專利名稱：蓄熱器中的管道設備的制作方法
迄今為止，對于現(xiàn)有的熱交換系統(tǒng)，例如熱交換系統(tǒng)中使用的熱鍋爐結構，有效和永久地建立蓄熱器仍存在著問題，因為它在完成后的短期內(nèi)就會龜裂和毀壞。
此外，由于能量價格的日益提供，節(jié)能的研究促使在白天利用便宜的夜間電能，并把它投入實際應用。在PCT專利申請No.0183327和No.0183328中對將廉價的夜間電能轉(zhuǎn)換成熱并儲蓄起來以便在白天使用的方法進行了研究，在No.0183327專利申請中介紹了一種接觸式蓄熱器裝置，而在No.0183328專利申請中公開了一種與冷卻/加熱機以熱交換關系而設置的蓄熱器。
現(xiàn)有技術的EPO專利申請No.83903597.9是關于蓄熱器與熱交換器相結合的更有效的蓄熱器。這種已知的方法例如利用了一個水箱作為存貯容器，為了提供合理水平的能量存貯能力，需要具有空間大和費用高的結構。其它已知的結構也是基于復雜的裝置上，費用昂貴，并且對于解決利用廉價的夜間能源來說是值得懷疑的方案。在該現(xiàn)有技術中，該蓄熱器與一加熱系統(tǒng)串聯(lián)連接，并在一大容量的蓄熱器設備中設置了腔室型的大容積傳熱管道。
這些管道的尺寸制成為在該設備不傳熱時使蒸汽在所述腔室中形成。在重新開始傳熱時，將蒸汽連續(xù)地從各腔室中壓出。這種工作涉及到一些控制問題。
為了減低蒸汽不受控制的散布的危險，建議在蓄熱器的出口和/或各腔室單獨的蒸汽排氣道設置一個冷凝器。另一種系統(tǒng)需要有一包括水系統(tǒng)的輔助冷凝器裝置，該水系統(tǒng)包括一膨脹容器、水泵和該泵所用的檢測由蓄熱器加熱的系統(tǒng)中的溫度的控制裝置。
本發(fā)明涉及將作為這種蓄熱器的傳熱材料的水蒸發(fā)狀態(tài)的水蒸汽壓出的管道。除水之外，也可用其他的材料作為傳熱材料。為了簡便地說明本發(fā)明，下面用水來作為傳熱材料。該蓄熱器包括一用具有高熱容量和高熔點材料例如鑄鐵、陶瓷等制成的主體。該主體用來在從下午10點到第二天早上6點由電能加熱至比熱交換器的最高溫度還要高許多的高溫。由電能加熱的蓄熱器主體用一絕熱材料復蓋以保持其中的熱量。
白天，從早上9點到下午6點絕大部分電能用于工廠和商業(yè)部門，而儲存在蓄熱器中的熱量便產(chǎn)生向家庭提供的熱水。在從上午12點到下午1點的午休期間，可用電能給蓄熱器加熱，就象利用夜間廉價電能一樣。
設置了含有較低沸點的液態(tài)相的流體(例如水)的管道，以與熱交換器和蓄熱器主體連接進行熱量的傳送。
在管道中設置了一個循環(huán)泵，用以在蓄熱器主體和熱交換器之間輸送水，在該泵的抽水側具有與膨脹容器連通的管道，以便承受最大的壓力。設置了一溫度檢測裝置使得當熱交換器到達預定的溫度時水泵停止工作。從而使蓄熱器主體的管道中的無水蒸汽保持為在該膨脹容器中所產(chǎn)生的適度壓力狀態(tài)?；蛘撸瑴囟葯z測裝置也可以是一室溫自動調(diào)節(jié)器，它在該蓄熱器連接至一地板加熱系統(tǒng)時使用。
因此，當水泵從所述溫度檢測裝置接收到一起動信號，以重新開始蓄熱器主體與熱交換器之間的熱傳送時，蒸汽立刻被輸送出去而充滿管道。熱交換器可以有一個敞開式的或閉環(huán)式的膨脹容器以承受膨脹壓力。水泵的控制裝置最好采用溫度自動調(diào)節(jié)器或半導體閘流管裝置來檢測熱交換器系統(tǒng)中或在熱交換器進口或出口處的水溫。
