CN109945281A - 带有相变材料的储能管及包括其的太阳能与空气能协同供热系统 - Google Patents

带有相变材料的储能管及包括其的太阳能与空气能协同供热系统 Download PDF

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Abstract

带有相变材料的储能管及包括其的太阳能与空气能协同供热系统涉及供热系统领域。主要是为解决目前燃煤供暖污染环境,空调供热空气质量差等问题而设计的。带有相变材料的储能管包括外管,芯管两端都从外管中伸出;外管两端有环形端板;外管和芯管之间填充有相变材料。带有相变材料储能管的太阳能与空气能协同供热系统包括若干根储能管,储能管的芯管一端与分配器连接,另一端与集水器连接;储能箱的内、外壁之间填充保温材料,储能箱内的加热管两端分别与太阳能集热板的出水口和回水口相连;储能箱内的循环管道两端分别与集水器和空气源热泵相连,空气源热泵与分配器通过管道相连;储能箱内填充有相变材料。优点是舒适度高、节能环保。

Description

带有相变材料的储能管及包括其的太阳能与空气能协同供热 系统
技术领域:
本发明涉及建筑内供热系统领域,具体是涉及一种带有相变材料的储能管及包括其的太阳能与空气能协同供热系统。
背景技术:
目前,建筑领域常用的采暖形式一般有两种,一种是低温热水地板辐射采暖方式,另一种是中央空调或分体空调采暖方式。
其中低温热水地板辐射采暖系统需要低温热水循环,水循环量大,补水量也大,管路需要定期清洗,而且热源为区域锅炉供暖,燃煤量大,污染环境。供热设备出现故障维修时会停止供暖,室内温度达不到要求,居民采暖季投诉量较高。
而采用中央空调或分体空调供热,在冬季,室内热得快、关闭后凉的也快。而且空调系统内易积灰尘、携带细菌,空气质量差,空气干燥,噪音大,舒适度不高,运行费用高。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题是提供一种介质封闭循环、存储能量大、温度恒定、舒适度高、噪音小的带有相变材料的储能管及包括其的太阳能与空气能协同供热系统。
上述目的是这样实现的:带有相变材料的储能管包括外管,外管内设有芯管,芯管的两端都从外管伸出;外管的两端分别设有环形端板,环形端板的内环固定在芯管的外壁上,环形端板的外环固定在外管上;外管和芯管之间的空间内填充有相变材料。
在外管和芯管之间的空间内设若干道垂直分仓板,这些垂直分仓板的一端固定在芯管外壁上,垂直分仓板的另一端固定在外管内壁上;垂直分仓板将外管和芯管之间的空间分为若干个仓,所述的相变材料填充在每个仓内。
芯管的两端都有管接头。
还可在每相邻的两个垂直分仓板之间设有若干个水平分仓板,若干个水平分仓板的两端分别固定在其两侧的垂直分仓板上。水平分仓板将每个仓分为若干个小仓,所述的相变材料填充在每个小仓内。
所述的相变材料可以为石蜡复合相变储能材料、纳米共晶相变材料等各种类型相变材料。
所述的芯管的材质为金属类(铜、铝等)、塑料类(聚乙烯、聚氯乙烯等)及其它类易于传递能量的材料。
芯管的直径为2-10㎜。
所述的外管的材质为金属类(铜、铝等)、塑料类(聚乙烯、聚氯乙烯等)及其它类易于传递能量的材料。
带有相变材料储能管的太阳能与空气能协同供热系统包括若干根带有相变材料的储能管,带有相变材料的储能管的芯管一端与分配器连接,带有相变材料的储能管的芯管另一端与集水器连接;
还包括太阳能集热板,太阳能集热板内装有水,太阳能集热板上设有进水口、出水口及回水口,还包括储能箱,储能箱的箱体包括外壁和内壁,外壁和内壁之间有空间,外壁和内壁之间的空间内填充有保温材料,储能箱的箱体内安装有加热管,加热管的两端都从储能箱的箱体伸出,加热管的一端与太阳能集热板的出水口相连,加热管的另一端与太阳能集热板的回水口相连;
储能箱的箱体内还设有循环管道,循环管道的两端也都从储能箱的箱体伸出,从储能箱箱体伸出的循环管道的一端与集水器相连,从储能箱箱体伸出的循环管道的另一端与空气源热泵相连,空气源热泵与分配器通过管道相连;
储能箱的箱体内填充有相变材料。
储能箱箱体与集水器相连接的循环管道上安装有膨胀阀。
本发明的优点是:将带有相变材料的储能管铺设在室内地面上,在储能管上方可铺设地砖等。将太阳能集热板安放在室外。
由于带有相变材料的储能管内装有相变材料,所以可将能量储存,储量大。由于利用分仓板进行分仓,所以当储能管某处损坏时,不会对其它部位造成影响。由于芯管的管径尺寸小,利用细小孔径管道输送介质,介质循环量极低,是传统技术的1/20—1/25。由于设有外管,利用外管保护相变材料和芯管,且有效传递能量,易于铺设。
本系统通过空气源热泵加热循环管道内的介质并输送给带相变材料的储能管,储能管利用相变材料的相变潜热功能存储并传递芯管带来的能量,再根据外界温度变化吸收或释放潜热,当系统停止工作时,相变材料依然维持供热。当系统内的介质释放热量后温度降低,途经储能箱,吸收太阳能集热板传递过来的热能,提高介质温度,以此达到节能目的。本系统具有温度恒定、舒适度高、噪音小、节能环保等特点。
附图说明:
图1是本发明中带有相变材料的储能管的结构示意图;
图2是图1的A-A视图;
图3是本发明中带有相变材料储能管的太阳能与空气能协同供热系统的结构示意图。
具体实施方式:
参照图1和图2,带有相变材料的储能管包括外管101,外管内设有芯管102,芯管的两端都从外管伸出,并且芯管的两端都有管接头103;外管的两端分别设有环形端板104,环形端板的内环固定在芯管的外壁上,环形端板的外环固定在外管上;外管和芯管之间的空间内设有若干道垂直分仓板105,这些垂直分仓板的一端固定在芯管外壁上,垂直分仓板的另一端固定在外管内壁上;在每相邻的两个垂直分仓板之间设有若干个水平分仓板106,若干个水平分仓板的两端分别固定在其两侧的垂直分仓板上;水平分仓板和垂直分仓板将外管和芯管之间的空间分为若干个仓,每个仓内都装有相变材料107。
所述的相变材料可以为石蜡复合相变储能材料、纳米共晶相变材料等各种类型相变材料。
所述的芯管的材质为金属类(铜、铝等)、塑料类(聚乙烯、聚氯乙烯等)及其它类易于传递能量的材料;芯管的直径为2-10㎜。
所述的外管的材质为金属类(铜、铝等)、塑料类(聚乙烯、聚氯乙烯等)及其它类易于传递能量的材料。
参照图3,带有相变材料储能管的太阳能与空气能协同供热系统包括若干根带有相变材料的储能管1,带有相变材料的储能管的芯管一端与分配器2连接,带有相变材料的储能管的芯管另一端与集水器3连接;
还包括太阳能集热板4,太阳能集热板内装有水,太阳能集热板上设有进水口、出水口及回水口,还包括储能箱,储能箱的箱体包括外壁5和内壁6,外壁和内壁之间有空间,外壁和内壁之间的空间内填充有保温材料7,储能箱的箱体内安装有加热管8,加热管的两端都从储能箱的箱体伸出,加热管的一端与太阳能集热板的出水口相连,加热管的另一端与太阳能集热板的回水口相连;
储能箱的箱体内还设有循环管道9,循环管道的两端也都从储能箱的箱体伸出,从储能箱箱体伸出的循环管道的一端与集水器相连,从储能箱箱体伸出的循环管道的另一端与空气源热泵10相连,空气源热泵与分配器通过管道相连;
储能箱的箱体内填充有相变材料。
储能箱箱体与集水器相连接的循环管道上安装有膨胀阀11。

