CN202133148U - 高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 - Google Patents
高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202133148U CN202133148U CN 201120155327 CN201120155327U CN202133148U CN 202133148 U CN202133148 U CN 202133148U CN 201120155327 CN201120155327 CN 201120155327 CN 201120155327 U CN201120155327 U CN 201120155327U CN 202133148 U CN202133148 U CN 202133148U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- phase
- change material
- storage device
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，包括太阳能集热器、储能设备和空调制冷系统或空调供暖系统或热水系统，太阳能集热器通过循环管路与储能设备相连，储能设备通过循环管路与空调制冷系统或空调供暖系统或热水系统相连，所述储能设备内装有用于储能的相变材料。本实用新型将相变储能技术应用在太阳能光热系统中，使储能设备的体积缩小了2-6倍，该一体化装置弥补了太阳能受气候和地理位置影响的缺陷，使该一体化装置结构布置更加紧凑灵活，并且降低运行费用；同时该一体化装置减小了温度变化幅度，保证系统在最优化的温度范围内运行，很大程度上提高了系统运行效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能光热系统领域，尤其涉及一种高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置。
背景技术
目前，我国对太阳能光热系统的开发和利用处于一个快速发展阶段，太阳能资源因其具有取之不尽用之不竭性能已成为现今世界上可开发的最大能源。太阳能光热系统在日常生活中发挥越来越重要的作用，尤其是在太阳能热水系统和太阳能空调系统中扮演着不可或缺的角色，不但节约了资源和社会成本，而且保护了环境。但太阳能存在的密度低、间歇性和随机性等缺点降低了目前的太阳能热水系统和太阳能空调系统能源利用率，并且太阳能热水系统和太阳能空调系统通常使用水作为蓄热或蓄冷的介质，虽然水具有传热及流动特性好、热膨胀系数及粘滞性较小、价格低廉、来源丰富的等特点，但其储能方式为显热储能，其单位质量、单位体积的储热量很低，往往导致这些系统存在储能设备体积过大或者水流量过高的缺点，如水在加热或者冷却过程中，温度每升高或者降低1℃，只能吸收大约4J/g的能量。同时显热储能的储能介质是通过改变自身温度来储存能量，即介质在储能和释放所储存能量的过程中会发生温度变化，而介质的储能量和温度变化范围成正比。太阳能的随机性等特点无法使储能介质稳定在一定的温度变化范围，因此，不能保证系统在一个最优化的温度范围内运行。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有显热储能技术存在的上述问题，提供了一种高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案是：
一种高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，包括太阳能集热器、储能设备和空调制冷系统或空调供暖系统或热水系统，太阳能集热器通过循环管路与储能设备相连，储能设备通过循环管路与空调制冷系统或空调供暖系统或热水系统相连，所述储能设备内装有用于储能的相变材料。
优选地，所述与空调制冷系统或空调供暖系统相连的储能设备为设备内装有高温相变材料的高温相变材料储能设备，与热水系统相连的储能设备为设备内装有中温相变材料的中温相变材料储能设备。
优选地，所述空调制冷系统包括制冷机、设备内装有低温相变材料的低温相变材料储能设备、空调、循环泵和热交换器，所述制冷机的第一制冷端口和第二制冷端口分别设有热交换器，第一制冷端口通过循环管路与高温相变材料储能设备相连，第二制冷端口通过循环管路与低温相变材料储能设备相连，低温相变材料储能设备通过循环管路与空调相连，所述循环管路上分别设有循环泵。
优选地，所述空调供暖系统包括空调和循环泵，空调通过循环管路与高温相变材料储能设备相连，所述循环管路上分别设有循环泵。
优选地，所述热水系统包括热水供应端、阀门、温度传感器、热交换器和循环泵，所述中温相变材料储能设备的冷水出口端设有温度传感器，温度传感器与设置在该冷水出口连接管路上的阀门相连，所述热交换器通过循环管路与中温相变材料储能设备相连，中温相变材料储能设备的冷水进口端设有阀门，所述热水供应端通过循环管路与热交换器相连，所述循环管路上分别设有循环泵。
