一種混凝土三腔熱管蓄熱器及蓄熱車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用混凝土與熱管實(shí)現(xiàn)的熱能吸收、儲(chǔ)存、交換和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱器是對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存的設(shè)備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲(chǔ)存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲(chǔ)存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0003]在太陽能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0004]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲(chǔ)存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，需要具備大功率的存儲(chǔ)能力的儲(chǔ)存器。
[0005]熱管在蓄熱器內(nèi)已經(jīng)有使用，但是現(xiàn)有熱管技術(shù)壽命僅有3-7年，難以保證在太陽能以及蓄熱供暖領(lǐng)域30年的壽命，因而無法將現(xiàn)有熱管技術(shù)應(yīng)用于蓄熱器。
[0006]但是，由于太陽能電站以及大型供暖領(lǐng)域需要大型的蓄熱及熱交換器，僅利用金屬管之外，無法實(shí)現(xiàn)地溫差，大規(guī)模的蓄熱及熱交換，因而需要一種改進(jìn)的熱管技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種混凝土三腔熱管蓄熱器，可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的蓄熱，本發(fā)明利用混凝土進(jìn)行蓄熱，采用兩個(gè)腔室的熱管對(duì)流體進(jìn)行換熱。
[0008]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種混凝土三腔熱管加熱蓄熱器，可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的蓄熱，本發(fā)明由上發(fā)明中，還增設(shè)有一個(gè)加熱裝置和熱源，為混凝土提供熱源及加設(shè)備。
[0009]本發(fā)明的另外目的是提供一種移動(dòng)流體三腔熱管加熱蓄熱車，可以將蓄熱器進(jìn)行移動(dòng)，到一個(gè)熱能的區(qū)域，然后再進(jìn)行利用；實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蓄熱。
[0010]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
一種流體三腔熱管蓄熱器，包括容器，流體，保溫材料，其特征是:
一個(gè)含有至少三個(gè)腔體的容器，其中一個(gè)腔體為熱管蒸發(fā)腔體，一個(gè)為熱管冷凝腔體，一個(gè)為混凝土腔體；
至少含有兩種熱管，第一種為加熱熱管，第二種為放熱熱管，加熱熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在蒸發(fā)腔室內(nèi)，冷凝端設(shè)置在混凝土腔體，并與混凝土進(jìn)行連接換熱，放熱熱管的蒸發(fā)端設(shè)置在混凝土腔體內(nèi)，并與混凝土進(jìn)行連接換熱，冷凝端設(shè)置在冷凝腔體內(nèi)；將混凝土充入到混凝土腔體內(nèi)，并使其固化；在熱管蒸發(fā)腔體以及熱管冷凝腔體上設(shè)置有流體的進(jìn)出口及連接控制管件；在容器的外部有保溫材料，保溫材料的外部設(shè)置有箱體；
加熱過程中，將溫度高于混凝土的加熱流體從熱管蒸發(fā)腔體的進(jìn)口進(jìn)入容器，經(jīng)與熱管換熱后從出口流出，熱能由熱管傳熱到混凝土腔體內(nèi)并與混凝土進(jìn)行換熱，熱能被交換到混凝土中進(jìn)行蓄熱；
蓄熱器可以用于在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要的地區(qū)；
