專利名稱：相變蓄熱供熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種供熱裝置，尤其涉及一種帶有相變蓄熱器的供熱裝置，屬能源利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，我國及至世界范圍內(nèi)，電力的增長滿足不了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生活用電急劇增長的需要，全國缺電局面仍然存在，電網(wǎng)負(fù)荷率低、系統(tǒng)峰谷差異大，高峰電力嚴(yán)重不足，峰谷差占高峰負(fù)荷的比例高達(dá)30％。
生產(chǎn)或生活用電供熱在我國能源消耗結(jié)構(gòu)中占有一大部分，為節(jié)約生產(chǎn)或生活成本，生活或生產(chǎn)所需用電供熱水系統(tǒng)采用能源多樣化，其不足之處，傳統(tǒng)的燃?xì)狻⑷加?、燃煤熱水裝置均存在環(huán)境污染問題，太陽能熱水裝置具有了廣闊的前景，但太陽能具有不穩(wěn)定性和短暫性，必須有蓄熱裝置，傳統(tǒng)蓄熱方式均采用顯熱型水蓄熱方式，該方式蓄熱量小、蓄熱體體積大、放熱不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。開發(fā)具有高性能蓄熱裝置的復(fù)合能源型熱水裝置已成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，申請?zhí)枮镃N200410036090.6的“一種復(fù)合式相變蓄能太陽能熱水器”的發(fā)明專利，專利申請所述的熱水器為分離式間接相變蓄熱型熱水器，相變蓄熱材料熱量的蓄集與釋放是間接供給，太陽能或燃?xì)饣螂娂訜岬慕橘|(zhì)和生活用熱水是完全分離的。相變蓄熱體被分散放置于水箱中裝載的水或油中，相變材料所蓄熱量經(jīng)相變材料體外殼傳遞給水箱中的水或油，再由水箱中的水或油經(jīng)換熱器傳遞給生活用水，這兩次換熱均需足夠大的換熱面積和足夠大的溫差，由于相變材料體分散于水箱中，單位容積下相變蓄冷體相對較少，再加上相變材料體蓄熱與放熱過程衰減較快，不能起到很好的蓄熱與放熱效果，故設(shè)備在運(yùn)行期間熱量的供給來自于水箱中的水或油，或來自于燃?xì)饣螂姷募訜?，太陽能蓄集的熱量得不到很好的?yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混合式直接蓄冷型供熱裝置、體積小、省能耗，水溫穩(wěn)定的相變蓄熱供熱裝置。
本發(fā)明技術(shù)方案一種相變蓄熱供熱裝置，其特點(diǎn)是，包括外部能源加熱器，水循環(huán)泵，相變蓄熱器，A閥門，B閥門，C閥門、散熱片，淋浴器，所述外部能源加熱器出水端通過水循環(huán)泵連接相變蓄熱器進(jìn)水端，所述相變蓄熱器出水端分別連接A閥門、B閥門、C閥門，其中A閥門連接淋浴器、B閥門連接散熱片、C閥門連接外部能源加熱器進(jìn)水端。
所述相變蓄熱器由外保溫筒、二組漸開線支管，第一組漸開線支管外沿輸入干管，第二組漸開線支管外沿輸出干管，第一組漸開線支管中心輸出干管，第二組漸開線支管中心輸入干管，支架，相變蓄熱劑組成，每組漸開線支管并聯(lián)于每組輸入、輸出干管，每組漸開線支管固定于支架上，所述相變蓄熱器外部套有保溫筒，沿保溫筒向內(nèi)充填有蓄熱劑，用于完成熱量的吸收與釋放。
所述相變蓄熱器為立體雙漸開線相變蓄熱器，該相變蓄熱器的第一組支管與第二組支管為立體空間錯排。
所述外部能源加熱器為太陽能、再生熱能、燃油加熱器、電能的其中一種或多種能源組合式加熱器。
本發(fā)明的有益效果1.采用直接相變蓄熱放熱方式，蓄熱劑釋放熱量后直接經(jīng)相變蓄熱器供給生活熱水，在能源種類利用上具有太陽能優(yōu)先直接供給，減小了傳熱溫差，增大了單位容積蓄熱能力，減小了設(shè)備體積。
2.三種模式工作流程，最大程度的利用了太陽能、廢熱和低價電，并確保了熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性。
3.蓄熱器的立體雙漸開線結(jié)構(gòu)在保證換熱面積的同時，減小了水流管道阻力，保證了蓄熱器內(nèi)換熱管分布的均勻性，提高了蓄熱劑熱量吸收和釋放。


