一种储放热装置的制作方法

本实用新型属于节能环保领域，涉及一种热量储存和释放装置，具体的说，是一种储放热装置。

背景技术：

随着国民经济的高速发展，中国已经成为世界能源消费第一大国。其中，住宅总能耗占全国能耗37%，绝大部分用于沐浴、采暖和制冷。同时，我国也是世界上最大的空调生产国和市场。太阳能集热、工业余热等热源的热量无法长期保存，造成了能源的浪费。通过储热装置和技术实现能量回收，可以大大减少能源的消耗，解决家庭无高温热源的问题，可以使得家用吸收式制冷成为可能。在工业国家，储热技术产品市场占有率普遍高于60%，在日本甚至高达80%以上。随着新技术的完善，传统空调技术与集热、保温、高能效建筑一体化的结合，成为建筑节能行业发展的趋势。

随着自然能转化技术的不断提高，民用小型集热储热系统在经济性上更具优势。结合储能技术的制冷、供热机组生产商在本领域的尝试尚为空白。该技术产品的市场环境较为理想，可以避免投入市场即刻面对强劲竞争对手的境遇。沐浴、取暖、制冷机在市面上已经得到了广泛地应用，储热热库系统可以成为这些民用耗能产品的热源。在工业领域可用于嫁接吸收式制冷机组、热泵热水器。其产品应用面广阔，适合于办公、公寓及别墅等多种建筑领域。相较于传统设备，初投资较低，运行经济效益突出，易于为终端用户接受。

目前，全国燃煤小锅炉面临全部淘汰，大多采用燃气和电力进行替代，企业生产成本增加，企业负担加重竞争力下降，解决污染问题不能以牺牲企业发展为代价，处于矛盾的阵痛期。市场上不管是储电还是储热，储能密度较低没有相应供能系统能够替代化石能源的储能密度，储能设备笨重、造价高、成本回收期长。作为应用广泛、市场急需的分布式能源应用市场，缺乏无污染高储能密度材料及相关应用技术，缺乏高性价比储能供能系统产品。以新能源为主、传统能源为辅的分布式储能应用技术产品，成为当前炙手可热的新能源蓝海市场追逐焦点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于热量的收集和利用、结构简单、换热效率高的储放热装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种储放热装置，其中：包括保温外壳，保温外壳内设置储能用能量球；保温外壳上设置有加热介质管，用于从外部热源采集热能加热能量球；保温外壳上设置有换热介质管，用于从能量球中吸收热能传至外部。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的能量球的数量为多个，能量球堆放在保温外壳的内腔中，保温外壳的顶部设置有上三通阀，保温外壳的底部设置有下三通阀，加热介质管包括上加热进管和下加热出管，换热介质管包括上换热进管和下换热出管，上三通阀第一端接入保温外壳的内腔中，第二端与上加热进管连接，第三端与上换热进管连接，上三通阀的第二端和第三端不连通，第一端分别和第二端、第三端可关闭式连通，下三通阀第一端接入保温外壳的内腔中，第二端与下加热出管连接，第三端与下换热出管连接，下三通阀的第二端和第三端不连通，第一端分别和第二端、第三端可关闭式连通，经过上三通阀的热交换液能直接流入保温外壳内腔中，在重力作用下，经能量球之间的间隙流动至下三通阀处。

上述的保温外壳的内腔底部设置有电辅助加热装置，电辅助加热装置能对能量球进行加热。

上述的电辅助加热装置为连接线与外界电源连接的电阻丝网或加热盘管。

上述的能量球采用金属外壳，内部放置储热相变材料。

上述的保温外壳为内外两层，其中内层为金属膜，外层为玻璃棉、气凝胶毡、真空绝热板、聚氨酯发泡、橡塑海绵、岩棉保温毡、发泡水泥、聚苯乙烯泡沫塑料中的一种或多种构成的保温层。

上述的金属膜为铝箔。

上述的保温外壳内腔中固定有多孔板，多孔板的孔径小于能量球的直径，能量球堆放在多孔板之上。

上述的储放热装置有数台，每台储放热装置的上加热进管均连接至一根上加热总管上、上换热进管均连接至一根上换热总管上、下加热出管均连接至一根下加热总管上，下换热出管均连接至一根下换热总管上。

上述的保温外壳的上部开设有一加料口，加料口的直径大于能量球的直径，加料口用于取放能量球。

本实用新型通过含有相变储热材料的能量球设计出高储能密度的储热、放热系统，实现节能环保的目标。加热介质管通过太阳能集热器、工业余热获取热量，并辅以低谷电加热，通过加热介质将装置内的能量球加热。由换热介质管经过换热器将常温水直接加热成高温蒸汽或热水，或将冷空气变为热风。换热介质管也可以嫁接建筑耗能产品，与沐浴、取暖、制冷技术相结合，成为室内舒适性解决方案。在工业生产中，作为稳定热源，可以产生蒸汽、热风，用于食品、制药、印染、茶叶、烟草等领域。也可应用于空调和超临界蒸汽热发电，实现节能减排的目的。在实际工程中，储放热装置模块可以拼接为大型高温高密度储热系统。

