一种新型双向相变储能设备制造技术

本发明专利技术一种新型双向相变储能设备，包括控制装置、连接管段、相变储能设备，其中相变储能设备由储能单元、水流单元、密封垫片、保温层组成。在制作过程中，相变储能单元、水流单元通过焊接方式分别加工。储能单元、水流单元以双头螺栓按法兰方式连接，并在中间加入密封垫片，将各个单元连接成一体。本发明专利技术将相变蓄冷材料与相变储热材料一体化集成，储能系统既可在供热季节进行相变储热也可在供冷季节进行相变蓄冷。相变储能系统同时分别利用材料的显热和潜热进行能量的储存与释放，实现储能材料性能的最大化利用。本发明专利技术加工原理简单，安装容易，成型后基本不需要维护，优势较为突出。??????????????????????????????????????

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相变储能
确切地说是一种新型双向相变储能设备。
技术介绍
随着人类社会的不断发展，能源、环境问题亟待解决，能源合理充分的利用举足轻重。相变储能技术作为一种有效的节能方式受到全球范围的重视。中国大部分空气源热泵运行效果处于中等，将相变储能技术与空气源热泵联合运行有利于提高空气源热泵效能，合理利用、节约能源。对南京采用空气源热泵冷热水机组作为中央空调冷热源的工程(189项)的调查表明，运行良好的才占15%，运行效果差的占15%， 70%的机组运行效果居中。其它地区(如杭州、成都、长沙等)也发现类似情况。在供热季节的室外温度越低的时段，空气源热泵的运行效果越差，而此时正是室内需要更多热量的时段。在供冷季节也存在着同样的矛盾。另外，国内相变储能领域的研究多集中在单一储热或者单一蓄冷方面，对不同相变材料分别优化利用的研究尚处于开发阶段。本专利技术将相变储能技术与空气源热泵相结合，制作了可与空气源热泵耦合运行的相变储能设备，在供热与供冷季节均可利用其在空气源热泵高效运行时段蓄存能量，在空气源热泵运行较差时段释放能量的方式实现空气源热泵的运行调节，有效提闻空气源热栗效能。相变储能材料包括有机相变储能材料，无机相变储能材料和复合相变储能材料，其中有机相变储能材料因具有熔解热大、不易出现过冷现象和相分离、材料的腐蚀性较小、性能比较稳定、毒性小、成本低等优点备受关注。目前德国Vakilaltojjar S和Saman M对两种不同相变温度的相变材料的联合运行进行了研究。通过引入相变材料，可减少50%空调名义负荷，根据当地峰谷电价标准，每年可节约32%的电费。国内相变储能与空气源热泵的耦合研究只在单一相变蓄冷或单一相变储热方面有所研究，可耦合空气源热泵并同时兼备相变蓄冷和相变蓄热功能的相变储能系统本案尚属首例。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型双向相变储能设备。在于通过引入相变储能系统改善空气源热泵运行情况，提高其综合使用效益。本专利技术充分利用了有机相变储能材料的优点，采用双相变储能材料耦合运作方式一体化实现了与空气源热泵相匹配的双向相变储能系统。本专利技术包括控制装置(I)、连接管段(2)、相变储能设备(3)，如图1所示，其中相变储能设备(3)由储能单元(4)、水流单元(5)、密封垫片(6)、保温层(7)组成，两种橡胶垫分别布置于材料层和水流层边界框架的两侧实现材料和水流的良好密封，如图2所示，材料一和材料二分别装于储能设备中，水流可顺次通过两种材料，如图3所示实现两种材料的耦合应用。在设备制作过程中，储能单元与水流单元分别按照焊接要求制作并打孔，安装时将储能单元、水流单元和密封胶垫按照图2所示的安装顺序依此连接，将两材料层边界及其中间各部分通过预定打孔，以材料层边界的U形槽作为法兰盘实现法兰连接。换热介质在储能设备中流经各个水流单元与储能单元进行换热。在水流口 A与水流口 B处分别设置温度传感器I和温度传感器2 (如图3)监控流入与流出储能设备的水温。在供冷季节，利用夜间低谷电在室外温度较低，空气源热泵运行效果较佳时段为储能设备蓄冷，此时保持阀门K2、K3、K5、K8打开，阀门Kl、K4、K6、K7关闭，控制水流顺次通过材料二和材料一实现蓄冷，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止蓄冷。冷量在供热高峰时段释放，此过程保持阀门Kl、K4、K6、K7打开，阀门K2、K3、K5、K8关闭，控制水流顺次通过材料一和材料二实现冷量释放，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止放冷。对于供热季节，在日间温度较高且非峰值电价时段利用空气源热泵为储能设备蓄热，此时保持阀门K1、K4、K5、K8打开，阀门K2、K3、K6、K7关闭，控制水流顺次通过材料一和材料二实现蓄热，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止蓄热。在室外温度较低、空气源热泵运行效果差的时段储能设备进行放热，此时保持阀门阀门K2、K3、K6、K7打开，阀门Kl、K4、K5、K8关闭，控制水流顺次通过材料二和材料一实现放热，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止放热。设备中使用的相变储能材料一为46#石蜡，购于深圳科奇泰化工有限公司。相变储能材料二位十二醇与癸酸的二元混合物，混合物中二者的质量比为十二醇癸酸=(55-60) :(40-45)，其中十二醇购于上海倍特化工有限公司，癸酸购于上海信然生物技术有限公司。 