优选地，所述高温相变材料储能设备为石蜡储能罐、盐水化合物储能罐或糖醇储能罐，石蜡储能罐内装有石蜡变相材料，盐水化合物储能罐内装有盐水化合物变相材料，糖醇储能罐内装有糖醇变相材料。
优选地，所述低温相变材料储能设备为石蜡储能罐、盐水化合物储能罐或气体水合物储能罐，石蜡储能罐内装有石蜡变相材料，盐水化合物储能罐内装有盐水化合物变相材料，气体水合物储能罐内装有气体水合物变相材料。
优选地，所述中温相变材料储能设备为石蜡储能罐、盐水化合物储能罐或脂肪酸储能罐，石蜡储能罐内装有石蜡变相材料，盐水化合物储能罐内装有盐水化合物储能罐，脂肪酸储能罐内装有脂肪酸变相材料。
本实用新型的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置将相变储能技术应用在太阳能光热系统中，使储能设备的体积缩小了2-6倍，如在6K摄氏度的温度变化范围内，相变材料在相变过程中所吸收的潜热比水加热或者冷却过程的热吸收高5到12倍，因此要储存相同的热量，以水为储热介质的储能设备相对以相变材料为储热介质的储热设备体积大很多，给系统安装带来很大不便。该一体化装置弥补了太阳能受气候和地理位置影响的缺陷，使该一体化装置结构布置更加紧凑灵活，并且降低运行费用。同时该一体化装置减小了温度变化幅度，保证系统在最优化的温度范围内运行，很大程度上提高了系统运行效率。
附图说明
图1是本实用新型高效相变储能设备与太阳能空调制冷系统一体化装置的结构连接示意图。
图2是本实用新型高效相变储能设备与太阳能空调供暖系统一体化装置的结构连接示意图。
图3是本实用新型高效相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置的结构连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步详细说明本实用新型，但本实用新型的保护范围并不限于此。
实施例1：
参照图1，本实用新型的高效相变储能设备与太阳能空调制冷系统一体化装置，包括太阳能集热器1、设备内装有高温相变材料的高温相变材料储能设备2和空调制冷系统，太阳能集热器1通过循环管路与高温相变材料储能设备2相连，高温相变材料储能设备2与太阳能集热器1的连接处设有循环泵10，高温相变材料储能设备2通过循环管路与空调制冷系统相连。所述空调制冷系统包括制冷机3、设备内装有低温相变材料的低温相变材料储能设备4、冷却塔5、空调6、若干循环泵和若干热交换器。制冷机3的第一制冷端口、第二制冷端口、第三端口分别设有热交换器7、热交换器8和热交换器9，第一制冷端口通过循环管路与高温相变材料储能设备2相连，第一制冷端口处的循环管路上设有循环泵11；第二制冷端口通过循环管路与低温相变材料储能设备4相连，第二制冷端口处的循环管路上设有循环泵13；第三端口通过循环管路与冷却塔5相连，第三端口处的循环管路上设有循环泵12。低温相变材料储能设备4通过循环管路与空调6相连，空调6的循环管路上设有循环泵14。所述高温相变材料储能设备2和低温相变材料储能设备4由金属外壳封装相变材料组成，其中高温相变材料为石蜡、盐水化合物或糖醇，此类相变材料的熔点范围为80-120°C；低温相变材料为石蜡、盐水化合物或气体水合物，此类相变材料的熔点范围为6-12°C。
太阳能集热器1吸收太阳辐射使之转换为热能并加热热介质，其中热介质通常为水或水和防冻剂混合液；热水通过循环泵10进入高温相变材料储能设备2中，使相变材料熔化即由固相转变成液相，并将热能储存于相变材料中；此时，热水温度下降，回流到太阳能集热器1中再次被加热。当空调制冷系统启动时，水作为热介质通过循环泵11进入高温相变材料储能设备2中，使相变材料凝固即由液相转变成固相，热能被释放，同时水被加热，通过热交换器7流入吸收式制冷机3中，为其提供稳定的热水流量用于制冷。经过制冷机3冷却的水通过热交换器8和循环泵13进入低温相变储存器4，使相变材料凝固即由液相转变成固相，被加热的水回流至吸收式制冷机7中再次被冷却。用户端被加热的水经循环泵14流入低温相变材料储能设备4中，将低温相变材料熔化即由固相转变成液相，水被冷却，冷却水用于冷却空调6所在区域内空气以达到制冷目的。吸收式制冷机7的自身的冷却通过冷却塔5、热交换器9和循环泵12实现。
实施例2：
参照图2，本实用新型的高效相变储能设备与太阳能空调供暖系统一体化装置，包括太阳能集热器1、设备内装有高温相变材料的高温相变材料储能设备2和空调供暖耗能系统，太阳能集热器1通过循环管路与高温相变材料储能设备2相连，高温相变材料储能设备2与太阳能集热器1的连接处设有循环泵10，高温相变材料储能设备2通过循环管路与空调供暖系统相连。所述空调供暖系统包括空调6和循环泵15，空调6通过循环管路与高温相变材料储能设备2相连，空调6所在的循环管路上设有循环泵15。
