專(zhuān)利名稱(chēng)：電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電加熱供熱裝置，尤其是電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，在人類(lèi)的生活和生產(chǎn)活動(dòng)中，供熱或供熱水的裝置比較常見(jiàn)，如燃油鍋爐、燃?xì)?鍋爐、燃煤鍋爐、電鍋爐等。其中電鍋爐對(duì)環(huán)境污染較輕，基本沒(méi)有廢氣、廢水、廢料的排 放；但電力緊張矛盾和電加熱費(fèi)用限制了電鍋爐的應(yīng)用。
由于電力生產(chǎn)和輸送的特點(diǎn)及電能自身的特性，電力供求緊張表現(xiàn)為時(shí)差性供求矛盾， 同時(shí)又存在嚴(yán)重浪費(fèi)現(xiàn)象，即峰谷供求失配和低谷時(shí)段空耗。為此政府制定了分時(shí)電價(jià)政策 ，對(duì)于使用低谷時(shí)段電能予以鼓勵(lì)。
電加熱高溫水蓄能，是利用低谷電力加熱水介質(zhì)，在用電高峰時(shí)用高溫水輸出熱能，同 時(shí)享受分時(shí)計(jì)價(jià)的低谷電價(jià)而能夠節(jié)省費(fèi)用，是電蓄能技術(shù)的有益開(kāi)發(fā)和嘗試。
缺點(diǎn)是蓄能密度低，因而占地空間大，效率也不高。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服電加熱設(shè)備用電高峰爭(zhēng)用而加劇峰谷矛盾的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種使用高 密度蓄能體的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，由外殼體、隔 熱保溫層、電蓄能系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)組成。
外殼體是商品化的一個(gè)外殼，也可以是借用的環(huán)境物，如墻壁、地槽等。
隔熱保溫層實(shí)現(xiàn)最大可能的阻止熱量傳遞，降低熱能損失。
一、電蓄能系統(tǒng)
電蓄能系統(tǒng)至少包括電加熱裝置和蓄能體。
電加熱裝置至少包括電熱元件；電熱元件是電能轉(zhuǎn)化為熱能的部件，并通過(guò)輻射或傳導(dǎo) 向周?chē)h(huán)境釋放熱能量。電熱元件及其工藝附件如封裝套件、填充材料、強(qiáng)化導(dǎo)熱構(gòu)造物、 導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)件等集成一體而形成熱源體。
蓄能體是包含蓄能材料或直接用蓄能材料制成的部件，主要以蓄能材料的顯熱或/和潛 熱來(lái)儲(chǔ)蓄熱能量。蓄能體可以是一個(gè)整體，也可以是多個(gè)模塊擺放組合。蓄能體的單位體積 蓄能密度一般是水在溫差5(TC時(shí)的蓄熱量的幾倍到數(shù)十倍；例如使用金屬基氧化鐵燒結(jié)制成 的蓄能體，溫差450。C時(shí)蓄能密度可達(dá)到1000MJ. m—3以上。
蓄能體和熱源體之間存在或產(chǎn)生流體介質(zhì)時(shí)，需要內(nèi)殼體容器。蓄能體和熱源體之間不 存在也不產(chǎn)生流體介質(zhì)時(shí)，內(nèi)殼體容器非必需。
電加熱裝置通過(guò)熱源體釋放熱能傳遞給蓄能體，蓄能體以顯熱或/和潛熱的形式儲(chǔ)蓄熱 能量。電加熱裝置和蓄能體構(gòu)成了基本的電加熱蓄能系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)電蓄能系統(tǒng)。
二、 換熱系統(tǒng)
換熱系統(tǒng)至少包括蒸氣發(fā)生器、間壁式換熱器、工質(zhì)流控制裝置、工質(zhì)管道。 工質(zhì)是換熱系統(tǒng)的工作流體，包括液體、純液體蒸氣或混合蒸氣。
蒸氣發(fā)生器是內(nèi)部呈空腔狀，工質(zhì)在其中可以通過(guò)的容器，至少包含工質(zhì)輸入段、工質(zhì) 輸出段、蒸氣發(fā)生段簡(jiǎn)稱(chēng)蒸發(fā)段。蒸發(fā)段置于蓄能體或及熱源體的熱交換環(huán)境中，工質(zhì)輸入 段在蒸發(fā)段的下方，工質(zhì)輸出段在蒸發(fā)段的上方。
間壁式換熱器，是利用間壁即固體表面將進(jìn)行熱交換的冷熱兩種流體隔開(kāi)、互不接觸， 熱量由熱流體通過(guò)間壁傳遞給冷流體的換熱器。
工質(zhì)流控制裝置，是能開(kāi)通/關(guān)閉管道和為工質(zhì)提供機(jī)械能和控制流速的裝置，具有閥 門(mén)和泵的雙重功能，至少是閥門(mén)和泵或具有截止功能的泵。