當(dāng)需要利用蓄熱器中的熱能時(shí)，將溫度低于混凝土的放熱流體從熱管冷凝腔體的進(jìn)口流入，放熱流體與熱管進(jìn)行換熱后吸收熱能經(jīng)出口流出，熱管吸收混凝土的熱能與放熱流體進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)熱能的利用。
[0011]所述的熱管為選擇下列至少一種:
A、多個(gè)環(huán)形、方形、矩形、多邊形、曲邊形組成的相互間距的組成的循環(huán)熱管組；
B、所述的循環(huán)熱管為由一個(gè)相互聯(lián)通的截面形狀為環(huán)形、方形、矩形、多邊形、曲邊形的循環(huán)熱管；
C、由多個(gè)重力熱管組成的熱管組。
[0012]混凝土、放熱流體、加熱流體為選擇自液體、氣體、熔融鹽、液態(tài)金屬、納米流體、等離子體、超臨界流體中的一種或多種。
[0013]在熱管的殼體上設(shè)置有至少一個(gè)再生管，再生管與重力熱管進(jìn)行聯(lián)通，再生管可以將重力熱管的工作介質(zhì)排出到重力熱管殼體外部，并通過再生管可以將新的工作介質(zhì)沖入到重力熱管殼體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)重力熱管的再生利用。
[0014]在熱管的殼體上設(shè)置有至少二個(gè)再生管，再生管與重力熱管進(jìn)行聯(lián)通，利用其中一個(gè)再生管在熱管腔體內(nèi)充氣，將原來熱管工作介質(zhì)排出到熱管外，另外一個(gè)再生管為熱管進(jìn)行熱管工作介質(zhì)的充入。
[0015]在混凝土、放熱流體、加熱流體內(nèi)設(shè)置有膠囊或固體顆粒，在膠囊內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料。膠囊內(nèi)的蓄熱材料選擇自下列一種或多種:固固、固液、液氣相變材料；
固體顆粒選擇自下列一種所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀。
[0016]一種流體三腔熱管加熱蓄熱器，其特征是:將上述的蓄熱器上，還設(shè)置有加熱裝置，加熱裝置由熱源及加熱器件組成，加熱裝置由熱源提供能源將加熱流體加熱，加熱流體被加熱后成為液態(tài)、液氣混合狀態(tài)、等離子態(tài)、超臨界態(tài)的一種，然后從蓄熱器進(jìn)口進(jìn)入到容器內(nèi)。
[0017]所述的加熱裝置為:所述的將電能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備選擇自下列一種:
A、電熱鍋爐設(shè)備；
B、微波設(shè)備；
C、高頻或中頻設(shè)備；
D、電聲熱轉(zhuǎn)換設(shè)備；
E、電熱陶瓷；
F、利用風(fēng)電所產(chǎn)生的電能所產(chǎn)生的熱能； G、生物質(zhì)所產(chǎn)生的熱能；
F、熱泵；
G、聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器件；
H、換熱器。
[0018]為加熱裝置提供的熱源，選擇自下列之一:
A、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)；
B、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)，
C、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)；
D、傳統(tǒng)發(fā)電方式所發(fā)出的波谷電
E、工業(yè)余熱；
F、淺層地表熱能或地?zé)崮堋?br>[0019]一種移動(dòng)流體三腔熱管加熱蓄熱車，其特征是:將上述的蓄熱器設(shè)置在一個(gè)移動(dòng)車輛運(yùn)輸設(shè)備上，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的蓄熱；在車輛上設(shè)置有固定裝置或軌道，在容器上設(shè)置有滾輪或輪胎，或者用于吊裝的掛鉤，用于移動(dòng)或者吊裝。
[0020]采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明利用一種熱管技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、地溫差、高效率的蓄熱換熱，實(shí)現(xiàn)10-1500度的熱能儲(chǔ)存，安全可靠；
2、本發(fā)明采用可再生熱管技術(shù)，使得熱管的壽命可以延長到30年甚至更高，僅需要更換熱管的工作介質(zhì)即可。
[0021]3、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蓄熱，將蓄熱器移動(dòng)到需要的地方實(shí)現(xiàn)熱能的采集及利用。
[0022]4、本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0023]圖1是混凝土三腔熱管蓄熱器。
[0024]圖2是混凝土三腔熱管加熱蓄熱器。
[0025]圖3移動(dòng)混凝土三腔熱管加熱蓄熱車。
[0026]圖中標(biāo)號(hào)含義:
3:熱管冷凝腔體進(jìn)口，4:熱管冷凝腔體出口，5:熱管再生管6:混凝土腔體，7:熱管冷凝腔體，8:腔室隔板，9:加熱器件，10:混凝土，11:熱管蒸發(fā)腔體，12:熱管蒸發(fā)腔室進(jìn)口，13熱源，14 ;運(yùn)輸車輛，15:加熱熱管，16:熱管蒸發(fā)腔室出口，17:放熱熱管。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1、混凝土熱管蓄熱器
圖1所示一個(gè)含有三個(gè)腔體的容器，其中一個(gè)腔體為熱管蒸發(fā)腔體11，設(shè)置有流體進(jìn)出口 12、16 ;熱管冷凝腔體7，設(shè)置有流體進(jìn)出口 3、4 ;混凝土腔體6。
[0028]含有兩種熱管，第一種為加熱熱管15，第二種為放熱熱管17，加熱熱管15的蒸發(fā)端設(shè)置在熱管蒸發(fā)腔體11，冷凝端設(shè)置在混凝土腔體6，并與混凝土 10進(jìn)行連接換熱，放熱熱管17的蒸發(fā)端設(shè)置在混凝土腔體6內(nèi)，并與混凝土 10進(jìn)行連接換熱，冷凝端設(shè)置在熱管冷凝腔體7內(nèi)；
在混凝土腔體6內(nèi)設(shè)置有混凝土 10，并使其固化，混凝土 10與放熱熱管或者加熱熱管進(jìn)行連接換熱。
[0029]在熱管蒸發(fā)腔體11以及熱管冷凝腔體7上設(shè)置以及蓄熱腔體6有流體的進(jìn)出口。
[0030]在容器的外部有保溫材料，保溫材料的外部設(shè)置有箱體；
加熱過程中，將溫度高于混凝土 10的加熱流體從熱管蒸發(fā)腔體的進(jìn)口 12進(jìn)入容器，經(jīng)與加熱熱管換熱后從熱管蒸發(fā)腔體的出口 16流出，熱能由熱管傳熱到混凝土腔體6內(nèi)并與混凝土 10進(jìn)行換熱，熱管蒸發(fā)腔體10的熱能被交換到混凝土腔體中進(jìn)行蓄熱；
蓄熱器可以用于在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要的地區(qū)；
當(dāng)需要利用蓄熱器中的熱能時(shí)，將溫度低于混凝土 10的放熱流體從熱管冷凝腔體7的進(jìn)口 3流入，放熱流體與放熱熱管進(jìn)行換熱后吸收熱能經(jīng)出口 4流出，放熱熱管吸收混凝土10的熱能與放熱流體進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)熱能的利用。
[0031]在熱管的蒸發(fā)端的液面一下位置上，設(shè)置一個(gè)與每一個(gè)熱管相互聯(lián)通的再生管5，再生管與每一個(gè)熱管進(jìn)行連接，當(dāng)熱管工作介質(zhì)不能滿足設(shè)定的換熱效率時(shí)，打開熱管再生腔室，從設(shè)置的熱管再生連接管將熱管內(nèi)的工作介質(zhì)排出，后將新的工作介質(zhì)灌裝到熱管內(nèi)部，并保持真空度進(jìn)行密閉，從而實(shí)現(xiàn)熱管的再生，保證熱管的壽命可以達(dá)到30年。
[0032]本實(shí)施例中，混凝土 10采用硝酸鉀70%和硝酸鈉30%組成的熔融鹽，加熱溫度為500度，加熱流體采用氣態(tài)空氣，由太陽能采集系統(tǒng)采集而得到600度的高溫空氣，放熱流體采用水，熱管采用高溫重力熱管，其工作介質(zhì)采用鉀60%與鈉40%的混合物。
[0033]實(shí)施例2、混凝土熱管加熱蓄熱器
圖2所示由三個(gè)腔體的容器，其中一個(gè)腔體為熱管蒸發(fā)腔體11，設(shè)置有流體進(jìn)出口 12、16 ;熱管冷凝腔體7，設(shè)置有流體進(jìn)出口 3、4 ;混凝土腔體6 ;設(shè)置有熱源13以及加熱器件9。
[0034]