CN206583343U - 一种夹套式多通道相变储热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种夹套式多通道相变储热装置，包括外壳，外壳的底部设置有支撑底座，外壳的内部安装有内胆，外壳的内壁上设置有保温层，内胆与保温层之间形成的间隙设置为充水夹套，充水夹套两端通过滚焊工艺与内胆连接为一体，内胆的中部设置有相变储料箱，相变储料箱的顶部设置有上部水通道，相变储料箱的底部设置有下部水通道，解决了现有相变储热装置的很多设计缺陷，单位体积储热量大，焊接点少，生产成本低，安装方便，易于维护，运行费用低，且采用夹套式多通道换热，充放热迅速，供热稳定。

Description

一种夹套式多通道相变储热装置

技术领域

本实用新型涉及储热装置，尤其是涉及一种夹套式多通道相变储热装置。

背景技术

目前的相变储热装置，主要由外壳、内胆和盘管组成，盘管一般采用蛇形盘管或螺旋盘管，零件间的连接多采用内部或外部焊接，内胆填充相变材料，盘管埋设在相变材料中，一般没有内部热源且焊点较多。除此之外，换热盘管在内胆中的分布均匀性直接影响相变储热装置的换热效率，尤其是在储热装置边界拐角处换热效果很差，使装置的整体换热效率不高，且装置结构复杂，流动阻力大，生产成本高。国内也有采用外壳、内胆和储热元件组成的相变储热装置，内部储热元件多为球型、圆柱或圆柱环形等类似结构，但其内部换热元件存在封装困难、焊点易泄露、换热不均匀、单位体积相变材料封装量小、换热效率偏低、生产成本高等问题，尚未出现比较成熟的设计。

综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种夹套式多通道相变储热装置，以解决现有技术的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种夹套式多通道相变储热装置，该装置采用夹套式内胆，且内胆内部空间被分割成三个部分，自带热源，可采用谷电蓄热、运行费用低、换热效率高、充放热迅速、单位体积储热量大、供热稳定(可24小时连续供热)、安装方便、易于维护。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种夹套式多通道相变储热装置，包括外壳，外壳的底部设置有支撑底座，外壳的内部安装有内胆，外壳的内壁上设置有保温层，内胆与保温层之间形成的间隙设置为充水夹套，充水夹套两端通过滚焊工艺与内胆连接为一体，内胆的中部设置有相变储料箱，相变储料箱的顶部设置有上部水通道，相变储料箱的底部设置有下部水通道，上部水通道的内部设置有直接连通相变储料箱的相变材料进料口，相变材料进料口的顶部安装有三通管，相变储料箱由若干种不同的螺旋盘管按直径大小递增排列组成，螺旋盘管连通贯穿相变材料箱，螺旋盘管与上下两端设置的隔板一体成型，螺旋盘管的外侧与上下隔板形成的闭封空间用于盛装相变材料，螺旋盘管的内部流道连通上部水通道与下部水通道形成流体流动空间，下部水通道的侧边设置有电加热器。

进一步，所述的上部水通道的侧边设置有内胆出水口，下部水通道的侧边设置有内胆进水口，下部水通道的底部设置有排污口。

在本实用新型所述的内胆的侧边分别开设有外部热源循环出口、外部热源进口，外部热源通过外部热源进口连接内胆，外部热源采用工业余热、太阳能、锅炉、空气源热泵其中的一种形式，内胆内壁采用搪瓷工艺加工制成，相变储料箱的上下两端的隔板的外沿与内胆的内壁焊接制成。

进一步，所述的上部水通道与下部水通道的四周设置有若干夹套通孔，夹套通孔连通内胆和充水夹套之间的流体空间。

进一步，所述的电加热器的周围设置有测量孔，测量孔包含有镁棒孔，温度测量盲孔，液位计孔，电加热器采用夜间的低谷电。

进一步，所述的三通管的一个接口设置为温度测量口，三通管的另一个接口设置为相变材料压力泄放口，温度测量口安装温度传感器，压力泄放口安装有安全阀。

进一步，所述的螺旋盘管材质采用不锈钢，碳钢、铜、铝，根据相变材料性质差异进行调整。

进一步，所述的相变材料为有机相变材料或无机相变材料。

进一步，所述的流体流动空间的换热介质为水、导热油、防冻液、熔盐其中的一种。

进一步，所述的保温层采用的材质为发泡聚氨酯保温层、VIP真空绝热板、岩棉、橡塑棉。

本实用新型的有益效果是：

1、内胆采用夹套式设计，通过多个换热面与相变材料相接触，且夹套上部、下部通过开设的若干行通孔与内胆流体空间相连通，促进流体循环，提高换热效率。

2、内胆采用多通道结构，通过两块隔板分割成上部水通道、相变材料箱、下部水通道三个部分，上部水通道、下部水通道与相变储料箱通过若干直径不同的换热盘管内部流道相连通，组成流体流动空间。内胆内表面采用搪瓷工艺以适应不同性质的相变材料，避免了内部腐蚀等问题，加工成本低，使用寿命长。

