[发明专利]一种太阳能辅助谷能固体相变蓄热装置

说明书

技术领域

本发明属于环保储能领域，具体涉及一种太阳能辅助谷能固体相变蓄热装置。

背景技术

随着我国产业结构变化和人民生活水平的提高，白天高峰用电量不断增加，夜间低谷时段用电量大幅降低，供电峰谷差逐年加大，给电网运行带来较大困难和较高的经济损失。大力推广在低谷段运行的电蓄热储能装置，是“削峰填谷”的有效办法。而且固体蓄热储能装置不仅克服了传统蓄热方式的缺点，而且兼具环保、高效、节能、安全等多项优势，有望替代一部分传统的取暖设备。

当前的固体蓄热技术，多集中于供暖效率的提高，即结构上的改进，或者与其他能源，如太阳能的联合利用。比如在专利《一种固体蓄热电暖器》(申请号CN201310572126.1)中，通过散热翅片式散热器和固体蓄热储热内胆双重供暖功能达到最佳散热效果，由小功率蓄热，大功率供暖，双重功能来满足室内热能需求。供热的同时，还能将热能储存起来，但是只是采用普通保温材料，断电后保温散热时间持续8～16小时。在专利《一种太阳能、峰谷电蓄热的热水供应与辐射供暖复合装置》(申请号CN200310108327.2)中，是通过太阳能集热器、金属固体式峰谷电蓄热电热水箱、换热式储热水箱串联得到热水，同时辐射供暖装置与供暖循环泵串联后并联于金属固体式峰谷电蓄热电热水箱与换热式储热水箱间的回路上，从而进行辐射供暖。在专利《太阳能高温固体蓄热系统》(申请号CN201120318064.8)中，利用太阳能集热器以及谷能固体蓄热装置联合使用，产生热风，适用于住宅、商场、写字楼、办公楼、厂房等采暖。还有一部分专利致力于蓄热材料的开发方面，比如在专利《主要利用低谷电贮能的蓄热砖的制作方法》(申请号CN200410015038.2)中，以磁铁矿石为主要原料，经碎料、半干法机压成型，通过高温烧结而成蓄热砖。可广泛应用于贮热式房间加热器和供热锅炉等多种热工领域。在专利《高性能相变蓄热材料及其应用技术》(申请号CN03148548.0)中，也主要是涉及一种具有高蓄热能力的相变材料的配方和生产工艺。综上所述，当前专门针对固体蓄热的保温技术层面研究还较少，而目前谷能固体蓄热储能装置主要存在着白天热量散失大，内部温度波动大的问题，对用户难以长时间持续供暖。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中谷能固体蓄热储能装置存在的白天热量散失大，内部温度波动大，对用户难以长时间持续供暖的问题，本发明提供了一种太阳能辅助谷能固体相变蓄热装置。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明公开了一种太阳能辅助谷能固体相变蓄热装置，包括太阳能光伏装置、蓄电装置、相变保温结构、温控装置和蓄热固体，所述蓄热固体设置于所述相变保温结构内，所述蓄电装置与所述相变保温结构电连接，所述温控装置的信号输入端与所述相变保温结构的各层相变保温层连接，所述温控装置的信号输出端与所述蓄电装置的信号输入端连接，所述太阳能光伏装置与所述相变保温结构通过所述蓄电装置连接；其中，所述相变保温结构为密封保温结构，包括从内到外依次交替叠加设置的绝热保温层和相变保温层，其中，最外层为绝热保温层，所述蓄热固体设置于最内层的绝热保温层内，所述相变保温层的相变材料的相变温度从内层到外层逐渐减小。

优选地，所述相变保温层的层数为2～4层。

具体地，每层的相变保温层的内部包括相变材料、两个导电片和若干电热阻丝，每根电热阻丝的两端分别固定在两个导电片之间，所述相变材料填充于相变保温层内；两个导电片均与蓄电装置通过电线连接；每层的绝热保温层内只填充保温材料。

其中，所述的导电片为铜条、铝条或铁片中的任意一种。

进一步地，每层相变保温层的导电片通过选择连通开关与蓄电装置连接，每个选择连通开关的连通互不干扰，且均通过总接通开关与蓄电装置连接。

优选地，每层相变保温层内部的相变材料为单一无机盐或多元混合熔盐中的一种；每层绝热保温层内部的保温材料为硬质聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料和聚乙烯塑料泡沫中的任意一种。

为进一步提高系统的效果，最内层的相变保温层的相变材料熔点等于或略高于蓄热固体的温度，优选地等于或高于蓄热固体的温度5～20℃，从内到外相邻相变保温层内的相变材料熔点相差90～100℃且依次降低至于最外层相变保温层的熔点与环境温度相差100℃以内。