蓄熱器主體例如可以用大約具有下列成分的陶瓷材料來制造，該陶瓷材料包括重量百分比為90%的MgO，4%的SiO2，4%的CaO和2%其他不同的種類的氧化物。蓄熱器是由陶瓷材料所組成的。電發(fā)熱線安置在陶瓷材料的孔中，并與電源串聯(lián)連接。在蓄熱器主體中設置了熱管道。蓄熱器主體用厚的絕熱材料復蓋，并復有熱反射層或反射膜以便能更好地保持熱量。管道插入蓄熱器中，水在其中流過，以便在蓄熱器主體和管道系統(tǒng)之間進行熱交換。系統(tǒng)中的溫度自動調(diào)節(jié)器和半導體閘流管根據(jù)入口管溫度或流入和流出水溫之間的溫差來控制循環(huán)泵的循環(huán)速度。
從下面的詳細描述和示例性的附圖，可以更充分地理解本發(fā)明，附圖中，

圖1是根據(jù)本發(fā)明蓄熱器的示意圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的管道設備的剖面圖，圖3(A)(B)(C)是根據(jù)本發(fā)明的蓄熱器中管道實施例的示意圖。
圖中的標表示下列部件標號1表示蓄熱器，標號2表示電發(fā)熱線，標號3和8表示管道，標號4表示絕熱材料，標號5和6表示循環(huán)泵，標號18表示一蒸汽冷凝設備，標號7表示一輔助蓄熱箱，標號30表示熱水箱，標號16表示散熱器，標號20表示控制單元，標號24表示溫度自動調(diào)節(jié)器，標號14表示蓄熱系統(tǒng)，標號25表示膨脹室，標號17表示連接器，標號19表示冷水閥。
圖1示出熱交換系統(tǒng)的示意圖，該熱交換系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的蓄熱器和熱交換器。蓄熱器(1)中的蓄熱材料由連接至控制電源的控制單元(20)的電發(fā)熱線(2)加熱。蓄熱器(1)可加熱至600℃有時甚至達850℃，熱能儲存在諸如鑄鐵或陶瓷的蓄熱材料中。
為了利用所儲存的熱能，通過循環(huán)泵(5)(6)的工作使蓄熱器(1)的管道(3)中的水循環(huán)，儲藏在蓄熱器(1)中的熱量通過蒸汽冷凝設備(18)送至熱水箱(30)。通過進口(34)充入熱水箱的冷水由管道(3)中的熱水在螺旋槳(5)的幫助下加熱，然后從出口(35)供應到廚房或浴室和其他需要的地方。管道(3)也可以連接至散熱器(16)，以便暖和睡房和起居室。如上所述，膨脹室(25)可以以封閉的形式裝在管道(3)中，或以敞開的形式單獨安裝在外面。
循環(huán)泵(5)(6)將低溫水供應到蓄熱器(1)中。此外也控制夜間電能供應的控制單元(20)與蓄熱器(1)一起構成蓄熱系統(tǒng)(14)。在加熱至超過蓄熱器(1)的容量，或者高于850℃時，多余的熱量存儲在輔助蓄熱箱7中，輔助蓄熱箱可以設置多個，以提高蓄熱能力。根據(jù)房間或加熱空間的大小，蓄熱器(1)可以串聯(lián)連接或并聯(lián)連接，以控制熱儲存的能力。
在本發(fā)明中，蓄熱器(1)中的管道(3)可被加熱至高達600℃，有時甚至達850℃，并被形成為
形，以便將蒸汽長時間地保持在蓄熱器(1)的頂部。
結果，蒸汽可從管道附近吸收高溫熱量，并且通過溫度自動調(diào)節(jié)器(24)(33)的工作，將管道(3)中的水溫控制成與熱水箱和蓄熱器(1)中的水溫相對應，并保持在預定的溫度。當水溫降低時，循環(huán)泵(6)的速度提高，以便將水溫保持在預定的溫度，例如70℃。
根據(jù)本發(fā)明，可在管道(3)與蓄熱材料(1)之間的孔(3a)中充填具有高熱引導能力的粉末3b，以供蓄熱器隨著溫度變化膨脹，具有高熱引導能力的粉末(3b)例如可由銅粉、水泥粉或碳化硅組成，它們可以根據(jù)管道的溫度變化補償不同材料之間的溫度膨脹常數(shù)的差別，從而預先保護根據(jù)本發(fā)明的熱交換系統(tǒng)中蓄熱器不發(fā)生開裂和破碎的事故。管道(3)中的流體可以是具有高沸點和低沸點的液態(tài)的熱傳輸材料。
本發(fā)明在用陶瓷，或瓷料制成的蓄熱器(1)的進口和出口之間還設置了管道連接器(17)(17′)，通過在管道(3)和蓄熱系統(tǒng)(14)中的循環(huán)泵(5)之間的非導電材料制成的連接器來防止熱損耗和漏電。
