[发明专利]一种组装式分区域模块化相变储热器及其制备

说明书

本发明涉及一种组装式分区域模块化相变储热器及其制备，相变储热器包括一个或复数个分区域模块化相变储热组件，分区域模块化相变储热组件包括至少一个相变储热单元，相变储热单元由定形复合相变材料，和插在定形复合相变材料中并露出两端管接头的换热管组成，其中，定形复合相变材料由相变材料和膨胀石墨复合而成，同一分区域模块化相变储热组件的相变储热单元之间的管接头采用卡套连接。与现有技术相比，本发明具有相变过程无液体泄漏、传热能力强、储放热效率高、易组装集成等特点，通过改变储热模块的数量和连接方式可以更好的满足外界用户对不同储热容量和储放热速率的需求，整个储热器节能环保、储放热快、便于组装和维护等。

技术领域

本发明涉及热能存储与利用的技术领域，尤其是涉及一种组装式分区域模块化相变储热器及其制备。

背景技术

随着社会的发展，人们已逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用，对建筑环境的要求也越来越高，这也就意味着越来越多的能源将被投入到建筑环境控制中。

当前建筑能耗总量在我国能源消费总量中的份额正在不断增加，而建筑采暖和热水供应也是建筑节能的重点，是备受关注的研究话题。从资源角度来讲，我国有着极其丰富的太阳能资源，并且绝大部分地区都适合太阳能的开发和利用。另外，电采暖也是当前建筑采暖中的一种重要方法，如果可以将谷时段的电能以热能的形式储存起来在峰时段使用，因为峰谷段电价的不同便可给用户带来很大的经济效益，同时减轻用电高峰电厂的压力。然而，太阳能和低谷电能有着时间上不连续性的特征，如何最大化的有效利用它们成为当前的热点问题。与此同时，工业生产中也存在着大量的工业余热废热没有被利用，而相变储能技术可以很好的解决以上能源供需在时间和空间上不匹配的矛盾。

相变储能技术中普遍存在相变材料导热系数较小和换热器换热效率较低等问题，成为相变储能技术市场化的最大障碍。将相变材料与一些基体材料如膨胀石墨均匀混合制备成的定型定形复合相变材料，其导热系数相比原相变材料大大增加，并且具有储能密度高、结构简单、相变时无液体泄漏、性能稳定、无毒害、无腐蚀、寿命长等优点。

目前，传统的相变储热器普遍存在换热效率低、结构复杂、性能单一和使用寿命短等缺点，将定形复合相变材料制成储热单元，使其模块化生产、连接和组装，开发一种可根据用户需求定制规格且功能多元化的组装式分区域模块化相变储热器，在充分利用太阳能、低谷电能和工业余废热的同时，也可以提供给用户更加便捷和舒适的体验，是未来节能型建筑的发展趋势。

申请号为201310274843.6的发明专利“蓄热模块及蓄热器”，公开了一种储热模块及储热器，该储热模块具有换热效率高的优点，可以使相变储能材料实现一次性融化储能，在常温下相变储能材料可处于稳定过冷态，存储相变能长达一年之久而不会出现自发结晶和分相的现象。该发明还提供一种储热器，包括上述的储热模块，所述储热模块为两个以上，相邻的所述储热模块彼此相连。但该储热模块结构较为复杂，且对容器工艺条件要求较高，一方面不便于生产和维修，另一方面相变材料的稳定性容易受到影响从而降低储热器的工作效率。

申请号为201610098857.0的发明专利“一种模块化相变储热供热单元及其制造方法”，公开了一种模块化相变储热供热单元及其制造方法，该方法所得的储热基体，因铜管与定形复合相变材料紧密接触，大大降低了接触热阻，具有较高的换热系数及换热效率，且完成一次储热后，储存的热量既可用于热水供应，又可以用于暖气供应。但对于储热器而言，适应不同条件下的储放热需求是非常重要的，采用该储热供热单元，无法很好的针对不同热源和不同热量需求进行有效调节，有可能产生热量过剩和供需不匹配等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种组装式分区域模块化相变储热器及其制备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：