一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱交換設(shè)備，尤其是涉及一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]相變儲(chǔ)能材料(Phase Change Material, PCM)是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。相變儲(chǔ)能材料在相變化過(guò)程中，可以從環(huán)境吸收熱(冷)量或向環(huán)境放出熱(冷)量，從而達(dá)到熱量存儲(chǔ)和釋放的目的，存儲(chǔ)和釋放熱量的能力為相變材料的潛熱。
[0003]對(duì)相變儲(chǔ)能材料本身的加熱，通常使用熱交換管來(lái)完成。中國(guó)專利CN 102654308A公布了一種相變儲(chǔ)熱式電熱水器，包括一熱水器外殼，所述熱水器外殼內(nèi)設(shè)置有保溫材料，所述熱水器外殼內(nèi)包含有若干個(gè)容器，所述的若干個(gè)容器內(nèi)分別填充有相變材料，所述相變材料內(nèi)埋設(shè)有熱交換管，所述熱交換管的一端連接有進(jìn)水管，另一端連接有出水管，所述進(jìn)水管與所述出水管之間連接有一回水管，所述回水管上設(shè)置有循環(huán)栗和水容器，所述水容器內(nèi)安裝有電加熱器，所述循環(huán)栗與所述電加熱器分別電連接一控制器，所述控制器固定在所述熱水器外殼上。該相變儲(chǔ)熱式電熱水器，主要利用相變材料的高儲(chǔ)熱性，提前儲(chǔ)熱后，能給用戶提供隨時(shí)隨地的熱水，熱水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，熱水產(chǎn)量多，安全可靠。但是該專利中，對(duì)相變儲(chǔ)熱材料的加熱方式是，通過(guò)循環(huán)栗主動(dòng)循環(huán)，將加熱器加熱循環(huán)介質(zhì)的熱量帶到熱交換管中，再通過(guò)熱交換管加熱材料。結(jié)構(gòu)設(shè)置較為復(fù)雜，循環(huán)栗的壽命可靠性差，影響整個(gè)熱水器的壽命可靠性，且不便于維護(hù)與拆換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、便于維護(hù)和拆換的相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括相變儲(chǔ)熱裝置和加熱器，所述的相變儲(chǔ)熱裝置包括一外殼，在外殼內(nèi)填充有相變材料，所述的加熱器埋設(shè)在相變材料中或插在相變材料上。
[0007]所述的相變材料內(nèi)埋設(shè)有加熱盲管，所述的加熱器安裝在加熱盲管內(nèi)。
[0008]所述的加熱盲管為金屬管。
[0009]所述的加熱盲管上設(shè)有翅片。
[0010]所述的加熱器為電加熱器，加熱器的電路上設(shè)有熱敏電阻，所述的熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻，熱敏電阻的敏感元件設(shè)置在相變材料中，當(dāng)相變材料升高到熱敏電阻阻值跳變的溫度時(shí)，電路電流急劇減小。
[0011]所述的加熱器為加熱管、加熱絲、加熱片、陶瓷加熱管中的一種或多種組合。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)摒棄了原有的熱交換管和循環(huán)栗結(jié)構(gòu)，通過(guò)加熱器與相變材料直接換熱，換熱效率和加熱效果與原來(lái)相同甚至更好，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，加熱完畢后，便于將加熱器從相變材料中取出，同時(shí)便于系統(tǒng)的維護(hù)和拆換。
[0014](2)相變材料內(nèi)埋設(shè)有加熱盲管，加熱器安裝在加熱盲管內(nèi)，加熱盲管為金屬管，導(dǎo)熱性能好。
[0015](3)加熱盲管上設(shè)有翅片，翅片伸入相變材料中，增加換熱面積，提高換熱速度，從而加強(qiáng)換熱效果。
[0016](4)加熱器為電加熱器，加熱器的電路上設(shè)有熱敏電阻，當(dāng)相變材料升高到熱敏電阻阻值跳變的溫度時(shí)，電路電流急劇減小，幾乎停止加熱，因此可防止過(guò)度加熱，避免能量浪費(fèi)。
[0017](6)加熱部分整體呈蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)排布，從而使相變材料各部分加熱均勻，減少管狀體數(shù)量，節(jié)約成本。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為實(shí)施例2加熱器發(fā)熱部分橫截面的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)排布示意圖；
[0020]附圖標(biāo)記:
[0021]I為相變儲(chǔ)熱裝置；2為相變材料；3為加熱盲管；4為加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1所示，一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，包括相變儲(chǔ)熱裝置I和加熱器4，所述的相變儲(chǔ)熱裝置I包括一外殼，在外殼內(nèi)填充有相變材料2，所述的加熱器4埋設(shè)在相變材料2中或插在相變材料2上。
[0025]所述的相變材料2內(nèi)埋設(shè)有加熱盲管3，所述的加熱器4安裝在加熱盲管3內(nèi)，加熱盲管3可以是銅管、不銹鋼管、鋁管等導(dǎo)熱性能好的金屬管，為了更好的導(dǎo)熱，加熱盲管3上設(shè)有翅片，從而增加材料與加熱盲管的接觸面積，提高換熱速度，從而加強(qiáng)換熱效果。加熱完畢后，可直接將加熱器4從相變材料2中取出，便于系統(tǒng)的維護(hù)和拆換。
