專利名稱：閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相變蓄熱供熱技術(shù)，尤其是一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在供熱系統(tǒng)中，某些熱源如太陽(yáng)能存在供熱間歇性或部分時(shí)間停止供熱等狀況，相變蓄熱材料因其蓄熱量大、溫度穩(wěn)定的蓄熱特點(diǎn)，可以解決供熱熱源供熱量不穩(wěn)的缺點(diǎn)，延長(zhǎng)供熱時(shí)間，維持穩(wěn)定的供熱溫度。現(xiàn)行的相變蓄熱裝置多采用管殼式或?qū)⑾嘧儾牧戏庋b在膠囊內(nèi)，這些技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，蓄熱材料用量固定，僅適合于固定儲(chǔ)熱量的蓄熱，當(dāng)供熱量不足以使相變材料都發(fā)生相變時(shí)，供熱溫度不能滿足要求。專利CN102338484A公開(kāi)了一種無(wú)蓄熱箱相變蓄熱太陽(yáng)能熱水·器，該發(fā)明是以相變材料為蓄熱介質(zhì)的太陽(yáng)能熱水器，解決現(xiàn)有相變蓄熱太陽(yáng)能熱水器成本高，導(dǎo)熱率低的問(wèn)題。該發(fā)明雖然也采用了相變材料進(jìn)行蓄熱，但相變材料直接裝在真空集熱管內(nèi)，與本發(fā)明有本質(zhì)區(qū)別；專利CN101915464A公開(kāi)了一種相變蓄熱太陽(yáng)能熱水器，該發(fā)明解決的是現(xiàn)有相變蓄熱太陽(yáng)能熱水器相變材料導(dǎo)熱性能差，不能很好地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變的熱能傳給相變材料的問(wèn)題，但該系統(tǒng)蓄熱箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形式固定，本發(fā)明在達(dá)到相同效果的前提下簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并可以靈活拆卸，可以隨著供熱量的變化而隨意增減相變換熱板，或根據(jù)供熱溫度的不同而選擇相應(yīng)相變材料的相變換熱板模塊。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，將富余熱量?jī)?chǔ)存在相變蓄熱材料內(nèi)，當(dāng)供熱熱源停止運(yùn)行或供熱量不足以使蓄熱水箱水體達(dá)到供熱溫度時(shí)，相變蓄熱板釋放熱量，使供熱熱水維持在供熱溫度。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱、卡槽板、導(dǎo)流槽、相變蓄熱板、保溫層、水箱換熱管、注水管、供熱水管、回水管、泄水管組成的平板相變蓄熱箱，以及供熱熱源、熱水換熱器、供熱末端，各水管均安裝閥門調(diào)節(jié)流量，其特征在于所述的平板相變蓄熱箱，蓄熱水箱內(nèi)安裝兩片可拆卸式卡槽板，蓄熱水箱兩側(cè)壁面與卡槽板之間圍成導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽與蓄熱水箱內(nèi)部相連通，卡槽板上固定相變蓄熱板，蓄熱水箱外部設(shè)有保溫層，蓄熱水箱底部安裝水箱換熱管，水箱換熱管與供熱熱源相連接，蓄熱水箱分別連接注水管、供熱水管、回水管、泄水管，注水管用于補(bǔ)充蓄熱水箱水量，泄水管用于排放蓄熱水箱儲(chǔ)水，各水管均安裝閥門調(diào)節(jié)流量。所述供熱水管可直接接入供熱末端，再通過(guò)回水管將回水引入蓄熱水箱內(nèi)繼續(xù)加熱，該連通方式為末端開(kāi)式連接；也可通過(guò)熱水換熱器使蓄熱水箱與供熱末端進(jìn)行熱量交換，該連通方式為末端閉式連接。所述相變蓄熱板內(nèi)裝有相變蓄熱材料，相變材料可根據(jù)需要采用相變溫度為O^lOO0C的相變材料，可以在相變材料內(nèi)加入金屬屑等材料強(qiáng)化換熱，或采用封裝相變材料強(qiáng)化換熱，相變蓄熱板厚度可在f IOOOmm之間，以傳熱性能優(yōu)、板內(nèi)相變材料可完全發(fā)生相變反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)。所述卡槽板可設(shè)置若干卡槽，用于固定相變蓄熱板于蓄熱水箱內(nèi)，相變蓄熱板可根據(jù)實(shí)際所需蓄熱量靈活布置或拆卸。所述供熱熱源可以是太陽(yáng)能集熱器，也可以是其他熱源形式；所述水箱換熱管內(nèi)可以是熱水、污水、含防凍液的太陽(yáng)能集熱器熱水，也可以是熱氣體或其他熱媒。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果
