CN105157097B - 一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置。本发明涉及一种蓄热与供热装置，具体涉及一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置。本发明为解决现有火墙蓄热能力差，余热回收效率低，积灰严重以及因相变材料受热膨胀而导致的蓄热装置失效的问题。一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置包括相变材料封装盒和外框，相变材料封装盒包括换热面板和两个盒体，盒体的一端开口，两个盒体的开口端分别与换热面板的内端面固接，外框包括固定框、连接框和槽钢，固定框套装在两个盒体的外侧，连接框的内侧壁与固定框的外侧端面垂直固接，连接框的外侧端面与换热面板内侧端面的外侧边缘通过多个均布设置的螺栓固接。本发明用于火墙的蓄热。

Description

一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置

技术领域

本发明涉及一种蓄热与供热装置，具体涉及一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置。

背景技术

火墙是北方农村常用的取暖技术之一，但由于火墙砖石自身储热能力有限，不能充分吸收储存烟气中的热量，大量余热随烟气从烟囱散失，造成农村能源利用效率降低、二氧化碳散发量增加，也加重了农村家庭冬季采暖的经济负担。同时，由于传统火墙储热能力的限制，冬季停止采暖期间，仅依靠传统火墙对室温的调控作用，很难将农宅内温度维持在人体舒适的范围之内。而根据北方农民生活习惯，夜间多停炉结束供暖，无其它辅助热源情况下，室内温度会出现大幅度降低，根本满足不了热舒适性的要求，尤其不利于老人和儿童的身体健康。因此，火墙中加设相变蓄热装置，利用相变材料物相发生变化时伴有较大能量的吸收和释放的现象，能有效强化传统火墙的储热能力，进而提高农村能源利用效率，并改善室内热环境。

传统火墙一个很大的弊端为内部积灰严重，且清理时需挖开墙砖，费时费力，这也是火墙在农村慢慢消失的一个主要原因。火墙上加设相变蓄热装置后，积灰堵塞烟道的可能性增加，且灰垢将影响相变材料与烟气的换热，造成清灰周期缩短、劳动量增大的问题。因此，在开发应用于火墙的相变蓄热装置时，必须解决清扫问题，才能使装置在农村得到广泛的认同和应用。

相变材料的封装一直是蓄热装置的技术重点。因相变材料受热时，必然发生体积膨胀，如不采取适当的封装技术，可能引起装置结构破坏、相变材料泄漏。当相变蓄热装置与火墙内烟气直接接触换热时，可增强换热效率，进而提高烟气余热回收率。但也可能由于烟道设计问题或装置安装位置不当，造成接触烟气温度过高，相变材料体积膨胀加剧甚至气化，进而导致装置胀裂甚至胀爆。因此，相变材料封装时需考虑相应的措施以避免上述风险。

发明内容

本发明为解决现有火墙蓄热能力差，余热回收效率低，积灰严重以及因相变材料受热膨胀而导致的蓄热装置失效的问题，进而提出一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明包括相变材料封装盒和外框，相变材料封装盒包括换热面板和两个盒体，换热面板的形状为矩形，盒体为矩形壳体，盒体的一端开口，两个盒体对称设置在换热面板的内侧，两个盒体的开口端分别与换热面板的内端面固接，盒体的上端设有一个进料通孔和一个排气通孔，进料通孔和排气通孔上分别设有密封盖，外框包括固定框、连接框和槽钢，固定框和连接框均为矩形框，固定框套装在两个盒体的外侧，连接框垂直设置在固定框的外侧，连接框的内侧壁与固定框的外侧端面垂直固接，连接框的外侧端面与换热面板内侧端面的外侧边缘通过多个均布设置的螺栓固接，槽钢设置在两个盒体之间的固定框上，槽钢的外侧端面与换热面板的内侧端面固接。

