－2.3cm，例如2cm。每一个小孔的(内)直径一般为0.7－1.3cm，优选0.8－1.2cm，优选0.9－1.1cm，例如1cm。一般，平行的相邻支管之间的间距是12－27cm，优选15－25cm，优选17－23cm，如20cm。一般，平行的两根主管(201a，201b)之间的间距是60－350cm，优选80－300cm，优选90－250cm，优选100－220cm，如120cm、150cm或200cm。

相变蓄热元件优选为管形或棒形蓄热元件。相变蓄热元件由圆筒形壳体、圆形封头、通道隔离环、相变蓄热材料构成。其中圆筒形壳体、圆形封头、通道隔离环由具有一定支撑强度且导热性能良好的材料(如钢材)制成；相变蓄热材料选用相变温度在70-195℃之间，且熔解热高于250kj/kg、比热容高于2.0kj/kg.k、导热性能良好的材料组成。相变蓄热元件3的长度一般是50-200cm，优选60-180cm，更优选70-150cm，更优选80-120cm，例如90cm，100cm。

(管形或棒形)相变蓄热元件的外直径一般是8-45cm，优选10-40cm，更优选12-35cm，更优选15-27cm，例如18cm，25cm。

本实用新型所示相变蓄热元件置于介质水中，元件并行排列成n层m列，组成相变蓄热元件阵列。每个元件四周被介质水包围。n为5-30，优选7-27，优选8-25，优选9-22，优选10-20，更优选12-18，更优选14-16。m为4-25，优选5-22，优选6-20，优选7-18，优选8-16，更优选9-15，更优选12-14。

蓄热过程：当介质水温度高于相变蓄热元件内的相变蓄热材料的熔点时，相变蓄热材料吸收热量开始由外向内融化，全部融化后相变蓄热材料开始升温，直到接近和达到介质水温度停止吸热，蓄热过程完成。

放热过程：当介质水温度低于相变蓄热元件内的相变蓄热材料的熔点时，相变蓄热材料释放热量开始由外向内凝固，全部凝固后相变蓄热材料开始降温，直到接近和达到介质水温度停止放热，放热过程完成。

优选的是，由多个相变蓄热元件排列而成的阵列或层叠体的排列方式为：多个管形或棒形蓄热元件的排列方式是分为多层次进行排列(即n层m列)，每一层由多个管形或棒形蓄热元件水平平行排列，进而各层进行层叠。形成阵列或层叠体或堆叠体。管形或棒形蓄热元件作为阵列或层叠体或堆叠体形式排列，阵列或层叠体或堆叠体的高度一般是0.4-2.5m，优选0.5-2.2m，更优选0.6-2.0m，更优选0.7-1.8m，例如0.8、1.0、1.2或1.5m。这一高度取决于储能装置箱体的内部空间的高度。

在本申请，管形或棒形相变蓄热元件的长度或阵列或层叠体或堆叠体的长度一般等于或大约等于或稍大于布水器的长度或宽度。一般，阵列或层叠体或堆叠体的宽度等于或大约等于或稍大于布水器的宽度。管形或棒形相变蓄热元件的长度方向或阵列或层叠体或堆叠体的长度方向与箱体的长度方向相同。或者，管形或棒形相变蓄热元件的长度方向或阵列或层叠体或堆叠体的长度方向也可以垂直于箱体的长度方向，此时，在箱体的长度方向包括多个阵列或层叠体或堆叠体。

管形或棒形相变蓄热元件的横截面呈现圆形，椭圆形或矩形。另外，第一或第二盘管的横截面呈现圆形，椭圆形或矩形。

更优选的是，同一层上相邻的各管形或棒形相变蓄热元件之间或上下相邻两层的管形或棒形相变蓄热元件之间有间隙或有一定的间距。一般，同一层的该间隙或间距，或上下相邻两层的该间隙或间距，各自独立地是1.2－20cm，优选1.8－15cm，优选2.3－10cm，如2.5-8cm，例如3、4、5或6cm。

对于储能装置箱体，或储能装置箱体的内部空间，它的高度一般是1.5-3.3m，优选1.8-3.0m，更优选2.0-2.7m，更优选2.3-2.6m，例如2.4或2.5m。

相变蓄热材料的熔点范围或熔程一般是在75-100℃，优选在82-95℃之间。当管形相变蓄热元件周围的介质水温度达到82℃时管形蓄热元件内部的相变蓄热材料开始融化，达到95℃时完全融化，此为固转液蓄热过程，反之为放热过程，在放热过程中相变蓄热材料发生结晶或凝固。借助于这一可逆过程，能够将低谷时段产生的热能存储起来，需要时释放出来，它具有蓄热量大、安全稳定之特点。

密封在管形或棒形蓄热元件(3)内的相变蓄热材料304包括以下组分或具有以下组成：

a)八水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，优选74-87wt％，优选78-85wt％；

b)一水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，优选4.5-8wt％，优选5-7wt％；

c)碳酸钡[BaCO₃]：0.5-3wt％，优选0.7-2.5wt％，优选0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，优选1.5-4.7wt％，优选2.0-4.0wt％，优选2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的铁粉：0.08-1wt％，优选0.10-0.8wt％，优选0.15-0.6wt％，优选0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸铈(III)：2.8-6wt％，优选3.0-5wt％，优选3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸铕(III)：2.2-5wt％，优选2.6-4.5wt％，优选3-4wt％。

