單螺旋結(jié)構(gòu)或雙螺旋結(jié)構(gòu)，其中第一放熱盤管換熱器9-1布置在蓄熱罐體I內(nèi)的中部且兩端分別與第一放熱介質(zhì)入口 12、第一放熱介質(zhì)出口 11相連;第二放熱盤管換熱器9-2布置在第一相變蓄熱單元16-1內(nèi)且兩端分別與第二放熱介質(zhì)入口 8、第二放熱介質(zhì)出口 7相連;第三放熱盤管換熱器9-3布置在第二相變蓄熱單元16-2內(nèi)且兩端分別與第三放熱介質(zhì)入口 6、第三放熱介質(zhì)出口 5相連;第四放熱盤管換熱器9-4布置在第三相變蓄熱單元16-3內(nèi)且兩端分別與第四放熱介質(zhì)入口 4、第四放熱介質(zhì)出口 3相連。第一放熱盤管換熱器9-1、第二放熱盤管換熱器9-2、第三放熱盤管換熱器9-3和第四放熱盤管換熱器9-4之間相互連接；即:第一放熱介質(zhì)出口 11與第二放熱介質(zhì)入口 8相連，第二放熱介質(zhì)出口 7與第三放熱介質(zhì)入口 6相連，第三放熱介質(zhì)出口 5與第四放熱介質(zhì)入口 4相連;第四放熱介質(zhì)出口 3和第一放熱介質(zhì)入口 12分別連接能量利用裝置10的連接。
[0038]加熱器15布置在蓄熱罐體I內(nèi)的底部，加熱器15通過供熱入口14與供熱設(shè)備13相連。
[0039]進(jìn)一步，放熱盤管換熱組件9管內(nèi)、管外部設(shè)有用于強化換熱的翅片。
[0040]進(jìn)一步，能量利用裝置10選用熱電轉(zhuǎn)換裝置、供暖裝置或供熱水裝置中的一種。[0041 ] 進(jìn)一步，加熱器15選用電加熱器或工業(yè)余熱加熱器中的一種。
[0042]實施例2:如圖2所示，本發(fā)明提供一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，該結(jié)構(gòu)與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于:交換蓄熱罐體I上的第一放熱介質(zhì)入口 12和第一放熱介質(zhì)出口 11，使放熱介質(zhì)從第一放熱介質(zhì)出口 11進(jìn)入，從第一放熱介質(zhì)入口 12流出;然后再進(jìn)入相變蓄熱單元。
[0043]實施例3:如圖3所示，本發(fā)明提供一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，該結(jié)構(gòu)與實施例2的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于:蓄熱罐體I中部的雙螺旋結(jié)構(gòu)放熱盤管換熱器9-1改為單螺旋結(jié)構(gòu)，將第一放熱介質(zhì)出口 11的位置向上移。
[0044]實施例4:如圖4所示，本發(fā)明提供一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，該結(jié)構(gòu)與實施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于:將電加熱改為工業(yè)余熱加熱，增加了供熱設(shè)備出口 17。供熱設(shè)備13通過供熱設(shè)備入口 14和供熱設(shè)備出口 17與加熱器15連接，組成供熱回路。
[0045]實施例5:如圖5所示，本發(fā)明提供一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，該結(jié)構(gòu)與實施例2的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于:將電加熱改為工業(yè)余熱加熱，增加了加熱設(shè)備出口 17。供熱設(shè)備13通過供熱設(shè)備入口 14和供熱設(shè)備出口 17與加熱器15連接，組成供熱回路。
