蓄热/冷器制造技术

本实用新型专利技术涉及储能设备技术领域，提供一种蓄热/冷器，包括壳体，所述壳体内填充固相介质，所述壳体上相对开设第一流体进出口与第二流体进出口；沿从所述第一流体进出口向所述第二流体进出口的方向，所述壳体的横截面面积先增大后减小。本实用新型专利技术提供的蓄热/冷器，换热流体从第一流体进出口或第二流体进出口进入壳体内，并与壳体内的固定介质发生热交换，储备热能或冷能；壳体的横截面面积先增大后减小，形成两端细中间粗的结构，在相同热流密度的条件下，减小两端固相介质的质量，增大末端温度梯度，削弱壳体内不同位置固相介质温度渐变引起斜温层沿换热流体流动方向非线性地迁移和扩展，提高换热效率。

Regenerator / cooler

【技术实现步骤摘要】
蓄热/冷器
本技术涉及储能设备
，尤其涉及一种蓄热/冷器。
技术介绍
目前能源供需矛盾日益突出，可再生能源装机容量所占份额显著增加，但可再生能源的不确定和间歇性会造成输出能源不稳定，因此储能技术现已成为可再生能源研究领域的热点。在储能技术中储热储冷技术，既能有效克服用能过程中的不连续性，又能实现供能与用能过程中的良好时空匹配，有着广泛的应用前景。具体地，储热技术可应用于电力系统调峰、航空航天、太阳能利用、余热回收、采暖空调及家用电器工业等领域，储冷技术可用于低温发电、空气分离、低温生物医学、海水淡化以及食品加工、冷库等场合。储热储冷技术的核心部件是蓄热/冷器，其蓄热和蓄冷效率直接决定了储能过程整体的循环效率。现有的蓄热/冷器结构复杂，采用承压结构和/或多种绝热保温结构，通过真空粉末绝热、多层堆积绝热或多层高压堆积床装置等保温绝热装置改善储能效率，但受绝热装置的限制，储能系统换热效率仍旧不高。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种蓄热/冷器，用以解决现有的蓄热/冷器换热效率低的问题。(二)
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种蓄热/冷器，包括壳体，所述壳体内填充固相介质，所述壳体上相对开设第一流体进出口与第二流体进出口；沿从所述第一流体进出口向所述第二流体进出口的方向，所述壳体的横截面面积先增大后减小。其中，所述壳体包括第一渐变段、第二渐变段及柱状的中间段，所述第一渐变段的大径端和所述第二渐变段的大径端分别与所述中间段的两端相连，所述第一流体进出口位于所述第一渐变段的小径端，所述第二流体进出口位于所述第二渐变段的小径端。其中，所述渐变段呈圆锥台状或半椭球状。其中，所述渐变段的外切线与所述中间段的中轴线之间的夹角为15°～75°。其中，所述第一流体进出口与所述第二流体进出口处分别设有均流装置。其中，所述壳体包括内壁与外壁，所述内壁与所述外壁之间设有保温层。其中，所述保温层包括珠光砂、气凝土、玻璃棉和岩棉的一种或多种。其中，所述内壁与所述外壁的材料分别为钛、铝或钢。其中，所述壳体的底部安装有支撑结构，所述支撑结构位于所述内壁与所述外壁之间。其中，所述支撑结构包括多个，多个所述支撑结构分散安装于所述壳体的底部。(三)有益效果本技术提供的蓄热/冷器，换热流体从第一流体进出口或第二流体进出口进入壳体内，并与壳体内的固定介质发生热交换，储备热能或冷能；壳体的横截面面积先增大后减小，形成两端细中间粗的结构，在相同热流密度的条件下，减小两端固相介质的质量，增大末端温度梯度，削弱壳体内不同位置固相介质温度渐变引起斜温层沿换热流体流动方向非线性地迁移和扩展，提高换热效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例蓄热/冷器的结构示意图。图中：1、固相介质；2、第一流体进出口；3、第二流体进出口；4、中间段；51、第一渐变段；52、第二渐变段；6、内壁；7、外壁；8、保温层；9、支撑结构；10、均流装置。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术实施例提供的蓄热/冷器，如图1所示，其包括壳体，壳体内填充固相介质1，固相介质1采用储热/冷密度高、传热性能好的固态颗粒材料或多孔材料作为蓄热或蓄冷介质。具体地，固态颗粒或多孔材料可以为金属、岩石、矿石、矿渣、混凝土中的一种或多种混合物，可以单层设置，也可以多层分层设置，对此，本技术实施例不做具体限定。壳体相对开设第一流体进出口2与第二流体进出口3，沿从第一流体进出口2至第二流体进出口3的方向，壳体的横截面面积先增大后减小。需要说明的是，纵向指的是换热流体从第一流体进出口2流向第二流体进出口3的流动方向，横向与纵向垂直。壳体的横截面面积先增大后减小，与此对应的，内部填充的固相介质1沿换热流体的流向先增多后减小，换热流体流经固相介质1进行换热，固相介质1吸收或释放能量从而实现热能或冷能的存储或释放。本技术实施例中的蓄热/冷器，主体的横截面尺寸先增大后减小，呈中间粗两头细的结构，换热流体从第一流体进出口2进入或从第二流体进出口3进入，其进入端的截面面积均较小，在热流密度不变的条件下，减小固相介质的质量，从而能够增大末端温度场的温度梯度，削弱蓄热/冷器内部不同位置固相介质1温度渐变而引起斜温层沿换热流体流动方向非线性迁移和扩展，提高换热效率。其中，斜温层指的是换热流体与固相介质在换热过程中产生温度梯度较大的自然分层。同时，小截面作为换热流体进入的过渡段，可以保证气体能够均匀的流入。具体地，主体包括柱状的中间段4及设置在中间段4两端的第一渐变段51和第二渐变段52，第一渐变段51的大径端与中间段4的一端相连，中间段4的另一端与第二渐变段52的大径端相连。第一流体进出口2设置第一渐变段51的小径端，第二流体进出口3设置在第二渐变段52的小径端。其中，中间段4的横截面面积保持一致，可以为圆柱状或棱柱状。第一渐变段51和第二渐变段52的横截面尺寸从大径端向小径端逐渐减小，采用直线渐变或者弧线渐变的结构形式。当采用直线渐变的结构时，第一渐变段51和第二渐变段52呈圆锥台状；当采用弧线渐变的结构形式时，渐变段5呈半椭球状或半球状。优选的，第一渐变段51和第二渐变段52的外壁与中间段4的中轴线之间的夹角均为15°～75°，即圆锥台的母线与中间段4的中轴线之间的夹角可以为15°、30°、45°或75°；半椭球的外切线与中间段4的中轴线之间的夹角在15°和75°之间。其中，第一渐变段51和第二渐变段52两者的渐变形式可以相同，均为直线渐变或弧线渐变；也可以采用不同的渐变形式，即其中一个选用直线渐变形式，另一个选用弧线渐变形式，对此，本技术实施例不做具体限定。另外，需要说明的是，本技术实施例中的蓄热/冷器，除第一流体进出口2和第二流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄热/冷器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内填充固相介质，所述壳体上相对开设第一流体进出口与第二流体进出口；沿从所述第一流体进出口向所述第二流体进出口的方向，所述壳体的横截面面积先增大后减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓄热/冷器，包括壳体，其特征在于，所述壳体内填充固相介质，所述壳体上相对开设第一流体进出口与第二流体进出口；沿从所述第一流体进出口向所述第二流体进出口的方向，所述壳体的横截面面积先增大后减小。


2.根据权利要求1所述的蓄热/冷器，其特征在于，所述壳体包括第一渐变段、第二渐变段及柱状的中间段，所述第一渐变段的大径端和所述第二渐变段的大径端分别与所述中间段的两端相连，所述第一流体进出口位于所述第一渐变段的小径端，所述第二流体进出口位于所述第二渐变段的小径端。


3.根据权利要求2所述的蓄热/冷器，其特征在于，所述渐变段呈圆锥台状或半椭球状。


4.根据权利要求2所述的蓄热/冷器，其特征在于，所述渐变段的外切线与所述中间段的中轴线之间的夹角为15°～75°。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王俊杰，郭璐娜，季伟，崔晨，陈六彪，郭嘉，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11