(1)本發(fā)明利用相變材料收集熱量，當(dāng)供熱熱源通過(guò)水箱換熱管加熱蓄熱水箱時(shí)，富余熱量可儲(chǔ)存在相變蓄熱材料內(nèi)，當(dāng)供熱熱源停止運(yùn)行或供熱量不足以使蓄熱水箱水體達(dá)到供熱溫度時(shí)，相變蓄熱板可釋放熱量，使供熱熱水維持在供熱溫度；
(2)本發(fā)明供熱水箱熱水可直接供入供熱末端，也可通過(guò)換熱器與供熱末端進(jìn)行熱量交換，可以滿足不同的換熱需求；
(3)本發(fā)明利用相變蓄熱材料進(jìn)行蓄熱，相變材料蓄熱量大、溫度穩(wěn)定、熱效率高、易與運(yùn)行系統(tǒng)匹配、易于控制，解決供熱熱源供熱量不穩(wěn)的缺點(diǎn)，延長(zhǎng)供熱時(shí)間，維持穩(wěn)定的供熱溫度；
(4)本發(fā)明可大大縮小蓄熱水箱的體積，減少占地面積，給設(shè)備安裝及場(chǎng)地要求帶來(lái)了極大的便利，更方便用戶使用或轉(zhuǎn)移安裝地點(diǎn)；
(5)本發(fā)明相變蓄熱板可以靈活拆卸，可以隨著供熱量的變化而隨意增減相變換熱板，或根據(jù)供熱溫度的不同而選擇相應(yīng)相變材料的相變換熱板模塊；
(6)本發(fā)明適用于不同形式熱源供熱，水箱換熱管也可以是各種相應(yīng)熱媒，系統(tǒng)適應(yīng)性廣，可收集各種廢熱、清潔熱或其他熱量，具有環(huán)保意義；
(7)本發(fā)明適用于需要供應(yīng)熱量的建筑、設(shè)備或其他，使用范圍廣。


附圖1末端開(kāi)式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)(系統(tǒng)圖)
附圖2末端閉式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)(系統(tǒng)圖)
附圖3 A-A剖面圖
附圖4卡槽(2)平面圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1 :如圖1所示，閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，是在蓄熱水箱I內(nèi)安裝兩片可拆卸式卡槽板2，蓄熱水箱I兩側(cè)壁面與卡槽板2之間圍成導(dǎo)流槽3，導(dǎo)流槽3與蓄熱水箱內(nèi)部相連通，卡槽板2上固定相變蓄熱板4，蓄熱水箱I外部設(shè)有保溫層5，蓄熱水箱I底部安裝水箱換熱管6，水箱換熱管6與供熱熱源10相連接，蓄熱水箱I分別連接注水管
7、供熱水管8、回水管9、泄水管11，注水管7用于補(bǔ)充蓄熱水箱水量，泄水管11用于排放蓄熱水箱儲(chǔ)水，熱水管8直接供熱水至供熱末端13，換熱后經(jīng)過(guò)回水管9送回蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱，此時(shí)蓄熱水箱I與供熱末端13直接換熱，連通方式為末端開(kāi)式連接。如圖1和圖3所示，相變蓄熱板4為一個(gè)矩形平板盒，平板盒兩側(cè)通過(guò)卡槽固定在蓄熱水箱I中，盒內(nèi)裝有相變蓄熱材料，相變材料可根據(jù)需要采用相變溫度為(Tioo°c的相變材料，可以在相變材料內(nèi)加入金屬屑等材料強(qiáng)化換熱，或采用封裝相變材料強(qiáng)化換熱，相變蓄熱板4厚度可在f IOOOmm之間，以傳熱性能優(yōu)、板內(nèi)相變材料可完全發(fā)生相變反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)。如圖4所示，卡槽板2設(shè)置若干卡槽，用于固定相變蓄熱板4于蓄熱水箱I內(nèi)，相變蓄熱板4可根據(jù)實(shí)際所需蓄熱量靈活布置或拆卸。本發(fā)明可用于建筑供熱水、設(shè)備供熱水及其他需要提供穩(wěn)定熱水的場(chǎng)合，可根據(jù)實(shí)際需要增減或更換相變換熱板，適應(yīng)多種系統(tǒng)工況，蓄熱能力靈活；可以收集太陽(yáng)能等清潔能源熱量，也可以回收廢氣熱、廢水熱等各種熱媒熱量，具有節(jié)能環(huán)保意義。實(shí)施例2 :如圖2所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，供熱水管8連接熱水換熱器12進(jìn)行熱量交換后通過(guò)回水管9送回到蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱，各水管均安裝閥門調(diào)節(jié)流量，熱水換熱器12通過(guò)末端供回水管將熱量送入供熱末端13，此時(shí)蓄熱水箱I與供熱末端13間接換熱，連通方式為末端閉式連接。本發(fā)明可用于建筑供暖、設(shè)備供熱及其他需要提供穩(wěn)定熱量的場(chǎng)合。本發(fā)明閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其運(yùn)行過(guò)程如下
