CN201583173U - 复合式蓄热装置 - Google Patents

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赵新红
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Abstract

本实用新型公开了一种可用于太阳能热水或采暖系统中，也可作为普通热源的热水或采暖供热系统的复合式蓄热装置，它包括水箱，在水箱上设置有加热环路进水管、加热环路出水管、供热环路出水管、供热环路回水管及设置有泄水阀的泄水管，其中，水箱内设置有上、下均流孔板，它将水箱分成上相变蓄热区、中相变蓄热区及下相变蓄热区，上、中、下相变蓄热区内分别设置有上蓄热球、中蓄热球、下蓄热球。本实用新型结构简单，利用相变蓄热球，减少水箱体积，节约空间，提高了集热效率，不同的蓄热区，将不同温度的热能分层存储，均流孔板，阻隔相邻分区之间的热量交换，使热量分层稳定，同时保证了用户所需的热水的温度。

Description

复合式蓄热装置
技术领域：
本实用新型属于供热领域的蓄热装置，具体涉及一种复合式蓄热装置，该装置可用于太阳能热水或采暖系统中，也可作为普通热源的热水或采暖供热系统的蓄热装置。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，用于建筑采暖和空调的能源消耗不断增加。我国的能源紧缺和环境污染形式日益严峻，节能减排已经成为全社会的共同目标和责任。太阳能作为一种十分重要的清洁可再生资源，已经成为学术界关注的问题。在我国，太阳能热水系统已进入推广应用阶段，但是，由于太阳辐射具有不稳定性，以及太阳辐射与用热负荷的不一致性，蓄热装置是太阳能供热系统中的一个必备部件。由于水的比热大、性能稳定，因此，水的显热蓄热是最为成熟、应用也最为广泛的蓄热方式。目前，在太阳能热水系统中普遍采用水箱作为蓄热装置。但是，我国在供热系统中所使用的蓄热水箱，一般水箱上开有热水出水口，冷水进水口，以及与集热器的进出、水口，这种蓄热水箱水温混为一体，整体温度偏高，使回流到集热器里的水温与用户端取热水温度相差无几，造成集热器效率偏低，尤其是当用户要较高温度热水时，还需辅助以常规能源加热。因此，提高整个太阳能系统的效率，以及提高蓄热水箱的有效蓄热量，是解决问题的关键。
实用新型内容：
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种复合式蓄热装置，它是通过设置不同的蓄热区，在不同的蓄热区设置不同的相变材料，利用相变材料的巨大潜热，将热能存储在不同的相变材料内，相变材料可在温度变化不大的范围内吸收更多的热量，这样不仅减少了蓄热装置的体积，还能够保证蓄热装置的每个分区的温度保持在一个温度范围内。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种复合式蓄热装置，它包括水箱1，在水箱1上设置有加热环路进水管10、加热环路出水管13、供热环路出水管8、供热环路回水管2及泄水管15，泄水管15上设置有泄水阀14，其中：所述的水箱1内设置有上均流孔板11及下均流孔板12，上均流孔板11及下均流孔板12将水箱1分成上相变蓄热区9、中相变蓄热区6及下相变蓄热区4，上相变蓄热区9内设置有上蓄热球7，上蓄热球7之间有间隙，中相变蓄热区6内设置有中蓄热球5，中蓄热球5之间有间隙，下相变蓄热区4内设置有下蓄热球3，下蓄热球3之间有间隙。
进一步，所述的上蓄热球7、中蓄热球5、下蓄热球3均为相变蓄热球，上蓄热球7的相变温度为50℃～70℃，中蓄热球5的相变温度为30℃～50℃，下蓄热球3的相变温度为15℃～30℃。
进一步，所述的上均流孔板11及下均流孔板12上均对称分布有均流孔，均流孔开孔面积占其所在的上均流孔板11或下均流孔板12面积的30-70％。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型结构简单，利用相变蓄热球，减少了水箱的体积，提高了单位容积的水箱蓄热容量，节约空间，提高了集热系统的集热效率，设置不同的相变蓄热区，将不同温度的热能分层存储，设置均流孔板，阻隔相邻分区之间的热量交换，使温度分层稳定，同时保证了用户所需的热水的温度。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，加热环路进水管10及供热环路出水管8分别设置在水箱1的上部的两侧，加热环路出水管13及供热环路回水管2设置在水箱1的下部的两侧，水箱1的底部设置有泄水管15，泄水管15上设置有泄水阀14，水箱1内设置有上均流孔板11及下均流孔板12，上均流孔板11及下均流孔板12将水箱1分成上相变蓄热区9、中相变蓄热区6及下相变蓄热区4，上相变蓄热区9内设置有上蓄热球7，上蓄热球7的数量与上相变蓄热区9的容积及单个上蓄热球7的体积有关，上蓄热球7之间有间隙，中相变蓄热区6内设置有中蓄热球5，中蓄热球5的数量与中相变蓄热区6的容积及单个中蓄热球5的体积有关，中蓄热球5之间有间隙，下相变蓄热区4内设置有下蓄热球3，下蓄热球3的数量与下相变蓄热区4的容积及单个下蓄热球3的体积有关，下蓄热球3之间有间隙，上蓄热球7、中蓄热球5、下蓄热球3均为相变蓄热球，上蓄热球7的相变温度为50℃～70℃，中蓄热球5的相变温度为30℃～50℃，下蓄热球3的相变温度为15℃～30℃，上均流孔板11及下均流孔板12上均对称分布有均流孔，均流孔开孔面积占其所在的上均流孔板11或下均流孔板12面积的30-70％。
使用时，当需要蓄热时，经过集热器加热后的热水通过加热环路进水管10进入上相变蓄热区9，在上相变蓄热区9与上蓄热球7进行热交换，热能被上蓄热球7吸收，热水温度降低，上蓄热球7之间有间隙，便于热水在上蓄热球7之间流动，使热交换更充分，然后通过上均流孔板11上的均流孔，进入中相变蓄热区6，在中相变蓄热区6内与中蓄热球5进行热交换，部分热能被中蓄热球5吸收，热水温度进一步降低，中蓄热球5之间有间隙，便于热水在中蓄热球5之间流动，使热交换更充分，然后通过下均流孔板12的均流孔，进入下相变蓄热区4，在下相变蓄热区4内与下蓄热球3进行热交换，部分温度被下蓄热球3吸收，水温进一步降低，下蓄热球3之间有间隙，便于热水在下蓄热球3之间流动，使热交换更充分，与下蓄热球3热交换后的低温水由加热环路出水管13流出水箱1，重新进入集热器进行加热。
当取用热水时，经过集热器加热后的热水通过加热环路进水管10进入上相变蓄热区9，在上相变蓄热区9内与上蓄热球7进行热交换后，由于上蓄热球7内存储有热量，因此，在热水与上蓄热球7进行热交换时，如果热水的温度高于上蓄热球7的温度，则热量从热水流向上蓄热球7，如果上蓄热球7的温度高于热水的温度，则热量从上蓄热球7流向热水，这样就保证了流向用户端的热水的水温保持稳定，热交换后的热水直接从供热环路出水管8流向用户端，相应的冷水从供热环路回水管2流进水箱1的下相变蓄热区4，然后从加热环路出水管13进入集热器进行加热。
当集热器不工作，取用热水时，冷水从供热环路回水管2流进水箱1的下相变蓄热区4，在下相变蓄热区4与下蓄热球3进行热交换，下蓄热球3内存储的热量流向冷水，水温升高，然后经过下均流孔板12的均流孔，进入中相变蓄热区6，在中相变蓄热区6内与中蓄热球5进行热交换，中蓄热球5内存储的热量流向冷水，水温进一步升高，然后经过上均流孔板11上的均流孔，进入上相变蓄热区9，在上相变蓄热区9与上蓄热球7进行热交换，上蓄热球7内存储的热量流向冷水，水温再一次升高，然后，热水从供热环路出水管8流向用户端，供用户使用。
蓄热和取热这两个过程可分开单独进行，也可同时进行，上均流孔板11与下均流孔板12减缓水箱1内水的流动，使蓄热区内的水与蓄热球进行尽可能充分的热交换，实现了水的更好分层，从而形成了水箱顶部温度较高，底部温度较低，有利于提高集热器的集热效率，实现节能。
最后要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。