圖3(A)(B)(C)中示出了根據(jù)本發(fā)明的設備的實施例，可將管道(3)垂直或水平地安裝在系統(tǒng)中，根據(jù)地方和狀況有效地加以利用。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(14)可用來將冷卻機(16)或加熱機(16)連接在蓄熱器(1)中，根據(jù)建筑物或房間的大小，若干個系統(tǒng)可以串聯(lián)或并聯(lián)安排。
根據(jù)本發(fā)明的蓄熱器(1)的管道設備即使由于根據(jù)高溫在不同材料之間的膨脹-收縮常數(shù)的差異，也可以永久使用而不會產(chǎn)生龜裂或破裂。而且垂直或水平安裝的設備可以用作為適合于各種情況或環(huán)境的經(jīng)濟和高熱效率的系統(tǒng)。
權利要求
1.一種蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于該蓄熱器(1)中的管道(3)可以被加熱至水的沸點以上，并形成為“
”形，以保持諸如水或其他液體物質(zhì)之類的傳熱材料的蒸汽狀態(tài)，并且該管道設置成與例如地板加熱系統(tǒng)(30)的熱交換器和蓄熱器(1)相連，通過循環(huán)泵(5)(6)來輸送該傳熱物質(zhì)。
2.根據(jù)權利要求1的蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于，在蓄熱器(1)中的如陶瓷或鑄鐵之類的蓄熱材料和管道(3)之間的孔(3a)中充填有例如銅和水泥或碳化硅組成的高熱引導能力的粉末(3b)，以防止因溫度變化引起的膨脹所造成的龜裂或破裂。
3.根據(jù)權利要求2的蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于傳熱材料具有高和低的沸點。
4.根據(jù)權利要求1的蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于管道(3)可以垂直地或水平地安裝在蓄熱器(1)中。
5.根據(jù)權利要求1的蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于所述管道(3)可以與一散熱器(16)或與空調(diào)的冷卻機相連接。
6.根據(jù)權利要求1的蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于該管道(3)可以串聯(lián)連接或并聯(lián)連接以適合于相當?shù)男顭崞鲾?shù)目和大小。
7.根據(jù)權利要求2的蓄熱器(1)的管道設備，其特征在于連接至蓄熱器(1)的導道(3)的進口(17)和出口(17′)的連接器(17)(17′)是由例如塑料、陶瓷，瓷料的非導電材料制成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及蓄熱器中的管道設備，尤其是涉及熱交換系統(tǒng)中的蓄熱器或利用由廉價夜間電能所存儲的積蓄的熱能的蓄熱器中的管道設備。在本發(fā)明中，蓄熱器1中的管道被加熱至850℃且被形成為“”形，以便長時間地將蒸汽噴在蓄熱器(1)的頂部，根據(jù)本發(fā)明的管道設備中，在蓄熱器中的管道和儲熱材料之間的孔中充填有高熱引導能力的粉末，以防止因溫度變化而造成的蓄熱器的膨脹力的變化。
文檔編號F24D11/00GK1042603SQ8910873
公開日1990年5月30日 申請日期1989年11月4日 優(yōu)先權日1988年11月5日
發(fā)明者利夫·雅各森 申請人:利夫·雅各森