(一)參見(jiàn)圖1，末端開(kāi)式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，運(yùn)行過(guò)程如下
運(yùn)行方式1:當(dāng)供熱熱源10有熱量輸出時(shí)，開(kāi)啟供熱熱源10的控制閥門，熱量通過(guò)水箱換熱管6與相變水箱I水體進(jìn)行換熱，當(dāng)水箱水體溫度達(dá)到相變蓄熱板4內(nèi)相變材料相變溫度時(shí)，相變材料發(fā)生相變反應(yīng)進(jìn)行蓄熱。在水箱水體未達(dá)到供熱溫度時(shí)關(guān)閉供熱管閥門，此時(shí)平板相變蓄熱箱處于有熱源相變蓄熱階段。運(yùn)行方式2 :當(dāng)供熱熱源10有熱量輸出且供熱末端13需要供熱時(shí)，開(kāi)啟供熱熱源10的控制閥門對(duì)水箱水體供熱，當(dāng)水箱水體溫度達(dá)到供熱溫度時(shí)，開(kāi)啟供熱水管8閥門，將水箱熱水送入供熱末端13進(jìn)行供熱，換熱后經(jīng)過(guò)回水管9將回水送回蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變蓄熱供熱階段。運(yùn)行方式3 :當(dāng)供熱熱源10供熱量不足以滿足供熱末端13所需熱量時(shí)，相變蓄熱材料釋放潛熱，水箱水體被加熱并維持在供熱溫度，可以持續(xù)向供熱末端13放熱。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變放熱供熱階段。運(yùn)行方式4 :當(dāng)供熱熱源10無(wú)熱量輸出且供熱末端13仍需供熱時(shí)，關(guān)閉供熱熱源10至水箱換熱管6閥門，相變蓄熱材料繼續(xù)釋放相變潛熱，水箱水體被加熱到供熱溫度，并通過(guò)供熱水管8繼續(xù)向供熱末端13供熱。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無(wú)熱源相變放熱供熱階段。運(yùn)行方式5 :當(dāng)供熱熱源10無(wú)熱量輸出且供熱末端13不需要供熱時(shí)，關(guān)閉供熱熱源10的控制閥門，關(guān)閉供熱水管8及回水管9閥門。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無(wú)熱源相變蓄熱階段。(二)參見(jiàn)圖2，末端閉式連接的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，運(yùn)行過(guò)程如下
運(yùn)行方式1:當(dāng)供熱熱源10有熱量輸出時(shí)，開(kāi)啟供熱熱源10的控制閥門，熱量通過(guò)水
箱換熱管6與相變水箱I水體進(jìn)行換熱，當(dāng)水箱水體溫度達(dá)到相變蓄熱板4內(nèi)相變材料相變溫度時(shí)，相變材料發(fā)生相變反應(yīng)進(jìn)行蓄熱。在水箱水體未達(dá)到供熱溫度時(shí)關(guān)閉供熱水管8閥門，此時(shí)平板相變蓄熱箱處于有熱源相變蓄熱階段。
運(yùn)行方式2 :當(dāng)供熱熱源10有熱量輸出且供熱末端13需要供熱時(shí)，開(kāi)啟供熱熱源10的控制閥門對(duì)水箱水體供熱，當(dāng)水箱水體溫度達(dá)到供熱溫度時(shí)，開(kāi)啟供熱水管8閥門，將水箱熱水通過(guò)供熱水管8送入熱水換熱器12與供熱末端回水管進(jìn)行熱量交換后通過(guò)回水管9送回到蓄熱水箱I中繼續(xù)加熱，熱水換熱器12通過(guò)末端供回水管將熱量送入供熱末端
13。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變蓄熱供熱階段。運(yùn)行方式3 :當(dāng)供熱熱源10供熱量不足以滿足供熱末端13所需熱量時(shí)，相變蓄熱材料釋放潛熱，水箱水體被加熱并維持在供熱溫度，可以通過(guò)熱水換熱器12繼續(xù)向供熱末端13放熱。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于相變放熱供熱階段。運(yùn)行方式4 :當(dāng)供熱熱源10無(wú)熱量輸出且供熱末端13仍需供熱時(shí)，關(guān)閉供熱熱源10至水箱換熱管6閥門，相變蓄熱材料繼續(xù)釋放相變潛熱，水箱水體被加熱到供熱溫度，并通過(guò)熱水換熱器12繼續(xù)向供熱末端13供熱。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無(wú)熱源相變放熱供熱階段。