CN114322622A - 一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置 - Google Patents

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蒋静智
安京州
刘华峰
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Abstract

本发明提供了一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，该装置主要包括热流体入口1、热流体出口2、壳体3、保温层4、蓄热室（冷凝室）5、冷、热流体通道6、换热管7、轴承8、特制叶轮9、相变材料10、驱动轮11、温度感应器12、冷流体进口13、冷流体出口14。所述蓄热室5设于所述壳体3内，所述壳体3与外界之间设有保温层4，所述特制叶轮9位于所有换热管7上，所述蓄热室（冷凝室）5内设有冷凝单元和蒸发单元。蓄热时在其壳体内部设有温度感应器12，驱动轮11可带动特制叶轮9旋转，增加融化石蜡的热扰动，加快蓄热速度，降低蓄热时间；冷凝时，特制叶轮9将远离换热管7的高温石蜡送到换热管附近，增加扰动，加快冷凝速度。

Description

一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置
技术领域
本发明涉及热能的储存和释放，具体涉及到一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，属于相变储能领域。
背景技术
在能源需求不断扩大以及化石能源不断减少的大背景下，新能源、可再生能源越来越被人们重视，新的节能技术也不断被推广，然而，在工业及民用领域，仍然有很多废热、余热不能及时得到利用排放，造成能源的浪费和废热对环境的污染，能源的有效储存对于提高能源的利用率和减少环境的污染具有重要的意义。但是目前许多的蓄热器还面临着无法快速蓄热和放热的难题，相变材料的利用率低，造成热量浪费，同时还会导致蓄热器整体温度不均匀，减少蓄热器的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，可以快速的将热流体的热量保存转移。
本发明的具体方案为：
一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，包括热流体入口、热流体出口、壳体、保温层、蓄热室（冷凝室）、冷、热流体通道、换热管、轴承、特制叶轮、相变材料、驱动轮、温度感应器、冷流体进口、冷流体出口，所述蓄热室设于所述壳体内，所述壳体与外界之间设有保温层，所述特制叶轮包围在所有换热管周围。在其壳体内部设有温度感应器，在壳体外部设有驱动轮，可带动特制叶轮旋转。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，所述冷凝单元包括冷流体通道、换热管和相变材料，所述冷流体通道置于所述冷凝室内，所述冷流体通道内注有冷流体，所述相变材料填充于所述冷凝单元，所述冷流体通道的两端设有冷流体进口和冷流体出口，所述冷流体进口和所述冷流体出口均设于所述冷凝单元所在的冷凝室壁。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，所述蒸发单元包括换热管、热流体通道和相变材料，所述热流体通道置于所述蓄热室内，所述热流体通道内注有热流体，所述相变材料填充于所述蒸发单元，所述热流体通道的两端设有热流体进口和热流体出口，所述热流体进口和所述热流体出口均设于所述蒸发单元所在的蓄热室壁。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，所有的换热管上均包围有特制叶轮。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，换热管均为正三角形排列，且间距为直径的1.5倍。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，在每个换热管上的特制叶轮由3个叶片组成，每个叶片之间的夹角为120度。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，每个特制叶轮在蓄热器蓄热时可以实现加快其蓄热速度的目的，在放热的时候，可实现加快放热速度的目的。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，吸收能量的过程和释放能量的过程，其中：
当有多余的可利用热量产生的时候，其热流体流经热流体通道到达换热管后释放热量，释放的热量使相变材料发生相变，使得多余的能量得到保存，热量尽数保存于相变材料内。冷流体流经冷凝室的时候，相变材料释放热量，相变材料从新变为固态，加热冷流体，实现能量传递的目的。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，所述冷流体为气体或者液体，所述热流体为气体或者液体。
在上述一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，所述相变材料的相变温度低于所述热流体的温度。
本发明产生的有益效果是：
热传递将热量传递到石蜡上，使得热管周围的石蜡融化，通过温度检测器确定特制叶轮的最外部是否融化，当融化后，特制叶轮开始旋转，带动热管周围的高温融化石蜡向换热管周围扩散，使得高温石蜡与未融化石蜡接触，以达到快速蓄热的目的。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更好地理解本发明。此处的附图仅供参考理解。
图1 为本发明一种快速蓄热装置的结构示意图:
图2 为本发明特制叶轮的横切图。
图3为本发明换热管的排列方式。
图中：1、热流体入口 2、热流体出口 3、壳体 4、保温层 5、蓄热室 6冷、热流体通道 7换热管 8轴承 9、特制叶轮 10、相变材料 11、驱动轮 12、温度感应器 13、冷流体进口14、冷流体出口。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进一步详细说明
具体实施方式一：如图1是一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置结构示意图，包括热流体入口1、热流体出口2、壳体3、保温层4、蓄热室（冷凝室）5、冷热流体通道 6、换热管7、轴承 8、特制叶轮9、相变材料10、驱动轮11、温度感应器12、冷流体进口13、冷流体出口14。蓄热室5设于所述壳体3内，壳体2与外界之间设有保温层4，特制叶轮9包围在所有换热管7周围。在其壳体3内部设有温度感应器12，在壳体3外部设有驱动轮11，可带动特制叶轮9旋转。
具体实施方式二：冷凝单元包括冷流体通道6、换热管7和相变材料10，冷流体通道置于所述冷凝室5内，冷流体通道内注有冷流体，相变材料10填充于所述冷凝单元，所述冷流体通道6的两端设有冷流体进口13和冷流体出口14，所述冷流体进口13和所述冷流体出口14设于所述冷凝单元所在的冷凝室5壁。
具体实施方式三：蒸发单元包括热流体通道6、换热管7和相变材料10，热流体通道置于所述蓄热室5内，热流体通道内注有热流体，相变材料10填充于所述蒸发单元，所述热流体通道6的两端设有热流体进口1和热流体出口2，所述热流体进口1和所述热流体出口2设于所述蒸发单元所在的蓄热室5壁。
具体实施方式四：冷流体为气体或者液体，热流体为气体或者液体，所述相变材料10的相变温度低于所述热流体的温度。
具体实施方式五：当有废热存在时，为避免能量的浪费，高温的热流体需要蓄热储存，当有可以利用的热流体热量时，热流体流经热流体通道释放热量，释放热量的过程具体为：
当蓄热时，热流体从热流体进口1进入热流体通道6，流经换热管7，释放热量，相变材料10吸收热量后，达到一定温度（熔点）发生相变，被温度检测器器检测到特制叶轮最外部温度发生改变之后，特制叶轮9开始工作，将融化后的石蜡输送到远离换热管处，增加融化石蜡的热扰动，降低蓄热时间。当冷凝时，冷流体通过冷流体进口13流入冷流体通道6，流经换热管7，从冷流体出口14流出，在换热管中吸收相变材料10中储存的能量，特制叶轮将远离换热管的融化石蜡送到换热管附近，增加扰流，实现加快冷凝速度的目的，实现热量的传递，在相变材料10的热能释放过程中，实现了对冷流体的加热。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细说明。

