CN111578518A - 一种相变储能换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种相变储能换热装置，涉及换热设备技术领域，包括电加热箱；所述电加热箱的热源输出端通过第一蓄热控制阀连接有第一储能装置的进水管，所述第一储能装置上设置有出水管，所述出水管连接有两路热源输出管路，其中一路热源输出管路经导热油泵及第二蓄热控制阀与所述电加热箱的热源输入端连接，另一路热源输出管路经导热油泵及第二放热控制阀和第二储能装置后与风机盘管的热源输入端连接，所述风机盘管的输出端经第一放热控制阀与所述第一储能装置的热源输入端连接。本发明提供的相变储能换热装置，能够利用低谷电实现相变换热储能。

Description

一种相变储能换热装置
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域，特别是涉及一种相变储能换热装置。
背景技术
我国北方的地域辽阔，冬季取暖能耗巨大。近年来国家倡导节约能源，绿色发展，对能耗巨大，污染严重的各种锅炉进行取缔和整改，市场上绝大多数各种类型的锅炉热效率有限，热利用率不高，一部分热能白白浪费掉，因而，锅炉的余热回收很有必要，最大限度的利用锅炉的余热用于增加采暖和生活热水的便利使用，对节约能源意义重大。并且为节约能源，政府鼓励企业和个人错峰用电。因此，需要寻找一种能够将锅炉部分浪费掉的热能回收储存加以利用或利用低谷电储存电热能的装置尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种相变储能换热装置，以解决上述现有技术存在的问题，利用低谷电实现相变换热储能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种相变储能换热装置，包括电加热箱；所述电加热箱的热源输出端通过第一蓄热控制阀连接有第一储能装置的进水管，所述第一储能装置上设置有出水管，所述出水管连接有两路热源输出管路，其中一路热源输出管路经导热油泵及第二蓄热控制阀与所述电加热箱的热源输入端连接，另一路热源输出管路经导热油泵及第二放热控制阀和第二储能装置后与风机盘管的热源输入端连接，所述风机盘管的输出端经第一放热控制阀与所述第一储能装置的热源输入端连接。
可选的，所述第一储能装置包括中心管、第一套管、第二套管、第三套管、第一环形通道、第二环形通道、顶部盖板、底部盖板、夏季工况相变材料、冬季工况相变材料、进水管和出水管；所述中心管置于所述第一储能装置中心，所述第一套管、第二套管和第三套管以中心管的中心为圆心，并沿半径增大方向依次套设在中心管的外侧；所述第一环形通道由中心管与第一套管所围空间构成；所述第二环形通道由第二套管与第三套管所围空间构成；所述夏季工况相变材料封装于中心管内；所述冬季工况相变材料封装于第一套管与第二套管围成的环状空间内；所述顶部盖板与底部盖板分别与所述第一储能装置的顶部与底部热熔连接；所述顶部盖板上设有盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口、盖板第四开口、盖板第五开口、盖板第六开口和连接板筋；所述第一套管与第二套管形成的环状封闭空间与底部盖板连接处设有底部第一开口、底部第二开口、底部第三开口和底部第四开口，所述第一环形通道通过底部第一开口、底部第二开口、底部第三开口和底部第四开口与第二环形通道连接相通，所述进水管与第一环形通道连通，所述出水管与第二环形通道连通。
可选的，所述第二储能装置包括箱体、换热盘管、储热材料、进水主管、出水主管以及控制器；箱体上设置有上盖板，所述换热盘管均匀排列在箱体内，在换热盘管外的箱体内填充有储热材料，所述换热盘管的进水端与进水主管连通，所述换热盘管的出水端与出水主管连通。
可选的，所述换热盘管为首尾依次相接的蛇形回路结构，所述换热盘管外壁上设置有换热翅片。
可选的；所述电加热箱和所述第一储能装置之间、第一储能装置和所述风机管盘之间、所述风机管盘和所述第二储能装置之间均分别连接有温度探测器，所述温度探测器电连接有显示器；所述第一储能装置和所述导热油泵之间设置有补液装置。
可选的，所述盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口、盖板第四开口、盖板第五开口、盖板第六开口均为扇形开口；盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口和盖板第四开口关于圆形盖板呈对称布置；盖板第五开口、盖板第六开口置于盖板第一开口、盖板第二开口盖板第三开口和盖板第四开口的内侧，且关于连接板筋呈对称布置。
可选的，所述进水管通过顶部盖板中的盖板第五开口、盖板第六开口与第一环形通道连通；所述出水管通过顶部盖板中的盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口、盖板第四开口与第二环形通道连通。
可选的，所述箱体和上盖板外设有保温层，所述保温层外覆盖保温外壳。