[0046]實施例6:如圖6所示，本發(fā)明提供一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，該結(jié)構(gòu)與實施例3的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于:將電加熱改為工業(yè)余熱加熱，增加了加熱設(shè)備出口 17。供熱設(shè)備13通過供熱設(shè)備入口 14和供熱設(shè)備出口 17與加熱器15連接，組成供熱回路。
[0047]過供熱設(shè)備入口14和供熱設(shè)備出口 17與加熱器15連接，組成供熱回路。
[0048]本發(fā)明公開了一種如圖1所示的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置的使用方法，包括蓄熱過程和放熱過程；
[0049]蓄熱過程:加熱器15的熱量被蓄熱罐體I內(nèi)的蓄熱介質(zhì)吸收后，蓄熱介質(zhì)溫度升高，升溫后的蓄熱介質(zhì)將熱量向上依次傳遞給第一相變蓄熱單元16-1、第二相變蓄熱單元16-2、第三相變蓄熱單元16-3內(nèi)部的相變蓄熱介質(zhì)；相變蓄熱單元內(nèi)部的相變蓄熱介質(zhì)自下而上依次融化，相變潛熱被儲存起來，直至整個蓄熱罐體I內(nèi)的蓄熱介質(zhì)變?yōu)橄嗤母邷匾簯B(tài)；
[0050]放熱過程:放熱介質(zhì)通過第一放熱介質(zhì)入口12進(jìn)入第一放熱盤管換熱器9-1，吸熱后的放熱介質(zhì)從第一放熱介質(zhì)出口 11流出，通過第二放熱介質(zhì)入口8進(jìn)入第二放熱盤管換熱器9-2，吸熱后的放熱介質(zhì)從第二放熱介質(zhì)出口 7流出，通過第三放熱介質(zhì)入口 6進(jìn)入第三放熱盤管換熱器9-3，吸熱后的放熱介質(zhì)從第三放熱介質(zhì)出口 5流出，通過第四放熱介質(zhì)入口4進(jìn)入第四放熱盤管換熱器9-4，吸熱后的放熱介質(zhì)從第四放熱介質(zhì)出口 3流出，完成放熱過程；
[0051]放熱過程中，蓄熱罐體內(nèi)蓄熱介質(zhì)溫度首先降低，之后多個相變蓄熱單元的蓄熱溫度從下至上依次降低，當(dāng)所有相變蓄熱單元發(fā)生相變成為固態(tài)時，整個蓄熱裝置放熱結(jié)束。
[0052]本發(fā)明公開的一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，增加了級聯(lián)式相變蓄熱裝置，不僅實現(xiàn)顯熱和潛熱的儲存，更增強了蓄熱罐出口溫度的穩(wěn)定性;利用夜間廉價的低谷電能對單罐蓄熱罐體內(nèi)蓄熱介質(zhì)加熱，實現(xiàn)蓄熱;罐內(nèi)頂部的級聯(lián)式相變蓄熱裝置延長了蓄熱裝置放熱穩(wěn)定時間。通過在級聯(lián)式相變蓄熱裝置內(nèi)設(shè)有多個相變蓄熱單元，并在填充不同熔點的相變蓄熱介質(zhì)，滿足能量利用裝置的溫度需求。本發(fā)明可以實現(xiàn)顯熱和潛熱蓄熱，增強了蓄熱罐出口溫度的穩(wěn)定性，提高熱能利用效率。
[0053]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，包括:蓄熱罐體(I)，級聯(lián)式相變蓄熱裝置(16)，放熱盤管換熱組件(9)和加熱器(15); 所述級聯(lián)式相變蓄熱裝置(16)布置在所述蓄熱罐體(I)內(nèi)的上部； 所述蓄熱罐體(I)內(nèi)自下而上設(shè)置所述放熱盤管換熱組件(9)，所述放熱盤管換熱組件(9)設(shè)有分別與能量利用裝置(10)的兩端相連的入口和出口； 所述加熱器(15)布置在所述蓄熱罐體(I)內(nèi)，且處于所述放熱盤管換熱組件(9)的下方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述放熱盤管換熱組件(9)包括多個呈上下位置關(guān)系的放熱盤管換熱器，所述放熱盤管換熱器呈單螺旋結(jié)構(gòu)或雙螺旋結(jié)構(gòu)，且分別設(shè)置在所述級聯(lián)式相變蓄熱裝置(16)的內(nèi)部和外部，相鄰兩個所述放熱盤管換熱器之間連通，最上部的所述放熱盤管換熱器的出口、最下部的所述放熱盤管換熱器的入口分別與能量利用裝置(10)的兩端