Claims (3)

1.一种复合式蓄热装置，它包括水箱(1)，在水箱(1)上设置有的加热环路进水管(10)、加热环路出水管(13)、供热环路出水管(8)、供热环路回水管(2)及泄水管(15)，泄水管(15)上设置有泄水阀(14)，其特征在于：所述的水箱(1)内设置有上均流孔板(11)及下均流孔板(12)，上均流孔板(11)及下均流孔板(12)将水箱(1)分成上相变蓄热区(9)、中相变蓄热区(6)及下相变蓄热区(4)，上相变蓄热区(9)内设置有上蓄热球(7)，上蓄热球(7)之间有间隙，中相变蓄热区(6)内设置有中蓄热球(5)，中蓄热球5之间有间隙，下相变蓄热区(4)内设置有下蓄热球(3)，下蓄热球(3)之间有间隙。
2.根据权利要求1所述的复合式蓄热装置，其特征在于：所述的上蓄热球(7)、中蓄热球(5)、下蓄热球(3)均为相变蓄热球，上蓄热球(7)的相变温度为50℃～70℃，中蓄热球(5)的相变温度为30℃～50℃，下蓄热球(3)的相变温度为15℃～30℃。
3.根据权利要求1所述的复合式蓄热装置，其特征在于：所述的上均流孔板(11)及下均流孔板(12)上均对称分布有均流孔，均流孔开孔面积占其所在的上均流孔板(11)或下均流孔板(12)面积的30-70％。
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