太阳能集热器1吸收太阳辐射使之转换为热能并加热热介质，其中热介质通常为水或水和防冻剂混合液；热水通过循环泵10进入高温相变材料储能设备2中，使相变材料熔化即由固相转变成液相，并将热能储存于相变材料中；此时，热水温度下降，回流到太阳能集热器1中再次被加热。当空调空调供暖系统启动时，水作为热介质通过循环泵15进入高温相变材料储能设备2中，使相变材料凝固即由液相转变成固相，热能被释放，同时水被加热，热水用于提高空调6所在区域内空气的温度以达到供暖目的。
实施例3：
参照图3，本实用新型的高效相变储能设备与太阳能热水系统一体化装置，包括太阳能集热器1、设备内设有中温相变材料的中温相变材料储能设备22和热水系统，太阳能集热器1通过循环管路与中温相变材料储能设备22相连，中温相变材料储能设备22与太阳能集热器1的连接处设有循环泵10，中温相变材料储能设备22的冷水出口端与太阳能集热器1连接处设有温度传感器16，温度传感器16与设置在该冷水出口端连接管路上的阀门17相连，中温相变材料储能设备22还通过循环管路与热水系统相连。所述热水系统包括热水供应端18、阀门19、热交换器20和循环泵21，热交换器20通过循环管路与中温相变材料储能设备22相连，该热交换器20的循环管路上设有循环泵21，中温相变材料储能设备22的冷水进口端设有阀门19，所述热水供应端18通过循环管路与热交换器20相连。所述中温相变材料储能设备22由金属外壳封装相变材料组成，相变材料为石蜡、盐水化合物或脂肪，此类相变材料的熔点范围为50-70°C。
太阳能集热器1吸收太阳辐射使之转换为热能并加热热介质，其中热介质通常为水或水和防冻剂混合液；热水通过循环泵10进入中温相变材料储能设备22中，使相变材料熔化即由固相转变成液相，并将热能储存于相变材料中；此时，热水温度下降，回流到太阳能集热器1中再次被加热。阀门17的开关由温度传感器16调节，当热水供应端18有热水需求时，阀门19打开，水作为热介质通过循环泵21进入中温相变材料储能设备22中，使相变材料凝固即由液相转变成固相，热能被释放，同时水被加热，通过热交换器20提供热水。
Claims (8)
1.一种高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，包括太阳能集热器、储能设备和空调制冷系统或空调供暖系统或热水系统，太阳能集热器通过循环管路与储能设备相连，储能设备通过循环管路与空调制冷系统或空调供暖系统或热水系统相连，其特征在于，所述储能设备内装有用于储能的相变材料。
2.根据权利要求1所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述与空调制冷系统或空调供暖系统相连的储能设备为设备内装有高温相变材料的高温相变材料储能设备，与热水系统相连的储能设备为设备内装有中温相变材料的中温相变材料储能设备。
3.根据权利要求2所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述空调制冷系统包括制冷机、设备内装有低温相变材料的低温相变材料储能设备、空调、循环泵和热交换器，所述制冷机的第一制冷端口和第二制冷端口分别设有热交换器，第一制冷端口通过循环管路与高温相变材料储能设备相连，第二制冷端口通过循环管路与低温相变材料储能设备相连，低温相变材料储能设备通过循环管路与空调相连，所述循环管路上分别设有循环泵。
4.根据权利要求2所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述空调供暖系统包括空调和循环泵，空调通过循环管路与高温相变材料储能设备相连，所述循环管路上分别设有循环泵。
5.根据权利要求2所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述热水系统包括热水供应端、阀门、温度传感器、热交换器和循环泵，所述中温相变材料储能设备的冷水出口端设有温度传感器，温度传感器与设置在该冷水出口连接管路上的阀门相连，所述热交换器通过循环管路与中温相变材料储能设备相连，中温相变材料储能设备的冷水进口端设有阀门，所述热水供应端通过循环管路与热交换器相连，所述循环管路上分别设有循环泵。
6.根据权利要求3所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述高温相变材料储能设备为石蜡储能罐、盐水化合物储能罐或糖醇储能罐，石蜡储能罐内装有石蜡变相材料，盐水化合物储能罐内装有盐水化合物变相材料，糖醇储能罐内装有糖醇变相材料。
7.根据权利要求3所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述低温相变材料储能设备为石蜡储能罐、盐水化合物储能罐或气体水合物储能罐，石蜡储能罐内装有石蜡变相材料，盐水化合物储能罐内装有盐水化合物变相材料，气体水合物储能罐内装有气体水合物变相材料。