圖1是本發(fā)明的工作原理圖；圖2是相變蓄熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明包括外部能源加熱器1、水循環(huán)泵2、相變蓄熱器3、A閥門4、淋浴器5、B閥門6、散熱片7、C閥門8組成，外部能源加熱器1熱水出口端接水循環(huán)泵2，相變蓄熱器3進(jìn)水端接水循環(huán)泵1，出水端接A閥門4、B閥門6、C閥門8，A閥門4接淋浴器5，B閥門6接散熱片7，C閥門8接外部能源加熱器1。所述的外部能源加熱器1可以是白天太陽能、工業(yè)或生活廢熱、夜晚電能或燃?xì)馊加图訜崞?，也可以是兩種或多種能源組合式加熱器，主要是完成供熱裝置熱量的輸入；所述的水循環(huán)泵2主要是完成熱量的轉(zhuǎn)移和生活用水的輸送；所述相變蓄熱器3為立體雙漸開線相變蓄熱器，主要用于完成外部能源輸入高峰時熱量的儲存和外部能源輸入低谷時熱量的釋放，穩(wěn)定供熱裝置的供熱能力，A閥門4和B閥門6分別控制熱量消耗的方向，A閥門4控制熱量和生活用水或輸送淋浴器，B閥門6控制熱量向散熱器輸送；淋浴器是熱量和生活用水的消耗設(shè)備；散熱片7是熱量的消耗設(shè)備；C閥門8控制熱量在外部能源輸入進(jìn)入低谷時向外部傳遞。
如圖2所示，所述相變蓄熱器3為立體雙漸開線相變蓄熱器，外保溫筒9、第一組漸開線支管外沿輸入干管10、第二組漸開線支管外沿輸出干管11、第一組漸開線支管12、第二組漸開線支管13、第一組漸開線支管中心輸出干管14、第二組漸開線支管中心輸入干管15、支架16和相變蓄熱劑17。外保溫筒9在蓄熱器3最外層，第一組漸開線支管12并聯(lián)接至第一組漸開線支管外沿輸入干管10和第一組漸開線支管中心輸出干管14，第二組漸開線支管13并聯(lián)接至第二組漸開線支管外沿輸出干管11和第二組漸開線支管中心輸入干管15，第一組支管12與第二組支管13進(jìn)行立體空間錯排，各支管固定于支架16上，相變蓄熱劑17充填于支管外至保溫筒內(nèi)。外保溫層9主要為減少熱量損耗；第一組漸開線支管外沿輸入干管10主要是均衡輸入壓力，并向第一組漸開線支管12輸送換熱介質(zhì)；第一組漸開線支管12主要完成管內(nèi)換熱介質(zhì)與管外蓄熱材料17的熱量交換；第一組漸開線支管中心輸出干管14主要是均衡輸入壓力，并接受第一組漸開線支管12輸送來換熱介質(zhì)輸出；第二組漸開線支管中心輸入干管15主要是均衡輸入壓力，并向第二組漸開線支管13輸送換熱介質(zhì)；第二組漸開線支管13主要完成管內(nèi)換熱介質(zhì)與管外蓄熱材料17的熱量交換；第二組漸開線支管外沿輸出干管11主要是均衡輸入壓力，并接受第二組漸開線支管13輸送來換熱介質(zhì)輸出；支架16起穩(wěn)定和定位支管族，相變蓄熱劑17完成熱量的吸收與釋放。
如圖1所示，供熱裝置三種模式工作流程如下實(shí)施例1第一種蓄熱模式。在沒有熱量消耗、外部能源加熱器1接受到太陽能或工業(yè)廢熱加熱或利用晚間便宜電價進(jìn)行電加熱時，蓄熱模式起動，工作流程為A閥門4、B閥門6關(guān)閉，外部能源加熱器1接受太陽能或工業(yè)廢熱加熱，或利用晚間便宜電價進(jìn)行電加熱，閥門8打開，熱量隨介質(zhì)水在循環(huán)水泵2的作用下從外部能源加熱器1傳遞給立體雙漸開線相變蓄熱器3，被蓄積起來，蓄熱劑17狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
實(shí)施2第二種相變供熱模式。在立體雙漸開線相變蓄熱器3蓄熱量充足且無法獲得太陽能或廢熱加熱時，C閥門8關(guān)閉，外部能源加熱器停止工作。淋浴器5工作時，A閥門4打開，外部供水經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開線相變蓄熱器3取得熱量升溫后供淋浴器5或生活用水使用。散熱片7工作時，B閥門6打開，熱量隨介質(zhì)水在循環(huán)水泵2的作用下從立體雙漸開線相變蓄熱器3傳遞給散熱片7。蓄熱劑狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
實(shí)施3第三種混合供熱模式。在立體雙漸開線相變蓄熱器3蓄熱量充足且無法獲得太陽能或廢熱加熱時，相變供熱模式起動，工作流程為C閥門8關(guān)閉，外部能源加熱器1停止工作。A閥門4打開，淋浴器5工作，外部供水經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開線相變蓄熱器3取得熱量升溫后供淋浴器使用。B閥門6打開，散熱片7工作，熱量隨介質(zhì)水在循環(huán)水泵2的作用下從立體雙漸開線相變蓄熱器3傳遞給散熱片7。蓄熱劑17狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。