3、内胆下部水通道安装有电加热装置，晚间可启动，充分利用低谷价电，响应国家“移峰填谷”政策。白天高峰期间，相变储热装置可充分利用工业余热、太阳能、锅炉或空气源热泵等热源蓄热，而到了晚间，可利用晚间低价电进行蓄热，缓解电网压力，降低整个系统耗能，最大限度的降低成本。

4、内胆上部材料进口设有温度传感器和安全阀，下部电加热器附近设有镁棒、温度传感器及水位计，实时监控相变材料和换热介质温度及水位，保证设备安全运行。

5、内胆与外胆之间添加保温层，底部设有排污口，储热装置底部安装支撑底座，加固、防护，确保储热装置的安全运行。

6、储热装置整体结构设计新颖，整体焊接点少，解决了许多现有相变储热装置的缺陷，显著提高了相变储热装置的蓄放热效率，降低了产品的生产成本，延长了其使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型螺旋盘管结构示意图。

图中1-外壳；2-保温层；3-相变材料进料口；4-内胆；5-上部水通道；6-内胆出水口；7-充水夹套；8-隔板；9-夹套通孔；10-内胆进水口；11-支撑底座；12-测量孔；13-排污口；14-电加热器；15-外部热源进口；16-下部水通道；17-螺旋盘管；18-相变储料箱；19-外部热源循环出口。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2，一种夹套式多通道相变储热装置，包括外壳1，外壳1的底部设置有支撑底座11，外壳1的内部安装有内胆4，外壳1的内壁上设置有保温层2，内胆4与保温层2之间形成的间隙设置为充水夹套7，充水夹套7两端通过滚焊工艺与内胆4连接为一体，内胆4的中部设置有相变储料箱18，相变储料箱18的顶部设置有上部水通道5，相变储料箱18的底部设置有下部水通道16，上部水通道5的内部设置有直接连通相变储料箱18的相变材料进料口3，相变材料进料口3的顶部安装有三通管，相变储料箱18由若干种不同的螺旋盘管17按直径大小递增排列组成，螺旋盘管17连通贯穿相变材料箱18，螺旋盘管17与上下两端设置的隔板8一体成型，隔板8上的四个开孔与螺旋盘管17端部流体进出口完全重合，螺旋盘管17之间根据直径不同采用最优换热间距，螺旋盘管17的外侧与上下隔板8形成的闭封空间用于盛装相变材料，螺旋盘管17的内部流道连通上部水通道5与下部水通道16形成流体流动空间，下部水通道16的侧边设置有电加热器14。

上部水通道5的侧边设置有内胆出水口6，下部水通道16的侧边设置有内胆进水口10，下部水通道16的底部设置有排污口13。

内胆4上部相变材料进料口3其外部连接三通管，其中一口可作为相变材料进口及温度测量口，另一口可安装安全阀以作为相变材料压力泄放口，实时监控相变材料温度，保证设备安全运行。内胆4底部设置有排污口13，便于排放内胆中的杂质等，外壳1下方设有支撑底座11，既具有固定支撑作用，又便于排污口13泄放杂质等。

在本实用新型所述的内胆4的侧边分别开设有外部热源循环出口19、外部热源进口15，外部热源通过外部热源进口15连接内胆4，外部热源采用工业余热、太阳能、锅炉、空气源热泵其中的一种形式，内胆4内壁采用搪瓷工艺加工制成，相变储料箱18的上下两端的隔板8的外沿与内胆4的内壁焊接制成。

上部水通道5与下部水通道16的四周设置有若干夹套通孔9，夹套通孔9连通内胆4和充水夹套7之间的流体空间。

电加热器14的周围设置有测量孔12，测量孔12包含有镁棒孔，温度测量盲孔，液位计孔，电加热器12采用夜间的低谷电。

三通管的一个接口设置为温度测量口，三通管的另一个接口设置为相变材料压力泄放口，温度测量口安装温度传感器，压力泄放口安装有安全阀。

螺旋盘管17材质采用不锈钢，碳钢、铜、铝，根据相变材料性质差异进行调整。相变材料为有机相变材料或无机相变材料，流体流动空间的换热介质为水、导热油、防冻液、熔盐其中的一种。保温层2采用的材质为发泡聚氨酯保温层、VIP真空绝热板、岩棉、橡塑棉。