可选的，所述上盖板上设有排气口，排气口上设有排气阀。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明采用两个换热储能装置，缩短储热放热时间，可以有效避免相变材料换热不均匀，提高相变储能换热装置热水输出率。利用相变材料的固液相变化能够储存或释放热量的特性，通过均匀分布的换热盘管在相变材料与换热盘管中流过的水进行热量交换，实现热量的储存和释放，能够将锅炉的余热储存起来，或者利用谷电将电热能储存起来，在需要时再释放出来加以利用，起到了节约能源和减少能源浪费的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为本发明相变储能换热装置结构示意图；
图2为本发明相变储能换热装置的第一储能装置水平截面示意图；
图3为本发明相变储能换热装置的第一储能装置的中底部开口截面结构示意图；
图4为本发明相变储能换热装置的第一储能装置的中顶部盖板开口结构示意图；
图中：中心管1、第一套管2-1、第二套管2-2、第三套管2-3、第一环形通道3-1、第二环形通道3-2、顶部盖板4、盖板第一开口4-1、盖板第二开口4-2、盖板第三开口4-3、盖板第四开口4-4、盖板第五开口4-5、盖板第六开口4-6、连接板筋4-7、底部盖板5、夏季工况相变材料6、冬季工况相变材料7、进水管8、出水管9、底部第一开口10-1、底部第二开口10-2、底部第三开口10-3、底部第四开口10-4、电加热箱11、第一蓄热控制阀12、导热油泵13、第二蓄热控制阀14、第二放热控制阀15、风机盘管16、第一放热控制阀17、箱体18、换热盘管19、储热材料20、进水主管21、出水主管22、换热翅片23、温度探测器24、补液装置25、保温层26、保温外壳27。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种相变储能换热装置，以解决上述现有技术存在的问题，利用低谷电实现相变换热储能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种相变储能换热装置，如图1-图4所示，包括电加热箱11；电加热箱11的热源输出端通过第一蓄热控制阀12连接有第一储能装置的进水管，第一储能装置上设置有出水管，出水管连接有两路热源输出管路，其中一路热源输出管路经导热油泵13及第二蓄热控制阀14与电加热箱11的热源输入端连接，另一路热源输出管路经导热油泵13及第二放热控制阀15和第二储能装置后与风机盘管16的热源输入端连接，风机盘管16的输出端经第一放热控制阀17与第一储能装置的热源输入端连接。
具体的，第一储能装置包括中心管1、第一套管2-1、第二套管2-2、第三套管2-3、第一环形通道3-1、第二环形通道3-2、顶部盖板4、底部盖板5、夏季工况相变材料6、冬季工况相变材料7、进水管8和出水管9；中心管1置于第一储能装置的中心，第一套管2-1、第二套管2-2和第三套管2-3以中心管1的中心为圆心，并沿半径增大方向依次套设在中心管1的外侧；第一环形通道3-1由中心管1与第一套管2-1所围空间构成；第二环形通道3-2由第二套管2-2与第三套管2-3所围空间构成；夏季工况相变材料6封装于中心管1内；冬季工况相变材料7封装于第一套管2-1与第二套管2-2围成的环状空间内；顶部盖板4与底部盖板5分别与第一储能装置的顶部与底部热熔连接；顶部盖板4上设有盖板第一开口4-1、盖板第二开口4-2、盖板第三开口4-3、盖板第四开口4-4、盖板第五开口4-5、盖板第六开口4-6和连接板筋4-7；第一套管2-1与第二套管2-2形成的环状封闭空间与底部盖板5连接处设有底部第一开口10-1、底部第二开口10-2、底部第三开口10-3和底部第四开口10-4，第一环形通道3-1通过底部第一开口10-1、底部第二开口10-2、底部第三开口10-3和底部第四开口10-4与第二环形通道3-2连接相通，进水管8与第一环形通道3-1连通，出水管9与第二环形通道3-2连通。
盖板第一开口4-1、盖板第二开口4-2、盖板第三开口4-3、盖板第四开口4-4、盖板第五开口4-5、盖板第六开口4-6均为扇形开口；盖板第一开口4-1、盖板第二开口4-2、盖板第三开口4-3和盖板第四开口4-4关于圆形盖板呈对称布置；盖板第五开口4-5、盖板第六开口4-6置于盖板第一开口4-1、盖板第二开口4-2、盖板第三开口4-3和盖板第四开口4-4的内侧，且关于连接板筋4-7呈对称布置，开口大小依据第一储能装置循环流量确定；底部第一开口10-1、底部第二开口10-2、底部第三开口10-3和底部第四开口10-4关于圆心呈对称布置，开口大小依据第一储能装置循环流量确定；进水管8通过顶部盖板4中的盖板第五开口4-5、盖板第六开口4-6与第一环形通道3-1连通；出水管9通过顶部盖板4中的盖板第一开口4-1、盖板第二开口4-2、盖板第三开口4-3、盖板第四开口4-4与第二环形通道3-2连通。