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述級聯(lián)式相變蓄熱裝置(16)內(nèi)設(shè)有多個獨立、上下排布的相變蓄熱單元，每一個所述相變蓄熱單元內(nèi)均布置有一個放熱盤管換熱器，每一個所述相變蓄熱單元上均設(shè)有放熱介質(zhì)入口和放熱介質(zhì)出口；所有所述相變蓄熱單元中心布置有排氣孔(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，每一個所述相變蓄熱單元內(nèi)均填充有一定恪點的相變蓄熱介質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述相變蓄熱單元內(nèi)相變蓄熱介質(zhì)的熔點從下至上依次增大。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述蓄熱罐體(I)內(nèi)填充有蓄熱介質(zhì)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述放熱盤管換熱組件(9)管內(nèi)、管外部設(shè)有散熱翅片。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述能量利用裝置(10)選用熱電轉(zhuǎn)換裝置、供暖裝置或供熱水裝置中的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，其特征在于，所述加熱器(15)與供熱設(shè)備(13)相連，所述加熱器(15)選用電加熱器或工業(yè)余熱加熱器中的一種。10.—種根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置的使用方法，其特征在于，包括蓄熱過程和放熱過程； 蓄熱過程:所述加熱器(15)的熱量被蓄熱罐體(I)內(nèi)的蓄熱介質(zhì)吸收后，蓄熱介質(zhì)溫度升高，升溫后的蓄熱介質(zhì)將熱量向上依次傳遞給多個相變蓄熱單元內(nèi)部的相變蓄熱介質(zhì)；相變蓄熱單元內(nèi)部的相變蓄熱介質(zhì)自下而上依次融化，相變潛熱被儲存起來，直至整個蓄熱罐體(I)內(nèi)的蓄熱介質(zhì)變?yōu)橄嗤母邷匾簯B(tài)； 放熱過程:放熱介質(zhì)通過放熱介質(zhì)入口進(jìn)入所述蓄熱罐體(I)內(nèi)部的放熱盤管換熱組件(9)，吸熱后的放熱介質(zhì)從蓄熱罐體(I)內(nèi)依次進(jìn)入上下排布的相變蓄熱單元，并從最上部的放熱介質(zhì)出口流出，完成放熱過程； 放熱過程中，蓄熱罐體內(nèi)蓄熱介質(zhì)溫度首先降低，之后多個相變蓄熱單元的蓄熱溫度從下至上依次降低，當(dāng)所有相變蓄熱單元發(fā)生相變成為固態(tài)時，整個蓄熱裝置放熱結(jié)束。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶級聯(lián)式相變蓄熱結(jié)構(gòu)的單罐蓄、放熱裝置，包括：蓄熱罐體，級聯(lián)式相變蓄熱裝置，放熱盤管換熱組件和加熱器；級聯(lián)式相變蓄熱裝置布置在蓄熱罐體內(nèi)的上部；蓄熱罐體內(nèi)自下而上設(shè)置放熱盤管換熱組件，放熱盤管換熱組件設(shè)有分別與能量利用裝置的兩端相連的入口和出口；加熱器布置在蓄熱罐體內(nèi)，且處于放熱盤管換熱組件的下方。本發(fā)明增加了級聯(lián)式相變蓄熱裝置，不僅實現(xiàn)顯熱和潛熱的儲存，更增強了蓄熱罐出口溫度的穩(wěn)定性；利用夜間廉價的低谷電能對蓄熱罐體內(nèi)蓄熱介質(zhì)加熱，實現(xiàn)蓄熱；罐內(nèi)頂部的級聯(lián)式相變蓄熱裝置延長了蓄熱裝置放熱穩(wěn)定時間。
【IPC分類】F28D20/02
【公開號】CN105444601
【申請?zhí)枴緾N201510989792
【發(fā)明人】鹿院衛(wèi), 李小麗, 吳玉庭, 馬重芳
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月24日