[发明专利]相变储能装置和三元单/双向相变储能方法和系统

权利要求书

1.一种相变储能装置，其特征在于，包括外壳、相变储能体、制冷剂管道、水流通道和控制装置；

外壳上设有水流进口、水流出口、制冷剂进口和制冷剂出口；所述的相变储能体、制冷剂管道和水流通道都设置在壳体内；相变储能体包括相变材料和用于容纳相变材料的金属容器。

2.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于，所述的相变储能体为多个，多个相变储能体呈犬牙交错方式设置在外壳的顶侧和底侧。

3.根据权利要求1所述的相变储能装置，其特征在于，所述的制冷剂管道的总体形状为方波形，总体为方波形的制冷剂管道由多段方波形管道依次对接而成。

4.一种三元单/双向相变储能系统，其特征在于，包括制冷系统和权利要求1-3任一项所述的相变储能装置，所述的三元为水、制冷剂与相变材料体；制冷系统包括冷凝器、蒸发器、压缩机和节流阀；制冷系统通过并联或串联方式与相变储能装置的制冷剂通道连接；相变储能装置的水流通道进行封闭循环，或者将水流通道与室外的冷水相通。

5.根据权利要求4所述的三元单/双向相变储能系统，其特征在于，采用串联方式时，冷凝器、蒸发器、压缩机、节流阀和相变储能装置串接。

6.根据权利要求4所述的三元单/双向相变储能系统，其特征在于，采用并联方式时，节流阀、冷凝器、压缩机和蒸发器串接，相变储能装置通过两个三通阀与蒸发器并联。

7.根据权利要求5或6所述的三元单/双向相变储能系统，其特征在于，相变储能装置的控制装置包括微处理器、温度传感器、流速传感器和报警器；温度传感器、流速传感器和报警器均与微处理器连接，制冷剂管道和水流通道中还装有流量调节阀；流量调节阀受控于微处理器。

8.一种相变储能装置和三元单/双向相变储能方法，其特征在于，采用权利要求7所述的三元单/双向相变储能系统，包括单向相变储能模式和双向相变储能模式；该两种模式同时或单独存在；制冷剂流向与水流方向相反；

单向相变储能模式指制冷剂将冷量传递给水；

双向相变储能模式：指水将冷量传递给相变材料，或者，相变材料将冷量传递给水。

9.根据权利要求8所述的相变储能装置和三元单/双向相变储能方法，其特征在于，在蓄冷工况下制冷剂首先将冷量传递给水，此时为单向相变储能模式；水将冷量传递给相变材料，此时相变材料从液相变为固相；

放冷工况下相变材料将冷量传递给水，但水不能将冷量传递给制冷剂，此时相变材料从固相变为液相。

10.根据权利要求9所述的相变储能装置和三元单/双向相变储能方法，其特征在于，三元单/双向相变储能系统运行时，包括以下两种工况：

①相变体储能工况：

当水流温度低于预设温度下限时，制冷剂管道关闭，水流通道开启，当相变储能体温度高于水流温度时，由于传热温差作用，相变储能体与水流通道自动进行换热，吸收冷量进行储能并发生相变，液体变为固体；

当水流温度高于预设温度上限时，制冷剂管道与水流通道同时开启，制冷剂管道为水流降温，当相变储能体温度高于水流温度时，相变储能体通过水流通道自动吸收冷量进行储能并发生相变，液体变为固体；

②相变体释能工况：

当水流温度高于预设温度下限时，制冷剂管道关闭，水流通道开启，当相变储能体温度低于水流温度时，相变储能体与水流通道自动进行换热，释放冷量进行释能并发生相变，固体变为液体。