Claims (10)

1.一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于包括 热流体入口1、 热流体出口2、 壳体3、 保温层4、 蓄热室（冷凝室）5、 冷、热流体通道 6、 换热管 7、 轴承 8、特制叶轮9、 相变材料10、驱动轮11、温度感应器12、 冷流体进口 13、冷流体出口 14，
所述蓄热室（冷凝室）5设于所述壳体3内，所述壳体3与外界之间设有保温层4，所述特制叶轮9包围在所有换热管7周，在其壳体3内部设有温度感应器12，驱动轮11可带动特制叶轮9旋转，增加相变材料融化后的热扰动，加快蓄热速度，冷凝时，特制叶轮9将远离换热管7的高温石蜡送到换热管附近，增加扰动，加快冷凝速度。
2.根据权利要求1所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，所述冷凝单元包括冷流体通道6、换热管7相变材料10，所述冷流体通道6置于所述冷凝室5内，所述冷流体管道6内注有冷流体，所述相变材料10填充于所述冷凝单元，所述冷流体通道6的两端设有冷流体进口13和冷流体出口14，所述冷流体进口13和所述冷流体出口14设于所述冷凝单元所在的冷凝室5壁。
3.根据权利要求1所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，所述蒸发单元包括换热管7、热流体通道6和相变材料10，所述热流体通道6置于所述蓄热室5内，所述热流体通道6内注有热流体，所述相变材料10填充于所述蒸发单元，所述热流体通道6的两端设有热流体进口1和热流体出口2，所述热流体进口1和所述热流体出口2均设于所述蒸发单元所在的蓄热室5壁。
4.根据权利要求1所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，所有的换热管7上均设有特制叶轮9。
5.根据权利要求1所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，换热管7均为正三角形排列，且间距为直径的1.5倍。
6.根据权利要求5所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，包围在每个换热管7周围的特制叶轮9由3个叶片组成，每个叶片之间的夹角为120度。
7.根据权利要求6所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，每个特制叶轮9在蓄热器蓄热时可以实现加快其蓄热速度的功能，在放热的时候可以实现加快放热速度的功能。
8.根据权利要求7所述的一种加快石蜡蓄热器蓄热和放热的装置，其特征在于，吸收能量和释放能量的过程，其中：
当有多余的可利用热量产生的时候，其热流体流经热流体通道到达换热管，释放热量，释放的热量使得相变材料发生相变，使多余的能量得到保存，热量尽数保存于相变材料内；当冷流体流经冷凝室时，高温相变材料释放热量，相变材料重新变为固态，加热冷流体，实现能量传递的目的。
9.根据权利要求8所述的快速蓄热装置的热循环方法，其特征在于，所述冷流体为气体或液体，所述热流体为气体或液体。
10.根据权利要求8所述的快速蓄热装置的热循环方法，其特征在于，所述相变材料的相变温度低于所述热流体的温度。
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