第二储能装置包括箱体18、换热盘管19、储热材料20、进水主管21、出水主管22以及控制器；箱体18上设置有上盖板，换热盘管19均匀排列在箱体18内，在换热盘管19外的箱体内填充有储热材料20，换热盘管19的进水端与进水主管21连通，换热盘管19的出水端与出水主管22连通。
进一步优选的，换热盘管19为首尾依次相接的蛇形回路结构，换热盘管19外壁上设置有换热翅片23。电加热箱11和第一储能装置之间、第一储能装置和风机管盘16之间、风机管盘16和第二储能装置之间均分别连接有温度探测器24，温度探测器24电连接有显示器；第一储能装置和导热油泵13之间设置有补液装置25。箱体18和上盖板外设有保温层26，保温层26外覆盖保温外壳27。上盖板上设有排气口，排气口上设有排气阀。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种相变储能换热装置，其特征在于：包括电加热箱；所述电加热箱的热源输出端通过第一蓄热控制阀连接有第一储能装置的进水管，所述第一储能装置上设置有出水管，所述出水管连接有两路热源输出管路，其中一路热源输出管路经导热油泵及第二蓄热控制阀与所述电加热箱的热源输入端连接，另一路热源输出管路经导热油泵及第二放热控制阀和第二储能装置后与风机盘管的热源输入端连接，所述风机盘管的输出端经第一放热控制阀与所述第一储能装置的热源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述第一储能装置包括中心管、第一套管、第二套管、第三套管、第一环形通道、第二环形通道、顶部盖板、底部盖板、夏季工况相变材料、冬季工况相变材料、进水管和出水管；所述中心管置于所述第一储能装置中心，所述第一套管、第二套管和第三套管以中心管的中心为圆心，并沿半径增大方向依次套设在中心管的外侧；所述第一环形通道由中心管与第一套管所围空间构成；所述第二环形通道由第二套管与第三套管所围空间构成；所述夏季工况相变材料封装于中心管内；所述冬季工况相变材料封装于第一套管与第二套管围成的环状空间内；所述顶部盖板与底部盖板分别与所述第一储能装置的顶部与底部热熔连接；所述顶部盖板上设有盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口、盖板第四开口、盖板第五开口、盖板第六开口和连接板筋；所述第一套管与第二套管形成的环状封闭空间与底部盖板连接处设有底部第一开口、底部第二开口、底部第三开口和底部第四开口，所述第一环形通道通过底部第一开口、底部第二开口、底部第三开口和底部第四开口与第二环形通道连接相通，所述进水管与第一环形通道连通，所述出水管与第二环形通道连通。
3.根据权利要求1所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述第二储能装置包括箱体、换热盘管、储热材料、进水主管、出水主管以及控制器；箱体上设置有上盖板，所述换热盘管均匀排列在箱体内，在换热盘管外的箱体内填充有储热材料，所述换热盘管的进水端与进水主管连通，所述换热盘管的出水端与出水主管连通。
4.根据权利要求3所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述换热盘管为首尾依次相接的蛇形回路结构，所述换热盘管外壁上设置有换热翅片。
5.根据权利要求1所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述电加热箱和所述第一储能装置之间、第一储能装置和所述风机管盘之间、所述风机管盘和所述第二储能装置之间均分别连接有温度探测器，所述温度探测器电连接有显示器；所述第一储能装置和所述导热油泵之间设置有补液装置。
6.根据权利要求2所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口、盖板第四开口、盖板第五开口、盖板第六开口均为扇形开口；盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口和盖板第四开口关于圆形盖板呈对称布置；盖板第五开口、盖板第六开口置于盖板第一开口、盖板第二开口盖板第三开口和盖板第四开口的内侧，且关于连接板筋呈对称布置。
7.根据权利要求2所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述进水管通过顶部盖板中的盖板第五开口、盖板第六开口与第一环形通道连通；所述出水管通过顶部盖板中的盖板第一开口、盖板第二开口、盖板第三开口、盖板第四开口与第二环形通道连通。
8.根据权利要求3所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述箱体和上盖板外设有保温层，所述保温层外覆盖保温外壳。
9.根据权利要求8所述的相变储能换热装置，其特征在于：所述上盖板上设有排气口，排气口上设有排气阀。
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