本实用新型专利技术属于储能技术领域，具体涉及一种分层混合储能装置。本实用新型专利技术的分层混合储能装置包括罐体，为可打开式的罐体并具有顶盖、主体以及容纳腔室；多个接口，设置在罐体上，用于使流通介质流入或流出罐体；潜热储能部，可更换地设置在罐体内，用于与流通介质进行换热从而发挥潜热功能；移动单元，设置在罐体上，用于使潜热储能部在竖直方向上进行上下移动，其中，移动单元包括移动轨道、移动件以及驱动组件。其中，潜热储能部将容纳腔室分成上腔室部分和下腔室部分，至少包括多个堆叠在一起的相变胶囊，流通介质通过相变胶囊之间的间隙在上腔室部分和下腔室部分流通，并在该流通的过程中与相变胶囊进行换热并发挥显热储热功能。功能。功能。
【技术实现步骤摘要】
一种分层混合储能装置
[0001]本技术属于储能
，具体涉及一种分层混合储能装置。
技术介绍
[0002]热储能装置与热泵系统耦合可以提高多能互补综合能源系统中新能源渗透率，储热装置还可以用于回收燃料电池的余热、工业和民用的供暖和热水。冷热水箱分层储能有助于提高热泵循环效率，但储能密度较小；而固液相变材料储热系统热密度大、相变过程温度恒定、储能体积小，但流动性较差，换热系数较低、成本高。目前，混合热储能装置尚缺乏优化设计和优化控制的方法。研发与热泵等循环系统耦合优化的含显热和潜热的分层混合储能装置，可以提高热储能密度、使得系统循环效率处于较高的水平、降低系统投资和运行成本。
技术实现思路
[0003]为解决上述问题，提供一种分层混合储能装置，用于储热或储冷，本技术采用了如下技术方案：
[0004]本技术提供了一种分层混合储能装置，其特征在于，包括罐体，为可打开式的罐体并具有顶盖、主体以及容纳腔室；多个接口，设置在罐体上，用于使流通介质流入或流出罐体；潜热储能部，可更换地设置在罐体内，用于与流通介质进行换热从而发挥潜热功能；移动单元，设置在罐体上，用于使潜热储能部在竖直方向上进行上下移动，其中，移动单元包括移动轨道，竖直设置在罐体内壁；移动件，可移动地设置在轨道上，并且与潜热储能部相连接；驱动组件，用于驱动移动件带动潜热储能部沿着移动轨道进行上、下移动。其中，潜热储能部将容纳腔室分成上腔室部分和下腔室部分，至少包括多个堆叠在一起的相变胶囊，流通介质通过相变胶囊之间的间隙在上腔室部分和下腔室部分流通，并在该流通的过程中与相变胶囊进行换热并发挥显热储热功能。
[0005]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，其中，接口处设有流速调节机构，该流速调节机构用于控制流通介质的流速，使得流速与相变储能材料物性和潜热储能部厚度相匹配，流速调节机构还用于接口的打开和关闭。
[0006]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，其中，相变胶囊的堆叠方式为沿着容纳腔室内的流通介质的流通方向，从大到小地分层堆砌。
[0007]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，其中，相变胶囊具有：金属壳体，为鹅卵石形，以及导热金属丝，设置在金属壳体内并且呈仿生毛细血管网状、肺部支气管状或叶脉络状。复合相变材料，设置在金属壳体内并且填充在导热金属丝和金属壳体之间。
[0008]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，其中，复合相变材料包括石墨烯和碳纳米管，罐体具有内壁面和外壁面，内壁面为相变壁面，包括金属外壳和内置的相变材料，相变材料所接触的金属表面粗糙，外壁面为隔热保温材料。
[0009]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，其中，接口的数量设置成三个，三个接口分别记作第一接口、第二接口以及第三接口。第一接口与上腔室部分相连接，第二接口和第三接口分别与下腔室部分相连接，第一接口和第二接口均设置在罐体的侧壁，第三接口设置在罐体的底部，用于排污。当分层混合储能装置进行储热时，第一接口作为流通介质流入罐体的入口，第二接口作为流通介质流出罐体的出口；当分层混合储能装置进行储冷时，第二接口作为流通介质流入罐体的入口，第一接口作为流通介质流出罐体的出口。
[0010]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，还包括布水部，可拆卸地设置在罐体内，用于使流入上腔室部分的流通介质均匀地流向潜热储能部，包括布水器和均流板。布水器设置在均流板上方，与第一接口相连接，用于将流通介质喷洒到均流板上，布水器的分支和环路上具有多个流体出口；均流板具有水平设置在罐体上且位于潜热储能部上方的板体以及多个均匀分布在板体上的通孔。
[0011]本技术提供的分层混合储能装置，还可以具有这样的特征，其中，潜热储能部还包括托板和安装件。安装件为圆筒状的安装壳，用于盛放堆叠在一起的多个相变胶囊；安装壳为金属丝网安装壳，托板为金属丝网托板，用于承托安装件，托板与移动件相连接。