本申请的设计人通过大量的实验发现，通过添加f)和g)两种稀土化合物，一方面显著提高蓄热材料的比热熔，另一方面，能够显著降低蓄热材料的体积膨胀率。例如当相变蓄热材料从50℃升温至90℃，本实用新型的相变蓄热材料的体积膨胀率低于0.2％，优选低于0.15％，更优选低于0.1％，更优选等于0.08％或甚至0.05％。较低的热膨胀率对于密封在长条形的钢管内而言是非常关键的。

优选的是，相变蓄能供热装置在底部装有脚轮。这使得相变蓄能供热装置移动更加灵活、轻便。

为了运输方便，优选的是，相变蓄能供热装置的外尺寸与运输车辆例如货车、卡车或铁路车辆的装载尺寸相适应。例如相变蓄能供热装置的外形类似于集装箱。

优选的是，本申请中的装置中与水接触的所有部件采用不锈钢制造，更优选采用304不锈钢。例如采用304不锈钢钢板或采用304不锈钢钢管。

在本申请中，布水器主管为直径8.9cm的不锈钢钢管。支管为5cm直径的不锈钢钢管。在主管h端口封死，并可以焊接到箱体的内表面上。以便固定布水器。另外，布水器用不锈钢支架固定。遇到人孔或其它障碍时，可采用缩短支管的方式来解决。阵列或层叠体可采用不锈钢支架来固定或安装。

如果利用本实用新型所涉及的储热技术及装置将这些低品质存储起来按需通过管网和移动供热专用车输送给供暖和生活热水用户，同时再将太阳能、弃风电、低谷电等能源存储、利用起来进行多热源联网城市供热，即可大大降低城市生活供热能耗，又能各种工业余废热的综合回收利用率。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下有益技术效果：

1)本实用新型在传统直供式工艺系统中增加了储热设备及工艺，使新系统具有了储能调峰供热等功能；

2)提高了余热回收过程的稳定性，扩大了余热利用的领域和用户范围；

3)本实用新型应用于以常规能源做燃料的锅炉供热系统，提高了锅炉调峰能力和过负荷供热能力。对用户新建供热热源，可减少以锅炉为热源的投资；对于已有供热热源，可增加热源的供热能力。

4)本实用新型应用于以常规供热系统的管网中，起到管网调峰作用，提高了供热管网带供热负荷能力。对老旧供热管网，增加储能装置，可在不提升管网压力情况下增加管网的供热能力，降低了为满足负荷增加而提高管网压力造成老旧管网破裂事故等风险。

5)可减轻环境污染：由于本实用新型在原常规系统中增加了储能装置，锅炉热效率可维持在较高工况下运行，提高了余热和锅炉的利用效率，降低了能源消耗，降低了污染物排放。

综上所述，此新工艺系统实用新型方案有效弥补了原有技术方案所存在的多项缺陷，相比较原有技术更加节能、安全、可靠、实用，可以预计在未来有很好的市场前景。

附图说明

图1位本实用新型一种相变蓄能供热装置的结构示意图；

图2为本实用新型一套相变蓄能供热装置的结构示意图；

图3为本实用新型相变蓄热元件的结构示意图；

图4为本实用新型供热出水布水器的结构示意图；

图5为本实用新型储热回水布水器的结构示意图；

图6为本实用新型供热回水布水器的结构示意图；

图7为本实用新型储热出水布水器的结构示意图；

图8为图4-6中E处的局部放大图；

图9为本实用新型装置蓄热放热流程图。

附图标记1：相变蓄能供热装置；2：储能装置箱体；201：外保护壳体；202：箱体保温层；203：内箱体；204：蓄热元件支架；3：供热出水布水器；301：供热出水布水器出口；302：供热出水布水主管；303：供热出水布水主管支管；4：储热回水布水器；401：储热回水布水器入口；402：储热回水布水器主管；403：储热回水布水器支管；5：供热回水布水器；501：供热回水布水器入口；502：供热回水布水主管；503：供热回水布水支管；6：储热出水布水器；601：储热出水布水器出口；602：储热出水布水主管；603：储热出水布水支管；7：相变蓄热元件；701：圆筒形壳体；702：圆形封头；703：相变蓄热材料；704：通道隔离环；8：工业余热设备；9：余热回收换热器；10：用热装置；11：供热循环泵；12：储能循环泵；L1：余热管道；L2：第一供水管道；L3：第二供水管道；L4：第一回水管道；L5：第二回水管道；L6：回收管道。

具体实施方式

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种相变蓄能供热装置1，该装置包括：

1)储能装置箱体或壳体2，其中储能装置箱体或壳体2的内部空间呈现为长方体形，该长方体形的蓄热装置箱体或蓄热装置箱体的内部空间的长度是1.2-5.5m，它的宽度是0.6-3.5m，它的高度是0.5-3.3m；