[0026]所述的加熱器4為電加熱器，加熱器4的電路上設(shè)有熱敏電阻，所述的熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻，熱敏電阻的敏感元件設(shè)置在相變材料2中，當(dāng)相變材料升高到熱敏電阻阻值跳變的溫度時(shí)，電阻急劇增大，電路電流大幅減小，幾乎停止加熱，因此可防止過(guò)度加熱，避免能量浪費(fèi)。
[0027]所述的加熱器4為加熱管、加熱絲、加熱片、陶瓷加熱管中的一種或多種組合。
[0028]實(shí)施例2
[0029]所述的加熱盲管3及其翅片，可以去除，將加熱器4直接插在相變材料中對(duì)相變材料進(jìn)行加熱。其余與實(shí)施例1相同。
[0030]實(shí)施例3
[0031]如圖2所示，當(dāng)所述的加熱器4發(fā)熱部分包含多個(gè)管狀體時(shí)，作為優(yōu)選方案，所述的多個(gè)管狀體呈蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)排布，所述的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)橫截面上，各管狀體位于正六邊形子區(qū)的中心，從而使相變材料各部分加熱均勻，減少管狀體數(shù)量，節(jié)約成本。如圖2所示，圖中虛線表示蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包含多個(gè)六邊形子區(qū)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)被廣泛采用的原因源于一個(gè)數(shù)學(xué)結(jié)論，即以相同半徑的圓形覆蓋平面，當(dāng)圓心處于正六邊形網(wǎng)格的各正六邊形中心，也就是當(dāng)圓心處于正三角網(wǎng)格的格點(diǎn)時(shí)所用圓的數(shù)量最少。該結(jié)構(gòu)用于本實(shí)施例中，使得每根管狀體與相變材料進(jìn)行熱交換的輻射范圍重疊區(qū)域最小，熱交換最均勻，減少局部過(guò)熱或過(guò)冷的可能，從而減少加熱時(shí)間，降低成本。
[0032]所述的加熱器4發(fā)熱部分還可采取螺旋式、蛇形管式、平行式等排布結(jié)構(gòu)，具體根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)定。
[0033]其余與實(shí)施例1相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括相變儲(chǔ)熱裝置(I)和加熱器(4)，所述的相變儲(chǔ)熱裝置(I)包括一外殼，在外殼內(nèi)填充有相變材料(2)，所述的加熱器(4)埋設(shè)在相變材料(2)中或插在相變材料(2)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的相變材料(2)內(nèi)埋設(shè)有加熱盲管(3)，所述的加熱器(4)安裝在加熱盲管(3)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱盲管(3)為金屬管。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱盲管(3)上設(shè)有翅片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱器(4)為電加熱器，加熱器(4)的電路上設(shè)有熱敏電阻，所述的熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻，熱敏電阻的敏感元件設(shè)置在相變材料(2)中。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱器(4)為加熱管、加熱絲、加熱片、陶瓷加熱管中的一種或多種組合。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種相變儲(chǔ)熱材料加熱系統(tǒng)，包括相變儲(chǔ)熱裝置(1)和加熱器(4)，所述的相變儲(chǔ)熱裝置(1)包括一外殼，在外殼內(nèi)填充有相變材料(2)，所述的加熱器(4)埋設(shè)在相變材料(2)中或插在相變材料(2)上。所述的相變材料(2)內(nèi)埋設(shè)有加熱盲管(3)，所述的加熱器(4)安裝在加熱盲管(3)內(nèi)，所述的加熱盲管(3)為金屬管。所述的加熱盲管(3)上設(shè)有翅片。所述的加熱器(4)為電加熱器，加熱器(4)的電路上設(shè)有正溫度系數(shù)的熱敏電阻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明摒棄了原有的熱交換管和循環(huán)泵結(jié)構(gòu)，通過(guò)加熱管與相變材料直接換熱，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，便于系統(tǒng)的維護(hù)和拆換，節(jié)約了成本。
【IPC分類】F24H7/00, F24H9/18
【公開號(hào)】CN105222345
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510705923
【發(fā)明人】劉海軍, 張繼皇, 馬力, 李文, 劉曉龍
【申請(qǐng)人】江蘇啟能新能源材料有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日