一種相變儲能擴容水箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及相變儲能技術領域，具體涉及一種相變儲能擴容水箱。
【背景技術】
[0002]相變儲能是利用相變材料在相態(tài)變化時，吸收或放出大量潛熱而進行的熱量儲存和釋放，相變材料熱焓值高，單位體積儲熱密度是水的2-3倍，在水箱中加入裝有相變材料的儲能單元，可以提高水箱的熱容量，減小水箱的體積。
[0003]目前已有專利CN202869338U所述均流型相變蓄熱水箱，裝有相變材料的圓柱形不銹鋼相變單元，豎直放置在均流板上，放熱時水流從水箱底部進入，通過均流板上的均流孔，在圓柱形不銹鋼相變單元周圍形成均勻繞流，這種均布板可以使水流分布均勻，充分與相變材料接觸，能在一定程度上提高換熱效果，但由于相變材料的導熱系數(shù)較小，將不銹鋼換熱單元豎直放置在水中，由于熱水在水箱的上部，不銹鋼換熱單元上半部分的相變材料與水的溫差很小，不利于其釋放熱量，因此，傳熱效率低、熱量利用率小。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型提供一種有效熱容量大、換熱性能好、體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單的相變儲能擴容水箱。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種相變儲能擴容水箱，包括外殼，外殼內(nèi)有保溫層、保溫層內(nèi)有內(nèi)膽殼體，內(nèi)膽殼體內(nèi)是水，水中浸沒有相變儲能單元，相變儲能單元內(nèi)有相變材料，相變儲能單元由支撐板支撐，放置于均布板上，均布板下方設置電加熱元件。
[0006]本實用新型的相變儲能擴容水箱，進一步包括:在內(nèi)膽殼體上有進水口、出水口，冷水從進水口進入水箱、熱水從出水口流出，冷水進水口還可作為水箱排水口。
[0007]本實用新型的相變儲能擴容水箱，進一步包括:在內(nèi)膽殼體側(cè)板設有溢流孔，水位高于最高限定水位時排水。
[0008]本實用新型的相變儲能擴容水箱，進一步包括:在內(nèi)膽殼體上部設有通氣孔，與大氣連通，保持水箱無壓狀態(tài)。
[0009]本實用新型的相變儲能擴容水箱，進一步包括:在相變儲能單元表面上設有溫度傳感器。
[0010]本實用新型的相變儲能擴容水箱，所述相變儲能單元至于水箱下部水中。
[0011]本實用新型的相變儲能擴容水箱，所述相變儲能單元由均勻盤繞的內(nèi)翅片管組成。
[0012]本實用新型的相變儲能擴容水箱，所述相變儲能單元內(nèi)翅片管材料為碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金或復合材料。
[0013]本實用新型的相變儲能擴容水箱，所述相變儲能單元內(nèi)翅片管為加工工藝為機械加工、脹接或焊接。
[0014]本實用新型的相變儲能擴容水箱，所述相變材料是可以儲存/釋放潛熱和部分顯熱的材料，包括結(jié)晶水合鹽、金屬及合金類、石蠟類、非石蠟有機類、陶瓷基復合材料等相變材料；優(yōu)選地，在上述相變材料中加導熱增強材料，包括金屬材料、石墨、碳納米管、泡沫材料。
[0015]本實用新型的相變儲能擴容水箱，所述所述電加熱元件優(yōu)選電加熱管。
[0016]本實用新型的相變儲能擴容水箱，其中外殼作用是封裝、固定保溫層，及展示產(chǎn)品外觀的作用；保溫材料層有絕熱效果，防止熱量散發(fā)損失；內(nèi)膽殼體是水的封裝容器；相變儲能單元是金屬翅片管包含有相變材料，利用相變材料在相態(tài)變化時，吸收或放出大量潛熱而進行的熱量儲存和釋放，相變材料單位體積儲熱密度是水的2-3倍，在水箱中加入裝有相變材料的儲能單元，可以提高水箱的熱容量，減小水箱的體積；相變材料可以儲存/釋放潛熱和部分顯熱，其占內(nèi)膽體積的80% -90%，為相變材料體積膨脹預留空間，相變材料是各種相變材料，包括結(jié)晶水合鹽、金屬及合金類、石蠟類、非石蠟類有機類、陶瓷