2)中心蓄热组件，它包括：供热出水布水器3、储热回水布水器4、供热回水布水器5、储热出水布水器6、相变蓄热元件7，供热出水布水器3和储热回水布水器4设置在箱体2的上部，供热回水布水器5和储热出水布水器6设置在箱体2的下部，相变蓄热元件7设置在箱体2的中部，并且多个相变蓄热元件7排列而成阵列或层叠体，

其中，供热出水布水器3的出口301位于储能装置箱体2的外侧的上部，储热出水布水器6的出口601也位于储能装置箱体2的外侧的上部，而供热回水布水器5的入口501位于储能装置箱体2的外侧的下部，储热回水布水器4的入口401也位于储能装置箱体2的外侧的下部。

在本实用新型中，储能装置箱体体2包括外保护壳体201、箱体保温层202、内箱体203。外保护壳体201位于储能装置箱体体2的最外层。内箱体203位于储能装置箱体体2的最内层。箱体保温层202设置在外保护壳体201和内箱体203之间。

优选，箱体保温层202使用高密度聚氨酯发泡保温层。

优选的是，内箱体203上设有蓄热元件支架204。相变蓄热元件7放置在蓄热元件支架204上。

在本实用新型中，相变蓄热元件7由圆筒形壳体701、圆形封头702、相变蓄热材料703构成。

优选，多个相变蓄热元件7排列而成阵列或层叠体，相变蓄热元件7间设有通道隔离环704。

优选，圆筒形壳体701、圆形封头702和通道隔离环704由具有一定支撑强度且导热性能良好的材料制成。

在本实用新型中，所述相变蓄热材料703包括以下组分或具有以下组成：

a)八水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·8H₂O]：72-88wt％，优选74-87wt％，优选78-85wt％；

b)一水合氢氧化钡[Ba(OH)₂·H₂O]：4-10wt％，优选4.5-8wt％，优选5-7wt％；

c)碳酸钡[BaCO₃]：0.5-3wt％，优选0.7-2.5wt％，优选0.9-2.0wt％；

d)水：1-5wt％，优选1.5-4.7wt％，优选2.0-4.0wt％，优选2.5-3.8wt％；

e)粒度5-10μm的铁粉：0.08-1wt％，优选0.10-0.8wt％，优选0.15-0.6wt％，优选0.18-0.4wt％；

f)六水合硝酸铈(III)：2.8-6wt％，优选3.0-5wt％，优选3.5-4.5wt％；和

g)六水合硝酸铕(III)：2.2-5wt％，优选2.6-4.5wt％，优选3-4wt％。

在本实用新型中，供热出水布水器3包括彼此平行的两根主管302和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管303。

优选，在支管303的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角α一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，储热回水布水器4包括彼此平行的两根主管402和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管403。

优选，在支管403的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角α一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，供热回水布水器5包括彼此平行的两根主管502和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管503。

优选，在支管503的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角α一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，储热出水布水器6包括彼此平行的两根主管602和连接在两根主管之间的彼此平行的开孔方向向上的多个支管603。

优选，在支管603的长度方向上开有向上的喷水小孔，其中以3个小孔为一组，每一组中各小孔的孔中心处于或基本上处于同一直线上。

更优选，每一组中3个小孔的孔中心所处于的同一直线与支管的轴心线之间的夹角α一般为50－70°，优选55-65°，例如60°。

在本实用新型中，阵列或层叠体的排列方式为：多个管形或棒形相变蓄热元件7的排列方式是分为多层次进行排列，每一层由多个管形或棒形相变蓄热元件7水平平行排列，进而各层进行层叠，形成阵列或层叠体或堆叠体。

优选的是，管形或棒形相变蓄热元件7作为阵列或层叠体或堆叠体形式排列，阵列或层叠体或堆叠体的高度一般是1.0-2.9m，优选1.2-2.7m，更优选1.4-2.5m，更优选1.6-2.2m，例如1.8或2.0m。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一套相变蓄能供热装置(一种相变蓄能供热系统)，该装置或系统包括：

3)工业余热设备8、余热管道L1，

4)余热回收换热器9、第一供水管道L2，

5)第二供水管道L3、用热装置10、第一回水管道L4，

6)第二回水管道L5、回收管道L6；

其中，供热出水布水器3的出口301位于储能装置箱体2的外侧的上部，储热出水布水器6的出口601也位于储能装置箱体2的外侧的上部，而供热回水布水器5的入口501位于储能装置箱体2的外侧的下部，储热回水布水器4的入口401也位于储能装置箱体2的外侧的下部；和

余热管道L1连接工业余热设备8和余热回收换热装置9，第一供水管道L2连接余热回收换热装置9和储热回水布水器4的入口401，第二供水管道L3连接供热出水布水器3的出口301和用热装置10，第一回水管道L4连接用热装置10和供热回水布水器5的入口501，第二回水管道L5连接储热出水布水器6的出口601和余热回收换热器9，回收管道L6连接余热回收换热器9和工业余热设备8。