本实用新型的夹套式多通道相变储热装置在实际应用中，能实现以下功能：

充热：利用夜间低谷电或外接热源给换热介质加热升温，换热介质因温升而形成内部自然对流及外部系统的强制对流，与此同时，充水夹套促进换热介质循环并对相变储料箱周围进行加热，显著加快换热介质温度升高，促进相变材料迅速吸热，最后将热量储存到换热介质和相变储料箱的储热材料中，完成储热过程。本实用新型夹套式多通道相变储热装置也可以利用工业余热、锅炉或空气源热泵等热源，通过水泵循环，将热量储存到相变蓄热材料中；储料箱中的相变材料吸收热量后温度逐渐升高至相变温度点，发生相变并继续吸热，相变完全后仍可继续升温吸热，完成储热过程。

放热：当需要热量供应时，通过控制水泵或阀门开关将冷的换热流体通过内胆进水口进入夹套式多通道相变储热装置内胆中，冷的换热流体与热的换热流体主要在内胆上、下部水通道相混合，并通过上部水通道周围壁面上的通孔促进换热，使换热流体在流过相变储料箱的过程中，充分吸收相变材料内储存的热量，通过内胆出水口将热的换热流体输送到需要热量的位置，即开即热；随着冷的换热流体不断通入相变储热装置，相变材料温度逐渐下降，降至相变点时释放潜热，相变结束后继续利用其显热，直至热量无法换出，最后完成放热过程。

与现有技术相比，本实用新型对相变储热装置结构进行了创新性设计，其结构新颖，采用夹套式多通道结构，焊接点少且采用搪瓷工艺，解决了现有相变储热装置的很多设计缺陷，单位体积储热量大，焊接点少，生产成本低，安装方便，易于维护，加谷电利用，运行费用低，且采用夹套式多通道换热，充放热迅速，供热稳定。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种夹套式多通道相变储热装置，包括外壳，外壳的底部设置有支撑底座，其特征在于：外壳的内部安装有内胆，外壳的内壁上设置有保温层，内胆与保温层之间形成的间隙设置为充水夹套，充水夹套两端通过滚焊工艺与内胆连接为一体，内胆的中部设置有相变储料箱，相变储料箱的顶部设置有上部水通道，相变储料箱的底部设置有下部水通道，上部水通道的内部设置有直接连通相变储料箱的相变材料进料口，相变材料进料口的顶部安装有三通管，相变储料箱由若干种不同的螺旋盘管按直径大小递增排列组成，螺旋盘管连通贯穿相变材料箱，螺旋盘管与上下两端设置的隔板一体成型，螺旋盘管的外侧与上下隔板形成的闭封空间用于盛装相变材料，螺旋盘管的内部流道连通上部水通道与下部水通道形成流体流动空间，下部水通道的侧边设置有电加热器。

2.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的上部水通道的侧边设置有内胆出水口，下部水通道的侧边设置有内胆进水口，下部水通道的底部设置有排污口。

3.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的内胆的侧边分别开设有外部热源循环出口、外部热源进口，外部热源通过外部热源进口连接内胆，外部热源采用工业余热、太阳能、锅炉、空气源热泵其中的一种形式，内胆内壁采用搪瓷工艺加工制成，相变储料箱的上下两端的隔板的外沿与内胆的内壁焊接制成。

4.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的上部水通道与下部水通道的四周设置有若干夹套通孔，夹套通孔连通内胆和充水夹套之间的流体空间。

5.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的电加热器的周围设置有测量孔，测量孔包含有镁棒孔，温度测量盲孔，液位计孔，电加热器采用夜间的低谷电。

6.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的三通管的一个接口设置为温度测量口，三通管的另一个接口设置为相变材料压力泄放口，温度测量口安装温度传感器，压力泄放口安装有安全阀。

7.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的螺旋盘管材质采用不锈钢，碳钢、铜、铝，根据相变材料性质差异进行调整。

8.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的相变材料为有机相变材料或无机相变材料。

9.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的流体流动空间的换热介质为水、导热油、防冻液、熔盐其中的一种。

10.根据权利要求1所述一种夹套式多通道相变储热装置，其特征在于：所述的保温层采用的材质为发泡聚氨酯保温层、VIP真空绝热板、岩棉、橡塑棉。