在既需要供熱，又可以獲得太陽能或廢熱加熱時，混合模式起動，工作流程為外部能源加熱器1優(yōu)先供熱，C閥門8打開，A閥門4打開，淋浴器工作，外部供水與經(jīng)外部加熱器1加熱后的循環(huán)水混合后經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開線相變蓄熱器3后供淋浴器使用。B閥門6打開，散熱片7工作，經(jīng)外部加熱器1加熱后的循環(huán)水經(jīng)水循環(huán)泵2加壓進(jìn)入立體雙漸開線相變蓄熱器3后進(jìn)入散熱器7散熱。當(dāng)外部能源加熱器1獲得的太陽能或廢熱加熱超過供熱消耗時，立體雙漸開線相變蓄熱器3蓄熱，蓄熱劑17狀態(tài)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；在外部能源加熱器1獲得的太陽能或廢熱加熱低于消耗時，立體雙漸開線相變蓄熱器3放熱，蓄熱劑17狀態(tài)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)；在外部能源加熱器1獲得的太陽能或廢熱加熱和立體雙漸開線相變蓄熱器3放熱均不足時，電加熱或燃?xì)馊加图訜崞饎舆M(jìn)行輔助加熱。本發(fā)明供熱裝置工作流程分三種模式實(shí)施該相變蓄熱供熱裝置供熱能力如下1.三模式工作流程設(shè)計(jì)最大程度的利用了太陽能、廢熱和低價電，并確保了熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性，供熱運(yùn)行費(fèi)用是電加熱供熱運(yùn)行費(fèi)用的1/5，甚至更少。
2.蓄熱器的立體雙漸開線結(jié)構(gòu)使相同體積的蓄冷器具有了最大的換熱面積，換熱面積與體積比達(dá)50∶1，換熱速率高，傳熱平均溫差可減小至7℃；雙漸開線結(jié)構(gòu)使水流管道流程縮短至1/2，減小了流動阻力，立體盤繞結(jié)構(gòu)保證了蓄熱器內(nèi)換熱管分布的均勻性，保證了蓄熱劑蓄放熱均勻，沒有死角。
3.蓄熱劑與換熱管直接接觸，蓄冷劑直接相變蓄熱放熱，蓄熱放熱平均衰減速率小于10％，總衰減量小于40％。
4.填充蓄熱劑，可使單位容積蓄熱能力可達(dá)500kJ/L，200L體積蓄熱體即可提供1500L的生活熱水，可供6人5次洗浴，可供60平方住房冬季采暖12小時。
權(quán)利要求
1.一種相變蓄熱供熱裝置，其特征在于，包括外部能源加熱器(1)，水循環(huán)泵(2)，相變蓄熱器(3)，A閥門，B閥門，C閥門、散熱片(7)，淋浴器(5)，所述外部能源加熱器(1)出水端通過水循環(huán)泵(2)連接相變蓄熱器(3)進(jìn)水端，所述相變蓄熱器(3)出水端分別連接A閥門、B閥門、C閥門，其中A閥門連接淋浴器(5)、B閥門連接散熱片(7)、C閥門連接外部能源加熱器(1)進(jìn)水端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述相變蓄熱供熱裝置，其特征在于，所述相變蓄熱器(3)由外保溫筒(9)、二組漸開線支管(12，13)，第一組漸開線支管(12)外沿輸入干管(10)，第二組漸開線支管(13)外沿輸出干管(11)，第一組漸開線支管中心輸出干管(14)，第二組漸開線支管中心輸入干管(15)，支架(16)，相變蓄熱劑(17)組成，每組漸開線支管并聯(lián)于每組輸入、輸出干管，每組漸開線支管固定于支架(16)上，所述相變蓄熱器外部套有保溫筒，沿保溫筒向內(nèi)充填有蓄熱劑(17)，用于完成熱量的吸收與釋放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述相變蓄熱供熱裝置，其特征在于，所述相變蓄熱器(3)為立體雙漸開線相變蓄熱器，該相變蓄熱器的第一組支管與第二組支管為立體空間錯排。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述相變蓄熱供熱裝置，其特征在于，所述外部能源加熱器(1)為太陽能、再生熱能、燃油加熱器、電能的其中一種或多種能源組合式加熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相變蓄熱供熱裝置。其特點(diǎn)是，包括外部能源加熱器，水循環(huán)泵，相變蓄熱器，A閥門，B閥門，C閥門、散熱片，淋浴器，所述外部能源加熱器出水端通過水循環(huán)泵連接相變蓄熱器進(jìn)水端，所述相變蓄熱器出水端分別連接A閥門、B閥門、C閥門，其中A閥門連接淋浴器、B閥門連接散熱片、C閥門連接外部能源加熱器進(jìn)水端。采用直接相變蓄熱放熱方式，且采用立體雙漸開線蓄熱器，保證了蓄熱器內(nèi)換熱管分布的均勻性，提高了蓄熱劑熱量吸收和釋放，減小了水流管道阻力和傳熱溫差，增大了單位容積蓄熱能力，減小了設(shè)備體積。最大程度的利用了太陽能、廢熱和低價電，并確保了熱水供應(yīng)的穩(wěn)定性。
文檔編號F24D11/00GK1821662SQ200610024990
公開日2006年8月23日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者蘇樹強(qiáng), 曹寶文, 丁志華 申請人:蘇樹強(qiáng)