本专利技术的优点是本专利技术是将两种相变储能材料集成于同一相变储能系统中，一体化实现了与空气源热泵功能匹配的兼备蓄热与蓄冷功能的相变储能系统。储能设备设计实现模块化，可根据不同实际工程需求选择不同的蓄热、蓄冷单元板数制作安装。鉴于储能单元已经实现良好封装，储能系统根据情况不仅限于使用水做换热介质，还可以使用空气作为换热介质。双向相变储能系统中材料二在供热季节利用显热实现蓄放热，材料一在供冷季节利用显热实现蓄放冷，以此方式实现了材料性能的最大化利用。本专利技术加工原理简单，安装容易，成型后基本不需要维护，优势较为突出。附图说明 图1是双向相变储能系统结构示意图。 图2是储能设备制作方法示意图。 图3是双向相变储能罐体剖面图。具体实施例方式 它由控制装置1、连接管段2、相变储能罐体3组成，其中相变储能罐体3由储能单元4、水流单元5、密封垫片6、保温层7组成，其中储能单元由单元骨架和盖板组成，使用双头螺栓连接各单元并加入密封垫片实现密封封装，其特征在于两种相变储能材料集成于同一相变储能罐中，分置在罐内两部分，采用模块化方式安装，可根据不同实际工程需求选择不同的蓄热、蓄冷单元板数制作安装，使用水或空气作为换热介质，控制装置1、连接管段2、相变储能罐体3，储能罐体3内两种橡胶垫分别布置于材料层和水流层边界框架的两侧，水流可顺次通过两种材料，实现两种材料的耦合应用，安装时将储能单元、水流单元和密封胶垫按照依此连接，将两材料层边界及其中间各部分通过预定打孔，以材料层边界的U形槽作为法兰盘实现法兰连接，换热介质在储能设备中流经各个水流单元与储能单元进行换热，在水流口 A与水流口 B处分别设置温度传感器I和温度传感器2，在供冷季节，利用夜间低谷电在室外温度较低，空气源热泵运行效果较佳时段为储能设备蓄冷，此时保持阀门K2、K3、K5、K8打开，阀门Kl、K4、K6、K7关闭，控制水流顺次通过材料2和材料I实现蓄冷，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止蓄冷，冷量在供热高峰时段释放，此过程保持阀门Kl、K4、K6、K7打开，阀门K2、K3、K5、K8关闭，控制水流顺次通过材料一和材料二实现冷量释放，当两温度传感器之间的温差小于IV时停止放冷，对于供热季节，在日间温度较高且非峰值电价时段利用空气源热泵为储能设备蓄热，此时保持阀门Kl、K4、K5、K8打开，阀门K2、K3、K6、K7关闭，控制水流顺次通过材料一和材料二实现蓄热，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止蓄热，在室外温度较低、空气源热泵运行效果差的时段储能设备进行放热，此时保持阀门阀门K2、K3、K6、K7打开，阀门K1、K4、K5、K8关闭，控制水流顺次通过材料二和材料一实现放热，当两温度传感器之间的温差小于1°C时停止放热。相变储能材料一为46#石蜡，相变储能材料二为十二醇与癸酸的二元混合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型双向相变储能设备，它由控制装置（1）、连接管段（2）、相变储能罐体（3）组成，其中相变储能罐体（3）由储能单元（4）、水流单元（5）、密封垫片（6）、保温层（7）组成，其中储能单元由单元骨架（）和盖板（）组成，使用双头螺栓连接各单元并加入密封垫片实现密封封装，其特征在于：两种相变储能材料集成于同一相变储能罐中，分置在罐内两部分，采用模块化方式安装，可根据不同实际工程需求选择不同的蓄热、蓄冷单元板数制作安装，使用水或空气作为换热介质，控制装置（1）、连接管段（2）、相变储能罐体（3），储能罐体（3）内两种橡胶垫分别布置于材料层和水流层边界框架的两侧，水流可顺次通过两种材料，实现两种材料的耦合应用，安装时将储能单元、水流单元和密封胶垫按照依此连接，将两材料层边界及其中间各部分通过预定打孔，以材料层边界的U形槽作为法兰盘实现法兰连接，换热介质在储能设备中流经各个水流单元与储能单元进行换热，在水流口A与水流口B处分别设置温度传感器1和温度传感器2，在供冷季节，利用夜间低谷电在室外温度较低，空气源热泵运行效果较佳时段为储能设备蓄冷，此时保持阀门K2、K3、K5、K8打开，阀门K1、K4、K6、K7关闭，控制水流顺次通过材料2和材料1实现蓄冷，当两温度传感器之间的温差小于1℃时停止蓄冷，冷量在供热高峰时段释放，此过程保持阀门K1、K4、K6、K7打开，阀门K2、K3、K5、K8关闭，控制水流顺次通过材料一和材料二实现冷量释放，当两温度传感器之间的温差小于1℃时停止放冷，对于供热季节，在日间温度较高且非峰值电价时段利用空气源热泵为储能设备蓄热，此时保持阀门K1、K4、K5、K8打开，阀门K2、K3、K6、K7关闭，控制水流顺次通过材料一和材料二实现蓄热，当两温度传感器之间的温差小于1℃时停止蓄热，在室外温度较低、空气源热泵运行效果差的时段储能设备进行放热，此时保持阀门阀门K2、K3、K6、K7打开，阀门K1、K4、K5、K8关闭，控制水流顺次通过材料二和材料一实现放热，当两温度传感器之间的温差小于1℃时停止放热。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国会，付永亮，黄凯良，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：