保温外壳由至少一种保温材料制成。为提高保温效果，作为优选方案，可采用多种保温材料相结合的方式以达到最佳效果。内层为金属膜，既可以降低热辐射传导，又可以预防外层材料烧结。外层为低导热系数的保温材料，可以采用玻璃棉、气凝胶毡、真空绝热板、聚氨酯发泡、橡塑海绵、岩棉保温毡、发泡水泥、聚苯乙烯泡沫塑料等一种或多种组合的方式。

当储放热装置单台使用时，开启加热介质入口和出口，利用太阳能集热、工业余热的热量，加热能量球中的相变储热材料。当热量供给不足时，作为优选方案，可以关闭加热介质入口和出口，在夜间采用低谷电辅助加热。当能量球中储热材料充分发生相变、温度达到预定温度时，可以开启换热介质入口和出口，换热介质吸收能量球的热量用于民用或工业用热。当储放热装置多台并用时，可以将多台装置的加热介质入口、加热介质出口、换热介质入口、换热介质出口分别并联起来。可以通过开关各接口处的阀门选择同时对若干台储放热装置进行加热、取热或者一次只对一台储放热装置进行加热、取热。

本实用新型提供的储放热装置，和现有技术相比取得了以下有益效果：

采用金属外壳的能量球，可以承受较大的压力。球内储热材料在储热放热过程经历多级相变。根据用能单位需求设计相应体积储放热装置，内部由能量球和导热介质（导热油或熔融盐）组成，与目前传统热池相比，省去昂贵的换热器也不需要承压，所以造价降低近一半。勿需大电流的电气连接，运行安全可靠、噪音小、水电完全分离，绝对安全。储热换热由能量球与介质快速完成，储能密度高体积大大缩小，安装调试方便、性价比高。能量球堆放在保温外壳内，换热介质直接从能量球间隙流过，与能量球表面接触面积大，换热效率高。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式中储放热装置的整体结构示意图。

图2为储放热装置内底部位的带孔隔板结构示意图。

图3为储放热装置顶部导热介质入口连接方式示意图。

图4为储放热装置底部导热介质出口连接方式示意图。

图5为多台储放热装置并联使用时连接方式示意图。

其中的附图标记为：保温外壳1、能量球2、上三通阀3、下三通阀4、上加热进管51、下加热出管52、上加热总管53、下加热总管54、上换热进管61、下换热出管62、上换热总管63、下换热总管64、电辅助加热装置7、多孔板8、加料口9、支腿10。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

实施例一：

为提高保温效果，选用多种保温结构相结合的方式制作储放热装置的保温外壳1，内层为铝箔，其反光系数为85%，既起到反射热辐射的作用，又可以防止水汽凝结造成的散热。填充材料为玻璃棉、气凝胶毡。最外层的包扎式保温材料选用采用聚氨酯硬质发泡，由于其具有一定的硬度，可以增加储放热装置的牢固性。通过太阳能集热器或工业余热加热导热油，高温导热油由上加热进管51流入，经过上三通阀3的第一端进入装置，高温导热油经过能量球2，将热量传递给能量球2，导热油经过多孔板8后汇聚在装置底部下三通阀4处，最终导热油由下加热出管52流出。当热量不足时，通过电辅助加热装置7利用低谷电加热，电加热器通过连接口外接电源。需要换取热量时，低温导热油由上换热进管61流入，经过上三通阀3的第一端进入装置，从能量球2中吸收热量，导热油经过多孔板8后汇聚在装置底部下三通阀4，最终导热油由下换热出管62流出。

实施例二：

储放热装置的保温外壳1是采用多种保温材料复合的方式制作的。内层为铜箔，它对红外辐射起到反射作用，还可以防止水汽凝结。填充材料为岩棉保温毡、发泡水泥。外层采用橡塑海绵、真空绝热板进行包裹。这样，增强了保温效果，减少热量损失。如图5所示，储放热装置多台并用。每台储放热装置的上加热进管51均连接至一根上加热总管53上，上换热进管61均连接至一根上换热总管63上，下加热出管52均连接至一根下加热总管54上，下换热出管62均连接至一根下换热总管64上。通过太阳能集热器或工业余热加热导热油，开启第一台储放热装置加热介质入口和出口，关闭其它所有接口阀门，当能量球2温度达到预定温度时，关闭第一台储放热装置加热介质入口和出口。而后，开启第二台储放热装置加热介质入口和出口，温度达到预定温度时，关闭第二台储放热装置加热介质入口和出口。最终，依次使所有储放热装置达到预定温度。换热时，开启第一台储放热装置换热介质入口和出口，关闭其它所有阀门。当热量不足时，关闭第一台储放热装置换热介质入口和出口，打开第二台储放热装置换热介质入口和出口。顺次按照预定温度交换利用不同储放热装置的热量，保证提供稳定的热源。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。