Claims (8)

1.带有相变材料的储能管,包括外管(101),其特征是:外管内设有芯管(102),芯管的两端都从外管伸出;外管的两端分别设有环形端板(104),环形端板的内环固定在芯管的外壁上,环形端板的外环固定在外管上;外管和芯管之间的空间内填充有相变材料(107)。
2.按照权利要求1所述的带有相变材料的储能管,其特征是:在外管和芯管之间的空间内设若干道垂直分仓板(105),这些垂直分仓板的一端固定在芯管外壁上,垂直分仓板的另一端固定在外管内壁上;垂直分仓板将外管和芯管之间的空间分为若干个仓,所述的相变材料填充在每个仓内。
3.按照权利要求1所述的带有相变材料的储能管,其特征是:芯管的两端都有管接头(103)。
4.按照权利要求1所述的带有相变材料的储能管,其特征是:在每相邻的两个垂直分仓板之间设有若干个水平分仓板(106),若干个水平分仓板的两端分别固定在其两侧的垂直分仓板上;水平分仓板将每个仓分为若干个小仓,所述的相变材料填充在每个小仓内。
5.按照权利要求1所述的带有相变材料的储能管,其特征是:所述的相变材料可以为石蜡复合相变储能材料、纳米共晶相变材料等各种类型的相变材料;所述的芯管的材质为金属类、塑料类及其它类易于传递能量的材料;所述的外管的材质为金属类、塑料类及其它类易于传递能量的材料。
6.按照权利要求1所述的带有相变材料的储能管,其特征是:芯管的直径为2-10㎜。
7.带有相变材料储能管的太阳能与空气能协同供热系统,其特征是:包括若干根带有相变材料的储能管(1),带有相变材料的储能管的芯管一端与分配器(2)连接,带有相变材料的储能管的芯管另一端与集水器(3)连接;
还包括太阳能集热板(4),太阳能集热板上设有进水口、出水口及回水口,还包括储能箱,储能箱的箱体包括外壁(5)和内壁(6),外壁和内壁之间有空间,外壁和内壁之间的空间内填充有保温材料(7),储能箱的箱体内安装有加热管(8),加热管的两端都从储能箱的箱体伸出,其中加热管的一端与太阳能集热板的出水口相连,加热管的另一端与太阳能集热板的回水口相连;
储能箱的箱体内还设有循环管道(9),循环管道的两端也都从储能箱的箱体伸出,从储能箱箱体伸出的循环管道的一端与集水器相连,从储能箱箱体伸出的循环管道的另一端与空气源热泵(10)相连,空气源热泵与分配器通过管道相连;
储能箱的箱体内填充有相变材料。
8.按照权利要求7所述的带有相变材料储能管的太阳能与空气能协同供热系统,其特征是:储能箱箱体与集水器相连接的循环管道上安装有膨胀阀(11)。
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