一種相變儲熱式裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于相變材料儲能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種相變儲熱式裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有常用的儲熱方式有兩大類，即顯熱式儲熱和潛熱式儲熱。顯熱蓄熱主要是通過某種材料溫度的上升或下降而存儲熱能，顯熱蓄熱是各種蓄熱方式中原理最簡單、技術(shù)最成熟、材料來源最豐富，成本最低廉的一種，因而也是實際應(yīng)用和推廣得最普遍的一種。潛熱式儲熱所依據(jù)的基本原理是，物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)(熔解)，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(氣化)，或由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)(升華)，都會吸收相變熱；而進行逆過程時則釋放相變熱。與顯熱式儲熱相比，潛熱式儲熱有兩大明顯優(yōu)點:儲熱密度大，即可以用很小的體積儲存很多的熱能；吸熱過程和放熱過程幾乎是在恒溫條件下進行，有利于與熱源和負載相配合。
[0003]目前，普通儲熱式裝置主要為保溫水箱，僅利用水的顯熱儲存熱量，尺寸龐大，而且安裝困難。
[0004]針對上述問題，申請?zhí)枮?01310524414.X的中國發(fā)明專利公布了一種插裝式相變儲熱水箱，該水箱包括下部具有進水口、上部具有出水口的筒狀儲水箱體(俗稱內(nèi)膽)，所述儲水箱體長度方向的上端延伸出中部留有通孔的半封閉端蓋，所述通孔中插裝儲熱裝置，所述儲熱裝置具有擔(dān)在通孔周圍的密封翻蓋，所述翻蓋的中部延伸出插入儲水箱體內(nèi)填充相變材料的儲熱管，所述翻蓋外側(cè)固定密封的法蘭壓蓋。該專利公布的技術(shù)方案使得儲熱裝置的清理維護以及相變材料的更換較為容易，但其在換熱效率、單位體積儲熱量等方面的指標卻有待進一步改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]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)可靠、熱量輸出平穩(wěn)、熱效率高、安裝簡單，并能有效解決換熱效率低、單位體積儲熱量小等根本問題的相變儲熱式裝置。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種相變儲熱式裝置，該裝置包括外殼、設(shè)置在外殼中的內(nèi)膽以及設(shè)置在外殼與內(nèi)膽之間的保溫層，還包括等間距設(shè)置在內(nèi)膽中的多層換熱元件、填充在換熱元件與內(nèi)膽之間的相變材料以及貫穿設(shè)置在相變材料中的氣動攪拌管，該氣動攪拌管將外部高壓氣體引入相變材料中，使相變材料得到攪拌而均勻分布，所述的內(nèi)膽頂部還設(shè)有進口主管道及出口主管道，所述的換熱元件通過進口主管道、出口主管道與外部末端散熱設(shè)備連接，持續(xù)穩(wěn)定地供熱供暖。在儲熱裝置頂部設(shè)置有冷凝管，冷凝管使得儲熱裝置一點通大氣，保持儲熱裝置內(nèi)部常壓，并且罐內(nèi)材料有水分蒸發(fā)時可以在冷凝管內(nèi)冷凝回流。
[0008]所述的換熱元件與進口主管道及出口主管道同程并聯(lián)連接。
[0009]所述的換熱元件為換熱盤管，所述的相變材料由下向上依次穿過多層換熱盤管的圓心并填充設(shè)置在內(nèi)膽中。
[0010]所述的換熱盤管上沿圓周均勻布設(shè)有多個用于防止相變材料分層的隔板。
[0011]在實際設(shè)計過程中，隔板的個數(shù)一般設(shè)有3-8個。
[0012]所述的換熱盤管為金屬盤管或塑料盤管中的一種，所述的隔板為金屬隔板或塑料隔板中的一種。
[0013]所述的金屬盤管及金屬隔板的材質(zhì)可以選自銅、不銹鋼、鋁或合金中的一種。
