一种高效储热装置的制作方法

1.本实用新型涉及储热装置的技术领域，特别是涉及一种高效储热装置。

背景技术：

2.太阳能光热技术领域中储热装置不可或缺，目前储热装置中的储热介质常见的有水、熔盐、有机醇、导热油等，其中，水的比热容为4.18j/gk，是最容易得到、成本最低、比热最高的储热介质。在光热技术工业化应用中，经常会见到几百立方米或几千立方米的储热水箱；在光热技术商业化应用中也常会见到几十立方米甚至几百立方米的储热水箱。
3.然而储热装置体积大、占地面积广一直是储热装置的设计的痛点，也造成其表面积大、造价高、散热面积大等缺点。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种高效储热装置，以解决上述现有技术存在的问题，使储热装置结构简单、充放热稳定且相同储热量体积小。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供了一种高效储热装置，包括储热箱体、换热盘管和储热介质，所述储热箱体内填充有所述储热介质，所述换热盘管贯穿所述储热箱体且位于所述储热箱体内的换热盘管呈蛇形排布，所述储热介质为柠檬酸交联纤维素凝胶材料。
7.优选的，两根所述换热盘管交错设置于所述储热箱体内且每根所述换热盘管的两端均伸出所述储热箱体外，两根所述换热盘管分别为热源来管和用热管。
8.优选的，所述热源来管内的工质为热水、有机醇、导热油、热空气或者热蒸汽。
9.优选的，所述储热箱体的内侧壁设置有厚度为50mm的保温层。
10.优选的，保温层的材质为聚氨酯。
11.优选的，所述储热箱体为不锈钢材质。
12.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
13.本实用新型中柠檬酸交联纤维素凝胶材料为储热介质，储热箱体的体积是以水为储热介质的储热箱体的体积的1/26(不计算保温层和换热盘管)；柠檬酸交联纤维素凝胶材料导热系数为0.51w/mk，可以保证热量较为平稳地吸收或释放，从而保持整个体系温度处于较为恒定的状态，结构简单、安全可靠、充放热稳定。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
15.图1为本实用新型高效储热装置的结构示意图；
16.其中：1-储热箱体，2-储热介质，3-保温层，4-热源来管，5-用热管。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.本实用新型的目的是提供一种高效储热装置，以解决现有技术存在的问题，使储热装置结构简单、充放热稳定且相同储热量体积小。
19.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
20.如图1所示：本实施例提供了一种高效储热装置，包括储热箱体1、换热盘管和储热介质2，储热箱体1内填充有储热介质2，换热盘管贯穿储热箱体1且位于储热箱体1内的换热盘管呈蛇形排布，储热介质2为柠檬酸交联纤维素凝胶材料。
21.两根换热盘管交错设置于储热箱体1内且每根换热盘管的两端均伸出储热箱体1外，两根换热盘管分别为热源来管4和用热管5。热源来管4内的工质为热水、有机醇、导热油、热空气或者热蒸汽。两个换热盘管分别用于储热和取热，分工明确，结构简单，安全可靠。
22.储热箱体1的内侧壁设置有厚度为50mm的保温层3，保温层3的材质为聚氨酯保温材料，更好的对热源进行保温。储热箱体1为不锈钢材质，结实耐用。
23.本实施例储热箱体1的箱壁上开设有换热盘管与热源来管4和用热管5相连通的进出口。热源来管4内的高温换热工质进入储热箱体1内的蛇形排布盘管形成热量交换后离开储热箱体1，将热能储存于储热箱体1内的储热介质2中，同时用热管5内的低温换热工质进入储热箱体1内的蛇形排布盘管与储热介质2形成热量交换后离开储热箱体1，并将热能从储热介质2带走进行利用。
24.本实施例的柠檬酸交联纤维素凝胶材料是一种成本较低的储热材料，以柠檬酸钠为催化剂，以纤维素和柠檬酸交联反应制备而成。纤维素是地球上产量最大的天然高分子，有着优良的环境友好特性、生物相容特性和降解特性。柠檬酸(ca)是自然界中广泛存在的一类有机多元羧酸，毒性较低，价格低廉，分子含有3个羧酸基团。以初始质量分数为5％的纤维素制备的柠檬酸交联纤维素凝胶材料，密度为0.9g/cm3，热分解温度为280℃～350℃，比热容为15.660j/(g
·
k)，导热系数为0.51w/mk，吸水率为96.7％，储能模量为162.59mpa。柠檬酸交联纤维素凝胶材料具有比热容高、取热范围大、充放热稳定且相同热量体积小的优点，等体积的柠檬酸交联纤维素凝胶材料储热量与水的储热量之比为((270-60)
25./(90-60))*(15.66/4.18)：1＝26.22：1；可以保证热量较为平稳地吸收或释放，从而保持整个体系温度处于较为恒定的状态。
26.在以水为储热介质2的应用场景中，如被保温或加热的工质需求温度为50℃的情况下，水的取热区间为60℃-90℃，而柠檬酸交联纤维素凝胶材料的取热区间为60℃-270℃；水的比热容为4.18j/(g
·
k)，柠檬酸交联纤维素凝胶材料比热容为15.660j/(g
·
k)。等体积的柠檬酸交联纤维素凝胶材料储热量与水的储热量之比为((270-60)/(90-60))*
(15.66/4.18)：1＝26.22：1。因此，相同的储热量要求，柠檬酸交联纤维素凝胶材料为储热介质2的储热箱的体积为以水为储热介质2的储热箱体1的体积的1/26(不计算保温层3和换热盘管)。而柠檬酸交联纤维素凝胶材料导热系数为0.51w/mk，不至于太低的导热系数则可以保证热量较为平稳地吸收或释放，从而保持整个体系温度处于较为恒定的状态。
27.本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种高效储热装置，其特征在于：包括储热箱体、换热盘管和储热介质，所述储热箱体内填充有所述储热介质，所述换热盘管贯穿所述储热箱体且位于所述储热箱体内的换热盘管呈蛇形排布，所述储热介质为柠檬酸交联纤维素凝胶材料。2.根据权利要求1所述的高效储热装置，其特征在于：两根所述换热盘管交错设置于所述储热箱体内且每根所述换热盘管的两端均伸出所述储热箱体外，两根所述换热盘管分别为热源来管和用热管。3.根据权利要求2所述的高效储热装置，其特征在于：所述热源来管内的工质为热水、有机醇、导热油、热空气或者热蒸汽。4.根据权利要求1所述的高效储热装置，其特征在于：所述储热箱体的内侧壁设置有厚度为50mm的保温层。5.根据权利要求4所述的高效储热装置，其特征在于：所述保温层的材质为聚氨酯。6.根据权利要求1所述的高效储热装置，其特征在于：所述储热箱体为不锈钢材质。

技术总结

本实用新型公开了一种高效储热装置，包括储热箱体、换热盘管和储热介质，储热箱体内填充有储热介质，换热盘管贯穿储热箱体且位于储热箱体内的换热盘管呈蛇形排布，储热介质为柠檬酸交联纤维素凝胶材料。本实用新型中柠檬酸交联纤维素凝胶材料为储热介质，储热箱体的体积是以水为储热介质的储热箱体的体积的1/26(不计算保温层和换热盘管)；柠檬酸交联纤维素凝胶材料导热系数为0.51W/mK，可以保证热量较为平稳地吸收或释放，从而保持整个体系温度处于较为恒定的状态，结构简单、安全可靠、充放热稳定。稳定。稳定。