工質(zhì)管道是指由管子和管道元件組成整體的壓力系統(tǒng)，其功能是輸送工質(zhì)流。 蒸氣發(fā)生器、間壁式換熱器、工質(zhì)流控制裝置通過(guò)工質(zhì)管道連接組成密閉系統(tǒng)。 換熱系統(tǒng)工作時(shí)，蓄能體或/和熱源體提供給蒸發(fā)段熱能，工質(zhì)在工質(zhì)流控制裝置的作 用下進(jìn)入蒸氣發(fā)生器，在蒸發(fā)段吸收間壁及環(huán)境的熱能而溫升或/和發(fā)生氣相變化，再通過(guò) 工質(zhì)管道進(jìn)入間壁式換熱器熱流體腔，對(duì)間壁冷流體加熱而降溫或發(fā)生氣-液相變，沉落在 間壁式換熱器的相對(duì)下方，然后回流到工質(zhì)管道或滯留在換熱器熱流體腔下部，從而實(shí)現(xiàn)換 熱工作和換熱量控制。以蒸氣發(fā)生器的蒸發(fā)段作參照物，工質(zhì)流逆重力方向而行，故稱(chēng)為工 質(zhì)逆行。
三、 供熱系統(tǒng)
間壁式換熱器熱流體通過(guò)間壁加熱冷流體，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱量的輸出。根據(jù)間壁式換熱器的 應(yīng)用需要，冷流體腔可分為密閉結(jié)構(gòu)和敞開(kāi)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的有益效果是，實(shí)現(xiàn)了電蓄能供熱或供熱流體，并且通過(guò)工質(zhì)相變來(lái)?yè)Q熱的 換熱系數(shù)和換熱效率較高，蓄能密度大而裝置體積較小，低谷電蓄能實(shí)現(xiàn)移峰填谷和享受分 時(shí)電價(jià)優(yōu)惠政策而節(jié)省加熱費(fèi)用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).外殼體，2.隔熱保溫層，3.蓄能體，4.電加熱裝置，5.蒸氣發(fā)生器，6.工質(zhì)流 控制裝置，7.間壁式換熱器，8.工質(zhì)管道，9.內(nèi)殼體，IO.儲(chǔ)氣腔，ll.抽氣泵，12.集液器 ，13.安全附件。
具體實(shí)施方式
在


圖1中，電蓄能系統(tǒng)，由蓄能體(3)、電加熱裝置(4)構(gòu)成；
換熱系統(tǒng)，由蒸氣發(fā)生器(5)、工質(zhì)流控制裝置(6)、間壁式換熱器(7)、通過(guò)工質(zhì)管道 (8)連接構(gòu)成密閉的工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；
蒸氣發(fā)生器(5)的工質(zhì)輸入段在蒸發(fā)段的下方，蒸氣發(fā)生器(5)的工質(zhì)輸出段在蒸發(fā)段的 下方；工質(zhì)流控制裝置(6)具有閥和泵的兩項(xiàng)功能，控制工質(zhì)管路截止或開(kāi)通，開(kāi)通時(shí)能輸 出動(dòng)力和調(diào)節(jié)流量及流速；液體工質(zhì)存留在間壁式換熱器(7)的下部或和工質(zhì)管道(8)的冷凝 回流段；
供熱系統(tǒng)，由間壁式換熱器(7)的冷流體腔對(duì)外輸出熱量或?qū)淞黧w加熱； 裝置在初次運(yùn)行前，首先加入適量工質(zhì)流體，然后用抽氣泵排出系統(tǒng)的不容氣體。 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
在圖2所示實(shí)施例中，增加了安全附件(13);增加了抽氣泵(ll),用于排出不容氣體， 因而可形成負(fù)壓；蒸氣發(fā)生器(5)的工質(zhì)輸出段加大了容積或增加容器，形成儲(chǔ)氣腔(10); 工質(zhì)流控制裝置(6)由電磁閥和熱流體循環(huán)泵組合。
如果供熱系統(tǒng)不工作，則工質(zhì)流控制裝置(6)的電磁閥關(guān)閉、循環(huán)泵停止； 如果供熱系統(tǒng)工作，工質(zhì)流控制裝置(6)檢測(cè)蒸氣發(fā)生器(5)的換熱環(huán)境溫度T和換熱系 統(tǒng)的內(nèi)壓力P，當(dāng)P小于或介于系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作壓力范圍內(nèi)、T大于工質(zhì)在工作壓力下的沸點(diǎn)， 并且液體工質(zhì)的量不少于最小值時(shí)，閥打開(kāi)、然后泵運(yùn)行，輸送液體工質(zhì)；工質(zhì)的量可以檢 測(cè)工質(zhì)液面而利用液位開(kāi)關(guān)；工質(zhì)流量可用壓力P模擬信號(hào)變頻運(yùn)行循環(huán)泵或流量測(cè)控驅(qū)動(dòng)