本发明的有益效果是：

1、本发明的相变蓄热装置，结构简单可靠，安装维修方便，特别适用于农村火墙使用；

2、本发明可回收烟气余热，提高农村能源利用效率；

3、本发明可在采暖间歇向室内提供较稳定的热量，维持室内温度稳定，提高室内热舒适性；

4、本发明可拆卸，便于清灰和清扫，清理过程中无需将整个火墙全部拆除，能有效减少劳动量，同时防止装置在拆装过程中发生破损，使装置能够反复使用，提高装置使用寿命；

5、本发明强度高，可提供足够的强度以抵消膨胀应力，防止因装置变形而导致的相变材料泄露，延长使用寿命；

6、本发明充分考虑了农村的实际环境和农民的生活习惯，从节能环保出发，以人为本，给人们生活带来了便利同时也利于自身的推广使用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本发明中相变材料封装盒的主视图；

图4是图3的左视图；

图5是图3的后视图；

图6是本发明中外框的主视图；

图7是图6的左视图；

图8是图6的后视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图8说明，本实施方式所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置包括相变材料封装盒和外框，相变材料封装盒包括换热面板1和两个盒体2，换热面板1的形状为矩形，盒体2为矩形壳体，盒体2的一端开口，两个盒体2对称设置在换热面板1的内侧，两个盒体2的开口端分别与换热面板1的内端面固接，盒体2的上端设有一个进料通孔3和一个排气通孔6，进料通孔3和排气通孔6上分别设有密封盖，外框包括固定框4、连接框5和槽钢7，固定框4和连接框5均为矩形框，固定框4套装在两个盒体2的外侧，连接框5垂直设置在固定框4的外侧，连接框5的内侧壁与固定框4的外侧端面垂直固接，连接框5的外侧端面与换热面板1内侧端面的外侧边缘通过多个均布设置的螺栓固接，槽钢7设置在两个盒体2之间的固定框4上，槽钢7的外侧端面与换热面板1的内侧端面固接。

如此设计换热面板1和两个盒体2分别形成两个封闭的相变材料填充腔体，相变蓄热材料填充于腔体内，盒体2的另一端为烟气面板，烟气余热量通过盒体2的烟气面板传递给相变蓄热材料并利用物相变化储存起来。换热面板1为矩形钢板，当供暖间歇，相变材料储蓄的热量通过换热面板1传递给室内空气，维持室内温度稳定。装置设有两个盒体2，将相变蓄热材料分开填充可降低单个盒体2内的受热膨胀防止因封装盒变形而导致的材料泄露。

在安装时，首先将外框上的固定框4砌筑在火墙中，连接框5露出火墙表面，将相变材料封装盒的两个盒体2插装在固定框4内，换热面板1的内侧端面与连接框5外侧端面贴合并通过多个螺栓固定在火墙上。当火墙烟气流通不畅或蓄热装置吸热性能降低时，可将螺栓拧下，将相变材料封装盒从火墙内取出，进行火墙清灰或烟气换热面清扫。

本实施方式中换热面板1可选用3mm厚的钢板，并在边缘处开设螺纹通孔，换热面板1的具体尺寸和螺纹通孔数目和位置与外框相配合。出于美观和防腐考虑，在换热面板1的外侧端面上涂有银漆层；盒体2可选用3mm厚钢板制作而成，进料通孔3用于相变蓄热材料填充，排气通孔6用于排出盒体2内的空气；连接框5的宽度小于固定框4的宽度，连接框5的内侧壁与固定框4的外侧端面垂直固接为一体，固定框4和连接框5可选用63mm×40mm×7mm的不等边角钢制作而成，宽边作为固定框4与火墙砌筑在一起，窄边作为连接框5用于与火墙的外表面固定连接，槽钢7可选用5#槽钢，用于封装盒两个盒体2的间隔。

具体实施方式二：结合图1至图4说明，本实施方式所述盒体2的另一端的外侧壁上垂直均布设有多个肋片8。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计可以强化盒体2的换热效果，肋片8为传热金属肋片。

具体实施方式三：结合图1至图4说明，本实施方式所述每个盒体2的内侧壁与换热面板1之间均布垂直固接有多个加强柱9。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。