[0012]技术作用与效果
[0013]本技术的分分层混合储能装置包括罐体，为可打开式的罐体并具有顶盖、主体以及容纳腔室；多个接口，设置在罐体上，用于使流通介质流入或流出罐体；潜热储能部，可更换地设置在罐体内，用于与流通介质进行换热从而发挥潜热功能。其中，潜热储能部将容纳腔室分成上腔室部分和下腔室部分，至少包括多个堆叠在一起的相变胶囊，流通介质通过相变胶囊之间的间隙在上腔室部分和下腔室部分流通，并在该流通的过程中与相变胶囊进行换热并发挥显热储热功能。
[0014]本实施例的分层混合储能装置结合显热型和潜热型两种储热系统的优点，具有换热性能好、储能密度高、储能容积小等优点，有助于提高储能密度和储能罐进出口传热流体温差，降低相变材料投资，有助于储能罐与其他系统的耦合优化，如热泵和燃料电池的余热回收、热泵余冷回收存储等。因为罐体为可打开式的罐体，所以潜热储能部可以自由拆装，可根据不同相变材料和显热储能流体，实现储热罐/储冷罐自由转变。
[0015]因为还包括移动单元，设置在罐体上，用于使潜热储能部在竖直方向上进行上下移动，其中，移动单元包括移动轨道，竖直设置在罐体内壁；移动件，可移动地设置在轨道上，并且与潜热储能部相连接；驱动组件，用于驱动移动件带动潜热储能部沿着移动轨道进行上、下移动，使得潜热储能部高度可以根据不同的储能材料热物性进行调整，使得本实施例的分层混合储能装置适用于多种类型的流通介质，能实现更好的储能效果。
[0016]且因为相变胶囊内装仿生骨架，有助于提高相变速率、减少相变储能时间。潜热储能层的鹅卵石型相变胶囊有助于减少流动阻力，有助于保持储能罐中的传热流体处于层流状态、提高显热介质分层储能效率。
附图说明
[0017]图1是本技术实施例中分层混合储能装置的示意图；
[0018]图2是本技术实施例中分层混合储能装置用作储冷时的潜热储能部示意图；
[0019]图3是本技术实施例中分层混合储能装置的安装件的托板示意图；
[0020]图4是本技术实施例中分层混合储能装置的相变胶囊的示意图；
[0021]图5是本技术实施例中分层混合储能装置的布水器示意图；以及
[0022]图6是本技术实施例中分层混合储能装置的均流板示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图以及实施例来说明本技术的具体实施方式。
[0024]<实施例>
[0025]图1是本实施例中分层混合储能装置的示意图。
[0026]如图1所示，本实施例提供一种分层混合储能装置1000，包括罐体10、第一接口11、布水部12、潜热储能部13、移动单元14第二接口15、以及第三接口16。该分层混合储能装置1000既能进行储热又能进行储冷。
[0027]罐体10具有顶盖100和主体101，顶盖和主体间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分层混合储能装置，用于利用显热和潜热相结合来进行储热或储冷，其特征在于，包括：罐体，为可打开式的罐体并具有顶盖、主体以及容纳腔室；多个接口，设置在所述罐体上，用于使流通介质流入或流出所述罐体；潜热储能部，可更换地设置在所述罐体内，用于与所述流通介质进行换热从而发挥潜热功能；以及移动单元，设置在所述罐体上，用于使潜热储能部在竖直方向上进行上下移动，其中，所述移动单元包括：移动轨道，竖直设置在罐体内壁，移动件，可移动地设置在所述轨道上，并且与所述潜热储能部相连接，驱动组件，用于驱动所述移动件带动所述潜热储能部沿着所述移动轨道进行上、下移动，所述潜热储能部将所述容纳腔室分成上腔室部分和下腔室部分，至少包括多个堆叠在一起的相变胶囊，所述流通介质通过所述相变胶囊之间的间隙在所述上腔室部分和所述下腔室部分流通，并在该流通的过程中与所述相变胶囊进行换热并发挥显热储热功能。2.根据权利要求1所述的分层混合储能装置，其特征在于：其中，所述接口处设有流速调节机构，该流速调节机构用于控制所述流通介质的流速，使得流速与相变储能材料物性和所述潜热储能部厚度相匹配，所述流速调节机构还用于所述接口的打开和关闭。3.根据权利要求1所述的分层混合储能装置，其特征在于：其中，所述相变胶囊的堆叠方式为沿着所述容纳腔室内的所述流通介质的流通方向，从大到小地分层堆砌。4.根据权利要求1所述的分层混合储能装置，其特征在于：其中，所述相变胶囊具有：金属壳体，为鹅卵石形，以及导热金属丝，设置在所述金属壳体内并且呈仿生毛细血管网状、肺部支气管状或叶脉络状，复合相变材料，设置在所述金属壳体内并且填充在所述导热金属丝和所述金属壳体之间。5.根据权利要求4所述的分层混合储能装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘方，刘海龙，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：新型
国别省市：
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