循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速參數(shù)，亦或檢測(cè)供熱輸出溫度來(lái)改變循環(huán)泵轉(zhuǎn)速。
在圖3所示實(shí)施例中，間壁式換熱器(7)是管殼式換熱器，熱流體輸入管探過(guò)冷凝液面， 并增加了工質(zhì)回流儲(chǔ)液容器即集液器(12),換熱器中的冷凝液回流到集液器(12)。
以上實(shí)施例的蓄能體可以采用金屬基蓄熱材料制成一個(gè)整體，或制成多個(gè)模塊通過(guò)擺放 組合而成，及或固-液相變的蓄熱材料封裝而成，及或采用內(nèi)殼體封裝成一體。
權(quán)利要求1.一種電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，主要由外殼體(1)、隔熱保溫層(2)、電蓄能系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、內(nèi)殼體(9)構(gòu)成，其特征是電蓄能系統(tǒng)至少包括蓄能體(3)和電加熱裝置(4)，電加熱裝置(4)的熱源體傳遞熱能給蓄能體(3)，蓄能體(3)以顯熱和/或相變潛熱方式存儲(chǔ)熱能；換熱系統(tǒng)是由蒸氣發(fā)生器(5)、工質(zhì)流控制裝置(6)、間壁式換熱器(7)利用工質(zhì)管道(8)連接起來(lái)所構(gòu)成的封閉系統(tǒng)，其中的工質(zhì)在蒸氣發(fā)生器(5)的蒸發(fā)段發(fā)生液氣相變而吸收熱能、在間壁式換熱器(7)的熱流體腔發(fā)生氣液相變而釋放熱能，工質(zhì)流控制裝置(6)控制輸入到蒸氣發(fā)生器(5)的液體工質(zhì)的流量；供熱系統(tǒng)是間壁式換熱器(7)；蒸氣發(fā)生器(5)的輸出段在蒸發(fā)段的上方、輸入段在蒸發(fā)段的下方；蓄能體(3)通過(guò)接觸和/或通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)傳遞熱能給蒸氣發(fā)生器(5)的蒸發(fā)段。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其特征 是蒸氣發(fā)生器(5)的蒸發(fā)段是光管和/或波節(jié)管和/或折彎管和/或蛇形彎管和/或盤(pán)管和/或 扁平狀的腔體；水平截面呈圓形和/或異形。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其特征 是蓄能體(3)是一個(gè)整體或多個(gè)模塊的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其特征 是工質(zhì)流控制裝置(6)是智能控制閥和熱流體泵的組合，或具有單向?qū)ǖ臒崃黧w泵，或 具有智能控制的閥與熱流體泵的集成器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其特征 是有儲(chǔ)氣腔(10)在蒸氣發(fā)生器(5)的輸出段上，或有儲(chǔ)氣腔(10)容器連通在蒸氣發(fā)生器 (5)和間壁式換熱器(7)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其特征 是具有抽氣泵(11)連接到換熱系統(tǒng)的蒸氣發(fā)生器(5)的蒸發(fā)段以上和工質(zhì)液面之間的管路 或容器上。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其特征 是有集液器(12)連接在換熱系統(tǒng)的工質(zhì)流控制裝置(6)和間壁式換熱器(7)之間。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種電蓄能工質(zhì)逆行相變換熱供熱裝置，其構(gòu)造包括外殼體、隔熱保溫層、或有內(nèi)殼體，設(shè)置了電蓄能系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)。其中蓄能體采用高密度蓄能材料制造，因而蓄熱量大、裝置體積相對(duì)變小，換熱系統(tǒng)可控制換熱量?？捎糜诮ㄖ┡凸┥顭崴?。采用低谷電加熱則節(jié)省費(fèi)用，對(duì)環(huán)境也無(wú)污染。
文檔編號(hào)F24D9/02GK201059672SQ20072020017
公開(kāi)日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者陳定興 申請(qǐng)人:陳定興