8.根据权利要求5所述的高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置，其特征在于，所述中温相变材料储能设备为石蜡储能罐、盐水化合物储能罐或脂肪酸储能罐，石蜡储能罐内装有石蜡变相材料，盐水化合物储能罐内装有盐水化合物变相材料，脂肪酸储能罐内装有脂肪酸变相材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120155327 CN202133148U (zh) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | 高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120155327 CN202133148U (zh) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | 高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202133148U true CN202133148U (zh) | 2012-02-01 |
Family
ID=45521914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201120155327 Expired - Lifetime CN202133148U (zh) | 2011-05-16 | 2011-05-16 | 高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202133148U (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102654318A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-09-05 | 江苏太阳宝新能源有限公司 | 太阳能光热发电相变储能介质融化及防凝结技术及装置 |
| CN102692055A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-09-26 | 宁波大学 | 相变储能设备与太阳能空调系统一体化装置 |
| CN102997732A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-27 | 沈阳建筑大学 | 一种新型双向相变储能设备 |
| CN104501469A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种流动相变蓄能的降膜蒸发式换热装置 |
| CN105299808A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-03 | 广西信东地源热泵有限公司 | 太阳能制冷与采暖装置 |
| CN108645073A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-10-12 | 昆明理工大学 | 一种太阳能供能的吸收式制冷系统 |
| CN111609461A (zh) * | 2019-06-21 | 2020-09-01 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种节能运行相变系统的方法 |
| CN112361621A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-12 | 东营市富宏光热石油工程有限公司 | 一种相变式储能换热装置 |
-
2011
- 2011-05-16 CN CN 201120155327 patent/CN202133148U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102654318A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-09-05 | 江苏太阳宝新能源有限公司 | 太阳能光热发电相变储能介质融化及防凝结技术及装置 |
| CN102692055A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-09-26 | 宁波大学 | 相变储能设备与太阳能空调系统一体化装置 |
| CN102997732A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-27 | 沈阳建筑大学 | 一种新型双向相变储能设备 |
| CN102997732B (zh) * | 2012-11-09 | 2015-07-15 | 沈阳建筑大学 | 一种双向相变储能设备 |
| CN104501469A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种流动相变蓄能的降膜蒸发式换热装置 |
| CN105299808A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-03 | 广西信东地源热泵有限公司 | 太阳能制冷与采暖装置 |