運(yùn)行方式5 :當(dāng)供熱熱源10無(wú)熱量輸出且供熱末端13不需要供熱時(shí)，關(guān)閉供熱熱源10的控制閥門，關(guān)閉供熱水管8及回水管9閥門。此時(shí)閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)處于無(wú)熱源相變蓄熱階段。以上描述了本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)、基本原理、運(yùn)行方式和優(yōu)越性，在不脫離本創(chuàng)造精神和范圍的前提下，所進(jìn)行的各種變化和改進(jìn)，形成類似的技術(shù)方案或結(jié)構(gòu)形式，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，包括蓄熱水箱(I)、卡槽板(2)、導(dǎo)流槽(3)、相變蓄熱板(4)、保溫層(5)、水箱換熱管(6)、注水管(7)、供熱水管(8)、回水管(9)、泄水管(11)組成的平板相變蓄熱箱，以及供熱熱源(10)、熱水換熱器(12)、供熱末端(13)，各水管均安裝閥門調(diào)節(jié)流量，其特征在于所述的平板相變蓄熱箱，蓄熱水箱(I)內(nèi)安裝兩片可拆卸式卡槽板(2)，蓄熱水箱(I)兩側(cè)壁面與卡槽板(2)之間圍成導(dǎo)流槽(3)，導(dǎo)流槽(3)與蓄熱水箱內(nèi)部相連通，卡槽板(2)上固定相變蓄熱板(4)，蓄熱水箱(I)外部設(shè)有保溫層(5)，蓄熱水箱(I)底部安裝水箱換熱管(6)，水箱換熱管(6)與供熱熱源(10)相連接，蓄熱水箱(I)分別連接注水管(7)、供熱水管(8)、回水管(9)、泄水管(11)，注水管(7)用于補(bǔ)充蓄熱水箱水量，泄水管用于排放蓄熱水箱儲(chǔ)水，各水管均安裝閥門調(diào)節(jié)流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱水管(8)可直接接入供熱末端(13)，再通過(guò)回水管(9)將回水引入蓄熱水箱(I)內(nèi)繼續(xù)加熱，該連通方式為末端開(kāi)式連接；也可通過(guò)熱水換熱器(12)使蓄熱水箱(I)與供熱末端(13)進(jìn)行熱量交換，該連通方式為末端閉式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述相變蓄熱板(4)內(nèi)裝有相變蓄熱材料，相變材料可根據(jù)需要采用相變溫度為(T100°C的相變材料，可以在相變材料內(nèi)加入金屬屑等材料強(qiáng)化換熱，或采用封裝相變材料強(qiáng)化換熱，相變蓄熱板(4)厚度可在f IOOOmm之間，以傳熱性能優(yōu)、板內(nèi)相變材料可完全發(fā)生相變反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述卡槽板(2)可設(shè)置若干卡槽，用于固定相變蓄熱板(4)于蓄熱水箱(I)內(nèi)，相變蓄熱板(4)可根據(jù)實(shí)際所需蓄熱量靈活布置或拆卸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述供熱熱源(10)可以是太陽(yáng)能集熱器，也可以是其他熱源形式；所述水箱換熱管(6)內(nèi)可以是熱水、污水、含防凍液的太陽(yáng)能集熱器熱水，也可以是熱氣體或其他熱媒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種閉式平板相變蓄熱箱供熱系統(tǒng)，該供熱系統(tǒng)主要包括蓄熱水箱(1)、卡槽板(2)、導(dǎo)流槽(3)、相變蓄熱板(4)、保溫層(5)、水箱換熱管(6)、注水管(7)、供熱水管(8)、供熱熱源(10)、泄水管(11)、熱水換熱器(12)，各水管均安裝閥門調(diào)節(jié)流量；供熱水管可與蓄熱箱的開(kāi)式或閉式連接；當(dāng)供熱熱源通過(guò)水箱換熱管加熱蓄熱水箱時(shí)，富余熱量可儲(chǔ)存在相變蓄熱材料內(nèi)，當(dāng)供熱熱源停止運(yùn)行或供熱量不足以使蓄熱水箱水體達(dá)到供熱溫度時(shí)，相變蓄熱板可釋放熱量，使供熱熱水維持在供熱溫度；本發(fā)明利用相變蓄熱材料蓄熱量大、溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，解決供熱熱源供熱量不穩(wěn)的缺點(diǎn)；本發(fā)明還可以大大縮小蓄熱水箱的體積。
文檔編號(hào)F24D15/02GK103062828SQ20121057562
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者盧軍, 趙娟, 李欣林, 郭欣娟, 劉宗晟, 王穎慕, 陳士凌, 黃光勤 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)