本發明公開了一種提高固體顯熱蓄熱密度的蓄熱材料填充方法及蓄熱裝置，包括：于殼體底部鋪設小顆粒的固體蓄熱材料，在小顆粒的固體蓄熱材料上鋪設中顆粒的固體蓄熱材料，再在中顆粒的固體蓄熱材料上鋪設大顆粒的固體蓄熱材料；在大顆粒的固體蓄熱材料上鋪設中顆粒的固體蓄熱材料，在中顆粒的固體蓄熱材料上鋪設小顆粒的固體蓄熱材料；繼續鋪設小顆粒的固體蓄熱材料，在小顆粒的固體蓄熱材料上鋪設中顆粒的固體蓄熱材料，再在中顆粒的固體蓄熱材料上鋪設大顆粒的固體蓄熱材料。本發明以固體蓄熱材料的粒徑劃分來分層進行填充，無需經過壓合，可最大程度地降低固體蓄熱材料的空隙率，提高固體顯熱蓄熱密度，進而提高蓄熱效率。

技術領域

本發明涉及一種提高固體顯熱蓄熱密度的蓄熱材料填充方法，還涉及使用該蓄熱材料填充方法的蓄熱裝置。

背景技術

顯熱蓄熱是靠物質的溫度上升或下降時吸收或放出的熱量，而物質本身的性質不發生變化。顯熱蓄熱材料分為液體和固體兩種類型，常用的高溫固體顯熱蓄熱材料是礫石、砂子、磚、陶瓷、玻璃、鐵、鋁、混凝土、礦石和鎂磚等。

對于高溫固體顯熱物質而言，載熱介質或者用于吸收熱能或吸收來自外部源的熱的介質是流體物質。載熱流體可為水、空氣、任何烴族流體(例如熱油)、熔融的鹽(例如硝酸鈉、硝酸鉀、氯化鎂等)或這些鹽的混合物。而烴族流體、熔融的鹽這些載熱材料必須具有低熔點的特征，以使其在回路內的流動過程中不會凝固。目前，高溫固體蓄熱物質主要的熱交換形式是載熱流體空氣的對流。

中國發明專利申請(申請號：201811189662.2)公開了一種固體電蓄熱裝置，包括密封外殼、蓄熱體、蓄熱風通道、加熱板、進風分布板和出風分布板；蓄熱體內沿著蓄熱風流動的方向上均勻布置四個蓄熱風通道。該蓄熱裝置存在以下缺陷：⑴為了實現蓄熱體的熱交換，在蓄熱體內設置蓄熱風通道，因此在蓄熱體上需專門設計預留通道，增加了蓄熱體的成型工藝復雜程度，同時也增加了生產成本。⑵蓄熱體可采用鎂鐵磚，其組分重量百分比通常是：60.5％的MgO、20.5％的Fe2O3、9.5％的FeO以及5％的SiO2，其余為水。在制備過程中，首先需將各組分破碎成粒，這提高了鎂鐵磚的制備工藝難度，生產成本也較高，之后，要將各種已破碎成粒的組分粘合在一起，同時還需留出通道來實現空氣換熱，但是，粘合是為了去除空隙，而設置的風道又增加了空隙，如此，并不利于提高固體顯熱蓄熱密度，進而也無法提高蓄熱效率。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種成本較低、工藝難度小的提高固體顯熱蓄熱密度的蓄熱材料填充方法。

本發明的第一個目的通過以下的技術措施來實現：一種提高固體顯熱蓄熱密度的蓄熱材料填充方法，其特征在于具體包括以下步驟：

S1、于殼體底部鋪設一層小顆粒的固體蓄熱材料，在小顆粒的固體蓄熱材料之上鋪設一層中顆粒的固體蓄熱材料，再在中顆粒的固體蓄熱材料之上鋪設一層大顆粒的固體蓄熱材料；

S2、在大顆粒的固體蓄熱材料之上鋪設一層中顆粒的固體蓄熱材料，在中顆粒的固體蓄熱材料之上鋪設一層小顆粒的固體蓄熱材料；

S3、繼續鋪設一層小顆粒的固體蓄熱材料，在小顆粒的固體蓄熱材料之上鋪設一層中顆粒的固體蓄熱材料，再在中顆粒的固體蓄熱材料之上鋪設一層大顆粒的固體蓄熱材料；

S4、重復步驟S2、S3、直至：

⑴當固體蓄熱材料與殼體頂面之間的空隙高度小于大顆粒的固體蓄熱材料的粒徑且大于小顆粒的固體蓄熱材料的粒徑時，將中顆粒的固體蓄熱材料填充在該空隙中，并使用小顆粒的固體蓄熱材料填充在各固體蓄熱材料之間以及固體蓄熱材料與殼體之間的縫隙中；

⑵當固體蓄熱材料與殼體頂面之間的空隙高度小于中顆粒的固體蓄熱材料的粒徑時，將小顆粒的固體蓄熱材料填充在該空隙中，并使用小顆粒的固體蓄熱材料填充在各固體蓄熱材料之間以及固體蓄熱材料與殼體之間的縫隙中。