[0014]所述的塑料盤管及塑料隔板的材質(zhì)可以選自聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、PERT或聚丁烯(PB)中一種，其中，PERT為中密度聚乙烯類塑膠，其是乙烯與辛稀的共聚物。
[0015]所述的換熱盤管中設(shè)有循環(huán)介質(zhì)，該循環(huán)介質(zhì)包括水、防凍液、導(dǎo)熱油或超導(dǎo)液中的一種。
[0016]所述的氣動攪拌管的表面設(shè)有多個出氣孔。
[0017]所述的氣動攪拌管的底端埋設(shè)在內(nèi)膽底部，頂端伸出外殼。
[0018]所述的相變材料為發(fā)生相變吸收并釋放熱量的有機相變材料或無機相變材料中的一種。
[0019]所述的有機相變材料可以選自石蠟、季戊四醇、新戊二醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇或三羥甲基乙烷中的一種，所述的無機相變材料可以選自堿及堿土金屬的鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽或碳酸鹽中的一種。
[0020]所述的有機相變材料優(yōu)選石蠟或季戊四醇，所述的無機相變材料優(yōu)選氫氧化鈉或三水醋酸鈉。
[0021]所述的內(nèi)膽頂部還設(shè)有冷凝管，該冷凝管將內(nèi)膽與大氣連通。
[0022]所述的冷凝管使得相變儲熱式裝置一點通大氣，保持裝置內(nèi)部常壓，并且裝置內(nèi)材料有水分蒸發(fā)時，可以在冷凝管內(nèi)冷凝回流。
[0023]在實際使用過程中，保溫層用于防止相變儲熱裝置能量損失，換熱盤管設(shè)置于內(nèi)膽中，用于外部熱源向相變儲熱式裝置充熱以及相變儲熱式裝置向使用側(cè)放熱，而進口主管道用于外部熱源自進水管進入相變儲熱式裝置，出口主管道用于相變儲熱式裝置中的熱水流出，而相變材料通過固-液態(tài)的相變來儲存及釋放熱量，氣動攪拌管主要用于裝置中相變材料的維護，防止相變材料分層，而隔板則主要用于防止相變材料分層，并加強內(nèi)部換熱。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明新型相變儲熱式裝置結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，且系統(tǒng)儲熱能力高，外形尺寸小，同時，由于相變材料相變過程穩(wěn)定，所以本發(fā)明裝置能夠穩(wěn)定持續(xù)地提供相變材料熔點附近溫度的熱水，通過連接末端散熱設(shè)備，可用于建筑物的采暖及熱水需求。具體的本發(fā)明具有以下特點:
[0025]I)由于在內(nèi)膽中等間距設(shè)置多層換熱元件，各層換熱元件的長度間距設(shè)計，充分考慮了相變材料的換熱特點，可以有效避免相變材料因過于集中而導(dǎo)致的熱交換滯后性，同時有利于增大熱交換面積，大幅提高換熱效率，從而能夠按照要求平穩(wěn)恒定地進行換執(zhí).
[0026]2)由于在換熱盤管上沿圓周均勻布設(shè)多個隔板，不僅能有效防止相變材料分層，還能起到增強換熱的作用；
[0027]3)由于采用氣動攪拌管，在需要的時候，可從外部打入高壓氣體，使裝置內(nèi)的相變材料得到攪拌而均勻分布，能有效防止相變材料分層，有利于裝置中相變材料的維護；
[0028]4)整體結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，維護方便，易于制造和安裝，能源利用率高、熱量輸出平穩(wěn)，換熱元件與相變材料緊密接觸，換熱效率高，單位體積儲熱量大，經(jīng)濟成本低，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明換熱元件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖中標記說明:
[0032]I—外殼、2 —內(nèi)膽、3—保溫層、4 一換熱元件、5—進口主管道、6 —出口主管道、7—相變材料、8—氣動攪拌管、9 一隔板、10—冷凝管。