[发明专利]固体粒块重力热管蓄热器

说明书

技术领域

本发明涉及热能利用，特别是利用重力热管及固体粒块实现热能储存、交换和利用。

背景技术

蓄热器是对热能进行储存的设备，现有的蓄热器为蒸汽型和液体蓄热器；

在工业节能领域，将余热进行回收并储存，通常采用相变技术进行蓄热，在低温领域采用蓄冰技术实现蓄热；

在太阳能领域，采用熔融盐蓄热，虽然熔融盐可以实现高温的储存，但是由于其需要从固态转变为液体，因而需要热能将其加热，同时熔融盐的毒性、经济型、安全性也存在问题，因而熔融盐蓄热的使用受到限制。

在太阳能领域，也采用空气或其他气体进行蓄热，但其热熔小，无法实现大规模的热能存储。

蓄能电站采用电能进行储存，特别是风电及光伏组成的电能，由于其无法实现储存，因而不得不大量的抛弃，造成大量的浪费。如果采用热能进行储存，需要具备大功率的存储能力的储存器。

发明内容

本发明的目的是提供一种重力热管与固态粒块组成的蓄热器，可以实现高温、大规模、低成本、高效率的蓄热，并适合于10-1500度的温度的蓄热，本发明采用固体粒块作为蓄热材料，将固体粒块转入到一个容器内，并通过热管进行换热，在需要热能时，再利用流体将热能进行利用。

本发明的另外目的是提供一种具备移动功能的蓄热器，可以将蓄热器进行移动，到一个热能的区域，然后再进行利用；可以应用蓄热利用以及太阳能采集，将余热或太阳能储存在蓄热器后将蓄热器进行移动，实现移动蓄热。

 

具体发明内容如下：

固体粒块重力热管蓄热器，包括固体粒块，固体砖块，重力热管，保温材料，壳体，保温材料等，其特征是：

一个含有至少三个腔体的容器，其中一个腔体为热管蒸发腔体，一个为热管冷凝腔体，一个为固体粒块腔体；

至少含有两种重力热管，第一种为加热重力热管，第二种为放热重力热管，加热重力热管的蒸发端设置在蒸发腔室内，冷凝端设置在固体粒块腔体，并与固体粒块进行紧密连接，并与固体粒块的换热，放热重力热管的蒸发端设置在固体粒块腔体内，并与固体粒块进行紧密连接，并与固体粒块的换热，冷凝端设置在冷凝腔体内；

在固体粒块腔体内设置有固体粒块，固体粒块与放热重力热管的蒸发段或者加热重力热管的冷凝端进行连接换热，固体粒块填充入整个固体粒块腔体内；

在热管蒸发腔体以及热管冷凝腔体上设置有流体的进出口及连接控制管件，在固体粒块腔体上设置有开口，可以将固体粒块从固体粒块腔体内放置或者取出；

在容器的外部有保温材料，保温材料的外部设置有箱体；

加热过程中，将温度高于固体粒块的高温流体从热管蒸发腔体的进口进入容器，经与重力热管换热后从出口流出，热能由重力热管传热到固体粒块腔体内并与固体粒块进行换热，流体的热能被交换到固体粒块中进行蓄热；

蓄热器可以用于在当地蓄热或被移动到需要的地区；

当需要利用蓄热器中的热能时，将温度低于固体粒块的低温流体从热管冷凝腔体的进口流入，低温流体与重力热管进行换热后吸收热能经出口流出，重力热管吸收固体粒块的热能与流体进行换热，实现热能的利用。

所述的重力热管为由多个热管壳体截面形状为环形、方形、矩形、多边形、曲边形组成的相互间距的组成的重力热管组。

重力热管的工作介质为低温-30-250度，中温250-600度，高温600-1300度，根据不同的温度使用不同的热管工作介质。

所述的固体粒块为由金属或非金属或其混合物组成的颗粒或者/和砖块，或者自然界存在额度沙粒、鹅卵石、小石块，固体粒块的形状为圆形、多边形、菱形、扇形、不规则现状；在固体粒块上加工有凹或/和凸部位，或者在固体粒块上设置有用于相互连接或者与其他器件连接的连接装置；两个固体粒块之间的凹或/和凸部位可以构成一个通道；用于热管的通过。

所构成的通道为柱体、多面体、菱形、抛物线体、旋转抛物线体的一种或其组合，流体可以在流道内流动并被压缩或膨胀。

在固体粒块内设置有空腔，在空腔内设置有蓄热材料。

蓄热材料为高低温-30-250度，中温250-600度，高温600-1300度，采用固液相变、液气相变、固固相变的一种或多种。

在重力热管的壳体上设置有至少一个再生管，再生管重力热管进行联通，再生管可以将重力热管的工作介质排出到重力热管壳体外部，并通过再生管可以将新的工作介质冲入到重力热管壳体内，实现重力热管的再生利用。