基復合材料等相變材料，為提尚導熱性能，可以在材料中加導熱增強材料，如金屬材料、石墨、碳納米管等；翅片管材質(zhì)為碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金光管/翅片管或復合材料翅片管；翅片管制造工藝包括機械加工或乳制、釬焊或氣體保護焊、高頻焊等；水是儲能介質(zhì)，可以儲存部分顯熱，同時水也是一種導熱介質(zhì)，與相變儲能中的相變材料進行熱交換使相變材料儲存潛熱/顯熱或釋放潛熱/顯熱；電加熱元件分布于水箱下部，提供電能以加熱水介質(zhì)，通過水傳熱給相變材料，儲存潛熱和部分顯熱；溫度傳感器用于測量相變儲能單元的溫度，根據(jù)此溫度判斷相變材料是否充分熔化，吸收潛熱是否充分；均流板的作用是使得進口水能均勻通過相變儲能單元，使相變材料可以均勻的儲存/釋放熱量；支撐架的作用是支撐相變儲能單元，使相變儲能單元均勻分布在相變下部；冷水從進水口進入水箱，將水箱的已有熱水頂出，并與相變儲能單元進行熱交換，得到的熱水從出水口流出供使用；溢流口的作用是水位高于最高限定水位時，水從溢流口排出；排氣孔與大氣連通，保持水箱為無壓狀態(tài)。
[0017]本實用新型的優(yōu)點和取得的技術效果是:
[0018]1、相變材料熱焓值較高，在一定體積的水箱中加入裝有相變材料的相變儲能單元可以提尚水箱的熱容量。
[0019]2、相變儲能單元采用金屬翅片管增加了其導熱能力，提高了相變儲能單元的儲、放熱速率，提高了熱量的利用率。
[0020]3、相變儲能單元橫置于水箱底部，與入口冷水溫差較大，有利于換出相變材料中的熱量。
[0021]4、相變儲能單元橫置于水箱底部，并錯開排列，水形成繞流，有利于換出相變材料中的熱量。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型實施例1中的相變儲能擴容水箱的正剖視圖；
[0023]圖2是本實用新型實施例1中的相變儲能擴容水箱的A-A面剖視圖；
[0024]圖3是本實用新型實施例1中的相變儲能擴容水箱的內(nèi)翅片管剖面示意圖；
[0025]其中圖1和圖2中:1.外殼;2.保溫材料層;3.內(nèi)膽殼體;4.相變儲能單元;5.相變材料；6.水；7.電加熱元件；8.均流板；9.支撐架；10.進水口 ；11.出水口 ；12.溢流口 ；13.排氣口 ；14.溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0026]為進一步說明本實用新型，結(jié)合以下實施例具體說明:
[0027]實施例1
[0028]—種相變儲能擴容水箱，結(jié)構(gòu)詳見圖1、圖2:包括外殼1，外殼I內(nèi)有保溫材料層
2、保溫層2內(nèi)有內(nèi)膽殼體3，內(nèi)膽殼體3內(nèi)是水6，水6中浸沒有相變儲能單元4，相變儲能單元4內(nèi)有相變材料5，相變儲能單元4由支撐架9支撐，放置于均布板8上，均布板8下方設置電加熱元件7。
[0029]在內(nèi)膽殼體3上有進水口 10、出水口 11，冷水從進水口 10進入水箱、熱水從出水口 11流出，冷水進水口還可作為水箱排水口。
[0030]在所述內(nèi)膽殼體側(cè)板設有溢流孔12，水位高于最高限定水位時排水。
[0031]在所述內(nèi)膽殼體上部設有有排氣孔13，與大氣連通，保持水箱無壓狀態(tài)。
[0032]在所述相變儲能單元表面上設有溫度傳感器14。
[0033]所述相變儲能單元橫向至于水箱下部，所述相變儲能單元由均勻盤繞的內(nèi)翅片管組成，材料為碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金或復合材料，加工工藝為機械加工、脹接或焊接。
[0034]所述相變材料是可以儲存/釋放潛熱和部分顯熱的材料，包括結(jié)晶水合鹽、金屬及合金類、石蠟類、非石蠟有機類、陶瓷基復合材料等相變材料；優(yōu)選地，在上述相變材料中加導熱增強材料，包括金屬材料、石墨、碳納米管、泡沫材料。
[0035]所述電加熱元件優(yōu)選電加熱管。
