一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及蓄热能源利用技术领域，具体而言，涉及一种带相变蓄热的单罐蓄热装置。
【背景技术】
[0002]柴静的《穹顶之下》是“能源-生命”问题的强引爆点，能源消耗带来的雾霾问题又一次聚焦了人们的视线。如果不进行能源结构的调整，雾霾问题难以解决，甚至会制约我国的经济发展。因此，发展可再生能源已逐步成为我国一项国策。蓄能是可再生能源规模利用的关键环节，蓄能可以提高太阳能高温热利用效率，也可以改善目前风电、光伏发电难以并网的问题，并有效的解决电网昼夜峰谷差问题。
[0003]目前较成熟的太阳能高温热利用蓄热方法为双罐显热蓄热，蓄热装置庞大，系统投资维护费用高，为了降低蓄热成本，申请人专利ZL201420140252.X和ZL201420138089.3公开了一种单罐蓄能装置和一种单罐电能蓄能装置，将太阳热能或者电能以显热的形式存于单罐内，再借用浸没式换热器实现热能的蓄存和释放，较双罐蓄热系统节约了成本，节省了空间。但该专利只实现了显热蓄热，并未考虑到潜热利用，为了提高蓄热效率，本实用新型提出一种带有相变蓄热的蓄热装置，既实现显热蓄热，也实现潜热蓄热。
【实用新型内容】
[0004]针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提出提供一种带相变蓄热的单罐蓄热装置及其使用方法，既实现显热蓄热，也实现潜热蓄热。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种带相变蓄热的单罐蓄热装置，包括:
[0006]单罐蓄热器，其外部的顶部设有蓄热介质入口，外部的底部设有蓄热介质出口 ；
[0007]隔热板，其布置在所述单罐蓄热器内部，并与所述单罐蓄热器同轴布置；
[0008]相变蓄热装置，其布置在所述隔热板内部，并通过管板固定在所述单罐蓄热器内部，所述相变蓄热装置内填充相变蓄热介质；
[0009]放热盘管换热器，其布置在所述隔热板与所述单罐蓄热器形成的环形通道上部，所述放热盘管换热器的出口和入口分别与能量利用装置的放热介质入口和放热介质出口相连；
[0010]供热装置，其布置在所述单罐蓄热器外；
[0011]传热装置，其布置在所述单罐蓄热器内底部，所述传热装置与所述供热装置连接。
[0012]作为本实用新型进一步改进，所述供热装置为太阳能集热器和/或供电设备；所述传热装置为蓄热盘管换热器或盘管电加热器或圆柱形电加热棒。
[0013]作为本实用新型进一步改进，所述蓄热盘管换热器的传热介质出口和所述蓄热盘管换热器的传热介质入口通过连接管分别与太阳能集热器的传热介质入口和太阳能集热器的传热介质出口相连。
[0014]作为本实用新型进一步改进，所述盘管电加热器或所述圆柱形电加热棒的电源入口与所述供电设备的供电出口相连。
[0015]作为本实用新型进一步改进，所述蓄热介质入口和所述蓄热介质出口通过连接管分别与太阳能集热器的传热介质出口和太阳能集热器的传热介质入口连接。
[0016]作为本实用新型进一步改进，所述放热盘管换热器和所述蓄热盘管换热器和相变蓄热装置中管排管的外侧布置强化传热肋片。
[0017]作为本实用新型进一步改进，所述相变蓄热装置以管排的方式布置在所述隔热板的内部，管排与水平方向成任意夹角。
[0018]本实用新型的有益效果为:
[0019]1、增加了相变蓄热的单罐蓄热装置结构紧凑，与相同大小的单罐比蓄热量增加；
[0020]2、释热过程中，相变蓄热介质在相变范围放热量大持续时间长且温度变化不大，释热过程更稳定；
[0021]3、根据能量利用装置的温度需求，可以选择合适的传热、蓄热和相变蓄热介质，扩大工作范围。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型第一实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的结构图；
[0023]图2为本实用新型第一实施例的蓄热过程高低温蓄热介质流动方向图；
[0024]图3为本实用新型第一实施例的释热过程高低温蓄热介质流动方向图；
[0025]图4为本实用新型第一实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的俯视图；
[0026]图5为本实用新型第二实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的结构图；
[0027]图6为本实用新型第三实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的结构图；
[0028]图7为本实用新型第四实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的结构图；
[0029]图8为本实用新型第五实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的结构图；
[0030]图9为本实用新型第六实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置的结构图。
[0031]图中，
[0032]1、蓄热介质入口 ；2、单罐蓄热器；3、放热盘管换热器；4、放热介质出口 ；5、能量利用装置；6、放热介质入口 ；7、相变蓄热装置；8、管板；9、隔热板；10、蓄热盘管换热器；11、蓄热介质出口 ；12、传热介质出口 ；13、太阳能集热器的传热介质入口 ；14、太阳能集热器；15、太阳能集热器的传热介质出口 ；16、传热介质入口 ；17、盘管电加热器；18、电加热设备入口 ；19、供电设备；20、圆柱形电加热棒。
【具体实施方式】
[0033]实施例1，如图1-4所示，本实用新型第一实施例所述的一种带相变蓄热的单罐蓄热装置，包括:
[0034]单罐蓄热器2，其外部的顶部设有蓄热介质入口 1，外部的底部设有蓄热介质出口11 ;
[0035]隔热板9，其布置在单罐蓄热器2内部，并与单罐蓄热器2同轴布置；
[0036]相变蓄热装置7，其布置在隔热板9内部，并通过管板8固定在单罐蓄热器2内部，相变蓄热装置7内填充相变蓄热介质；
[0037]放热盘管换热器3，其布置在隔热板9与单罐蓄热器2形成的环形通道上部，放热盘管换热器3的出口和入口分别与能量利用装置5的放热介质入口 6和放热介质出口 4相连；
[0038]供热装置，其为布置在单罐蓄热器2外的太阳能集热器14 ;
[0039]传热装置，其为布置在单罐蓄热器2内底部的蓄热盘管换热器10 ;
[0040]蓄热盘管换热器10的传热介质出口 12和蓄热盘管换热器10的传热介质入口 16通过连接管分别与太阳能集热器14的传热介质入口 13和太阳能集热器14的传热介质出口 15相连。
[0041]其中，传热介质出口 12、太阳能集热器14、蓄热盘管换热器10和传热介质入口 16形成流体流动与传热回路，构成太阳能供热装置；
[0042]放热介质入口 6、放热盘管换热器3、能量利用装置5和放热介质出口 4形成流体流动与传热回路，构成释热装置。
[0043]放热盘管换热器3和蓄热盘管换热器10的外侧可布置强化传热肋片，也可不布置。
[0044]相变蓄热装置7以管排的方式布置在隔热板9的内部，管排与水平方向可以成任意夹角，其中，管排管内布置相变蓄热材料，管排管外部可布置强化传热肋片，也可以不布置。还可向相变蓄热装置7中管排管内的相变蓄热材料中添加泡沫金属、纳米材料、相变胶囊材料等高导热材料。
[0045]太阳能集热器14可以为真空集热管，也可以是聚光式集热器，聚光式集热器包括槽式、塔式、蝶式和线性菲涅尔式集热器。太阳能集热器14中的传热介质和单罐蓄热器2内的蓄热介质可以同为水、空气、导热油、熔融盐、液态金属或有机工质，也可以为不同介质。
[0046]图2为蓄热过程中单罐蓄热器2内蓄热介质的流动方向，其中，粗线实心线头为热流体流动方向，细线空心箭头为冷流体