| CN105299808B (zh) * | 2015-12-04 | 2018-03-23 | 广西班仕达绿色建筑节能科技有限公司 | 相变蓄冷、蓄热制冷采暖空调装置 |
| CN108645073A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-10-12 | 昆明理工大学 | 一种太阳能供能的吸收式制冷系统 |
| CN108645073B (zh) * | 2018-05-03 | 2023-12-26 | 昆明理工大学 | 一种太阳能供能的吸收式制冷系统 |
| CN111609461A (zh) * | 2019-06-21 | 2020-09-01 | 中建材创新科技研究院有限公司 | 一种节能运行相变系统的方法 |
| CN112361621A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-12 | 东营市富宏光热石油工程有限公司 | 一种相变式储能换热装置 |
| CN112361621B (zh) * | 2020-11-09 | 2022-03-22 | 东营市富宏光热石油工程有限公司 | 一种相变式储能换热装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202133148U (zh) | 高效相变储能设备与太阳能光热系统一体化装置 | |
| Shen et al. | A review of solar-driven short-term low temperature heat storage systems | |
| CN207570148U (zh) | 一种太阳能集热储热系统 | |
| CN203323422U (zh) | 一种建筑一体化蓄能型太阳能重力热管热泵供热系统 | |
| CN101793447B (zh) | 冷热联供的太阳能热化学吸附复合储能装置 | |
| CN101571330B (zh) | 一种无霜型多功能太阳能辅助热泵系统 | |
| CN106225043A (zh) | 热泵系统和供暖系统 | |
| CN103486760B (zh) | 一种太阳能集热-辐射制冷的综合装置 | |
| CN202747502U (zh) | 一种基于相变材料蓄冷的冷却水系统 | |
| WO2019061689A1 (zh) | 跨季节蓄冷蓄热系统 | |
| CN107062693A (zh) | 一种基于相变蓄热和热管传热的太阳能热泵系统 | |
| CN106788237B (zh) | 一种新型相变型高效光伏系统 | |
| CN108019983A (zh) | 新型太阳能单罐相变蓄热吸收式热泵 | |
| CN100494862C (zh) | 热管蓄能器 | |
| CN203880976U (zh) | 一种全天候运行的高效蓄能型太阳能热泵供热装置 | |
| CN115876019A (zh) | 相变蓄热容器及其热泵系统和控制方法 | |
| CN207688296U (zh) | 冷却系统 | |
| CN101354223A (zh) | 一种蓄能装置 | |
| Duraković et al. | PCMs in separate heat storage modules | |
| CN211290271U (zh) | 被动式太阳能双级相变储热供暖装置 | |
| CN111928389A (zh) | 一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统 | |
| CN207778863U (zh) | 新型太阳能单罐相变蓄热吸收式热泵 | |
| CN104065338B (zh) | 一种太阳能电池冷却液防冻与热利用装置及方法 | |
| CN113739434A (zh) | 一种太阳能多级相变蓄热供暖系统 | |
| CN102692055A (zh) | 相变储能设备与太阳能空调系统一体化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 311121 West 1500 building 8A-1 No. 4 Patentee after: Hangzhou Ruhr new Mstar Technology Ltd Address before: Yuhang District, Hangzhou City, Zhejiang Province, 311121 West 1500 building 8A-1 No. 4 Patentee before: Ruhr Energy Technology Co., Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120201 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |