[实用新型]一种适用于多温工况的相变储热装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于多温工况的相变储热装置，属于相变储热领域，相变材料依据相变温度从高到低，由下至上依次排布；采用了多种相变材料，依据串联相变材料的特性可实现宽温域的相变储热，同时可强化相变储释热过程。其具体的原理为：对于储热过程，换热流体在流动方向上逐渐变低，换热温差和换热量也会降低；如果在流动方向上布置多种相变材料，可使得其在适应宽温域换热流体的同时，在相变过程中每一段相变材料和换热流体之间可保持近乎恒定的温差，从而强化换热。本实用新型装置在每段换热区内形成阶梯式的换热温差，从而在实现强化储释热过程的同时，实现相变储热技术宽温域的应用。

技术领域

本实用新型属于相变储热领域，涉及一种适用于多温工况的相变储热装置。

背景技术

储热可以解决热量在供给侧和需求侧不匹配的问题。将其应用于供热系统中，可以解决一网、二网水力平衡问题，提高供热质量；同时，可耦合太阳能供热系统，解决可再生能源波动、不稳定的特性，实现可再生能源的高效利用。总之，储热是一项有着巨大应用前景的技术。

储热根据储热材料的不同可以分为三类：显热储热，相变储热和热化学储热。目前显热储热应用最为广泛，技术最为成熟，但是储热密度最低，不利于长远发展。热化学储热的储热密度最高，但是机理最为复杂，目前的研究仅仅处于实验室阶段，短期内无法大规模应用。相变储热储热密度高，且其温度在储释热过程中几乎保持恒定，利于进行温控，是一种极具潜力的储热技术；且目前已广泛开展了针对相变储热的研究，大规模工程应用指日可待。

由于相变储热是基于材料的相变过程进行储释热，其适宜的工作温度即为材料的相变点温度；如若一个相变储热系统选取特定的相变材料，其适用的工作温度区间较小，限制了其他温度工况的应用，不利于大规模开展。例如，当一个完成设计的相变储热装置流入一个非设计工况的流体，其无法实现功效的最大化；同时为了匹配该温度的流体，实际应用时还需要重新设计一个新的储热装置，耗时耗力。

发明内容

为了克服上述现有技术中，相变储热装置只能选取特定相变材料而无法实现功效最大化的缺点，本实用新型的目的在于提供一种适用于多温工况的相变储热装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种适用于多温工况的相变储热装置，包括换热流体管道和储热罐，换热流体管道贯穿储热罐连接，储热罐由若干个相变盒组成，若干个相变盒沿换热流体管道的方向均匀分布，相变盒之间设有隔板，每个相变盒内填充有不同的相变材料；

换热流体管道由下至上，相变盒内填充的相变材料的相变点依次减小；

相变盒的底部安装有伸缩组件，伸缩组件电连接有控制器；

换热流体管道连接有温度传感器，温度传感器与控制器电连接。

优选地，伸缩组件包括伸缩杆和驱动电机，伸缩杆一端固定在换热流体管道的侧壁上，另一端与驱动电机连接；

驱动电机安装在相变盒的底部外侧端，驱动电机与控制器电连接。

优选地，相变盒的尺寸相同。

相变盒沿中轴线均分为轴对称的两部分，相变盒沿中轴线的中心开设有凹孔，凹孔的半径大于等于换热流体管道的半径。

优选地，相变盒为球形，沿直径均分为三部分盒体，三部分盒体贴近换热流体管道的一侧均开设有弧形通孔；

三部分盒体的尺寸相同，弧形通孔的弯曲角度为120°。

优选地，相变盒至少设有三个。

优选地，相变材料包括脂肪酸、石蜡、糖醇或熔融盐。

优选地，相变盒的材质为不锈钢板。

优选地，相变盒的外侧设有保温层。