[0036]上述相變儲能擴容水箱的工作原理如下:
[0037]蓄熱過程:電加熱元件7加熱相變儲能水箱中的水介質(zhì)，同時靠水的自然對流作用加熱相變儲能單元4中的相變材料5，至溫度傳感器14達到設定溫度時，相變材料完全熔化，電加熱機構(gòu)8停止加熱，此時，相變材料儲存相變潛熱和部分顯熱，水箱中的水儲存部分顯熱。
[0038]放熱過程:冷水從進水口 10進入水箱，將水箱中已有熱水從出水口 11頂出，冷水與水箱下部的相變儲能單元進行熱交換，不斷帶出相變儲能單元中的熱量，所得熱水從出水口流出，以供使用。
[0039]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種相變儲能擴容水箱，其特征在于:包括外殼(1)，外殼(I)內(nèi)有保溫材料層(2)、保溫層(2)內(nèi)有內(nèi)膽殼體(3)，內(nèi)膽殼體(3)內(nèi)是水￠)，水(6)中浸沒有相變儲能單元(4)，相變儲能單元(4)內(nèi)有相變材料(5)，相變儲能單元(4)由支撐架(9)支撐，放置于均布板(8)上，均布板⑶下方設置電加熱元件(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:在內(nèi)膽殼體上有進水口(10)、出水口(11)，冷水從進水口進入水箱、熱水從出水口流出，冷水進水口還可作為水箱排水口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:在內(nèi)膽殼體側(cè)板設有溢流孔(12)，水位尚于最尚限定水位時排水。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:在內(nèi)膽殼體上部設有排氣孔(13)，與大氣連通，保持水箱無壓狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:在相變儲能單元表面上設有溫度傳感器(14)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:所述相變儲能單元橫置于水箱下部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:所述相變儲能單元由均勾盤繞的內(nèi)翅片管組成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:所述相變儲能單元的內(nèi)翅片管材料為碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金或復合材料。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:所述相變儲能單元內(nèi)翅片管加工工藝為機械加工、脹接或焊接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變儲能擴容水箱，其特征在于:所述電加熱元件(7)為電加熱管。
【專利摘要】本實用新型涉及一種相變儲能擴容水箱，包括外殼，所述外殼內(nèi)有保溫材料層，所述保溫材料層內(nèi)是內(nèi)膽殼體，所述內(nèi)膽內(nèi)是水，所述水中浸沒有相變儲能單元，所述相變儲能單元為翅片管，內(nèi)有相變儲能材料，所述相變儲能單元由支撐架支撐，橫放于均布板上，并放置于水箱下部，所述均布板下方設置電加熱元件。本實用新型的相變儲能擴容水箱有效熱容量大、換熱性能好、體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單。
【IPC分類】F24H7/02, F24H9/20, F24H9/18
【公開號】CN204730463
【申請?zhí)枴緾N201520464832
【發(fā)明人】盧敬霞, 杜兔平, 王志
【申請人】北京宇田相變儲能科技有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月1日