[实用新型]一种高温蓄热系统及其换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及能量的存储技术领域，具体的说，涉及一种高温蓄热系统及其换热器。

背景技术

随着能源危机、温室效应等环境问题的日益严重，开发利用新能源和可再生能源已经成为全世界的共同课题。太阳能热利用具有对环境无污染、不排放温室气体、能源可再生等优点逐渐成为发展潜力巨大的可再生能源技术。规模化利用太阳热能是未来我国能源的发展重点，但由于其间歇性和不能稳定供应的缺陷，能源的供应和需求之间，往往存在数量上、形态上和空间上的差异，不能满足工业化大规模连续供能的要求，为了克服或弥补这种差异，常采取热能储存和热能释放的技术手段，即蓄热技术。

太阳能高温热利用，如高温热发电技术中的蓄热系统已成为衡量热发电系统成本和效率的重要因素。太阳能高温热发电的效率随着传热流体温度的增加而增加，如采用空气作为传热流体，则太阳能空气吸热器的出口温度可达到400℃～800℃，因此要求蓄热换热器具有耐高温、耐热冲击的优异性能，同时由于空气的比热容较小，要求换热过程具有较高的传热系数和较大的蓄热密度。公开号CN2469394为波盒式固体间壁换热器，缺点是加热元件为波板式管件，不利于固体颗粒流动。公开号CN102226653A为一种固体热载体壳管式换热器，公开号103225972A为一种隔板式气-固换热器，都属于间壁式换热器。缺点是由于传热过程中的热载体是固体颗粒，间壁式换热器的传热效果差，固体颗粒的蓄热能力差。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种利用太阳能的高温蓄热系统，该蓄热系统结构简单，能源利用率高。

为实现上述目的而采用的技术方案为：

一种高温蓄热系统，包括吸热器、换热器、相变换热系统；相变换热系统包括多个相变单元，吸热器内设有可流动的介质，吸热器设有出口和进口，出口通过管道与换热器的第一进口连接，吸热器的进口与换热器的第一出口连接；所述换热器设有用于相变单元进入的第二进口以及用于相变单元排出的第二出口；所述相变单元包括固态的壳体，壳体内部容纳有用于吸热发生相变的内芯。

进一步地，所述吸热器为太阳能空气吸热器。

再进一步地，所述太阳能吸热器包括一个壳体，壳体设有辐射吸热面，壳体的侧面设有保温层；壳体内部盛装有溶液以及安装有管道，管道呈螺旋形设置于壳体内，管道的入口设置于壳体上相对于辐射吸热面的另一面；管道的出口设置于壳体的辐射吸热面。

进一步地，所述介质为气体，所述换热器包括隔热壳体，所述隔热壳体的一侧设有进气孔，隔热壳体的另一侧设有出气孔；上端设有用于相变单元进入的入口，下端设有用于相变单元排出的出口；换热器中部设有用于相变单元通过的换热空间，所述换热器内设有两组百叶窗，百叶窗设置于换热空间的两侧。

进一步地，所述换热器包括双管结构，所述双管结构包括中心管和套在中心管外的套管，套管的下端为介质的进口端，中心管的上端为相变单元的进口端。

更进一步地，所述双管结构呈螺旋设置。

进一步地，相变单元的壳体呈球形，所述换热空间设有至少一个滑落轨道，所述滑落轨道包括至少2根护条，护条呈螺旋设置。

其中，内芯可以为熔盐材料，如硝酸盐之类。

进一步地，所述相变换热系统还包括放热装置以及用于相变单元返回的提升装置；放热装置的入口与换热器的第二出口连接，放热装置的出口与提升装置连接，提升装置的输出端通过输入管道与换热器的第二进口连接。

一种换热器包括隔热壳体，所述隔热壳体的一侧设有进气孔，隔热壳体的另一侧设有出气孔；上端设有用于相变单元进入的入口，下端设有用于相变单元排出的出口；换热器中部设有用于相变单元通过的换热空间，所述换热器内设有两组百叶窗，百叶窗设置于换热空间的两侧。

一种换热器包括双管结构，所述双管结构包括中心管和套在中心管外的套管，套管的下端为介质的进口端，中心管的上端为相变单元的进口端。

本实用新型的有益效果为：

1、系统利用太阳能吸热器来加热空气产生高温热源，温度可达400℃～800℃，利用了可再生能源，系统节能环保。

2、空气-相变球换热器为直接接触式换热器，换热系数高、热量传递快；系统结构简单，没有中间换热元件，耐高温，耐热冲击。

3、采用相变材料蓄热，其在蓄热过程发生相变，单位体积蓄热量大、蓄热相变材料可循环利用。

4、高温相变单元可直接储存或可根据实际需要设计不同的释能器结构。

附图说明

图1为本实用新型的第一种实施结构的示意图。