如此设计可提高装置的强度，有效防止由于温度过高而使盒体2和换热面板1而导致的材料泄露。

本实施方式中加强柱9的安装方式为：首先在盒体2的另一端的烟气面板上设有相应加强柱通孔，然后将加强柱9焊接于换热面板1的内侧端面的相应位置，之后将盒体2与换热面板1焊接成一体，此时加强柱9露出盒体2的外侧，将加强柱9与盒体2焊接固定后，再进行磨平。如此完成加强柱9的焊接安装过程。

具体实施方式四：结合图1至图4说明，本实施方式所述加强柱9的外径为7mm～15mm。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

本实施方式中内个盒体2内可设置两个加强柱9，加强柱9可选择外径为10mm的实心钢柱，如相变蓄热材料受热后膨胀应力较大，可适当增加加强柱9的数目和直径。

具体实施方式五：结合图1和图2说明，本实施方式所述连接框5的外侧端面与换热面板1的内侧端面之间设有第一垫片10，槽钢7的外侧端面与换热面板1之间设有第二垫片。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

如此设计可以起到密封的作用，防止烟气泄漏进入室内。

本实施方式中第一垫片10和第二垫片11可选用石棉垫片。

具体实施方式六：结合图1至图4说明，本实施方式所述多个肋片8之间的距离为50mm～80mm。其它组成和连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式七：结合图1至图4说明，本实施方式所述每个肋片8的高度为50mm～80mm。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

如此设计便于肋片8在火墙内吸收热量并迅速传递到盒体2内。

具体实施方式八：结合图1至图4说明，本实施方式所述进料通孔3和排气通孔6与密封盖之间设有垫圈。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、四、五或七相同。

如此设计起到密封的作用，有效防止进料通孔3和排气通孔6发生相变蓄热材料的泄漏。

本实施方式中垫圈可选用耐高温石棉垫圈。

Claims (8)

1.一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置包括相变材料封装盒和外框，相变材料封装盒包括换热面板(1)和两个盒体(2)，换热面板(1)的形状为矩形，盒体(2)为矩形壳体，盒体(2)的一端开口，两个盒体(2)对称设置在换热面板(1)的内侧，两个盒体(2)的开口端分别与换热面板(1)的内端面固接，盒体(2)的上端设有一个进料通孔(3)和一个排气通孔(6)，进料通孔(3)和排气通孔(6)上分别设有密封盖，外框包括固定框(4)、连接框(5)和槽钢(7)，固定框(4)和连接框(5)均为矩形框，固定框(4)套装在两个盒体(2)的外侧，连接框(5)垂直设置在固定框(4)的外侧，连接框(5)的内侧壁与固定框(4)的外侧端面垂直固接，连接框(5)的外侧端面与换热面板(1)内侧端面的外侧边缘通过多个均布设置的螺栓固接，槽钢(7)设置在两个盒体(2)之间的固定框(4)上，槽钢(7)的外侧端面与换热面板(1)的内侧端面固接。

2.根据权利要求1所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述盒体(2)的与开口端相对的另一端的外侧壁上垂直均布设有多个肋片(8)。

3.根据权利要求1或2所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述每个盒体(2)的内侧壁与换热面板(1)之间均布垂直固接有多个加强柱(9)。

4.根据权利要求3所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述加强柱(9)的外径为7mm～15mm。

5.根据权利要求4所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述连接框(5)的外侧端面与换热面板(1)的内侧端面之间设有第一垫片(10)，槽钢(7)的外侧端面与换热面板(1)之间设有第二垫片。

6.根据权利要求2所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述多个肋片(8)之间的距离为50mm～80mm。

7.根据权利要求6所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述每个肋片(8)的高度为50mm～80mm。

8.根据权利要求1、2、4、5或7所述一种应用于火墙的可拆卸式相变蓄热装置，其特征在于：所述进料通孔(3)和排气通孔(6)与密封盖之间设有垫圈。