CN206583344U - 一种多仓式换热相变储热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多仓式换热相变储热装置，包括外壳，外壳的表面依次开设有相变材料仓进料口、内胆进水口、内胆泄压口、内胆出水口、泄料口，外壳内部安装有内胆，外壳和内胆之间安装有保温层，内胆的结构从上至下依次由上部水仓、相变储料仓、下部水仓组成，上部水仓的内部设置有分程隔板，相变储料仓由均匀排布的翅片管组成，翅片管的顶部一体连接有上部多孔板，翅片管的底部一体连接下部多孔板，上部多孔板、下部多孔板、翅片管之间形成的闭封空间用于盛装相变材料，翅片管内部流道连通上部水仓与下部水仓的空间设置为流体流动空间，下部水仓的内部安装有电加热器。充放热迅速，供热稳定，大大提高了相变储热装置的换热效果。

Description

一种多仓式换热相变储热装置

技术领域

本实用新型涉及储热装置，尤其是涉及一种多仓式换热相变储热装置。

背景技术

现有的相变储热装置，主要由外壳、内胆和盘管组成，盘管与进出水管道连接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。由于其设计不太成熟，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，且其换热效率很难有大幅度的提升，流动阻力大，生产成本高。也有由外壳、内胆和储热元件组成的相变储热装置，内部储热元件为圆柱或圆柱环形等类似结构，但其内部换热元件换热不均匀，不能充分发挥相变材料的储热潜力，单位体积相变材料封装量小，换热效率偏低，生产成本高。

除此之外，现有的相变储热装置中换热管道大多置于相变材料内部，当相变材料具有腐蚀性时，长期使用会造成换热管道腐蚀，甚至损坏，且其不易维护、更换，严重影响相变储热装置的使用寿命。

综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种多仓式换热相变储热装置，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，提供一种多仓式换热相变储热装置，该装置可采用谷电蓄热、运行费用低、单位体积储热量大、供热稳定(可24小时连续供热)、流动阻力小、充放热迅速、生产成本低、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：

一种多仓式换热相变储热装置，包括外壳，外壳的表面依次开设有相变材料仓进料口、内胆进水口、内胆泄压口、内胆出水口、泄料口，外壳内部安装有内胆，外壳和内胆之间安装有保温层，内胆的结构从上至下依次由上部水仓、相变储料仓、下部水仓组成，上部水仓的内部设置有分程隔板，相变储料仓由均匀排布的翅片管组成，翅片管的顶部一体连接有上部多孔板，翅片管的底部一体连接下部多孔板，上部多孔板、下部多孔板、翅片管之间形成的闭封空间用于盛装相变材料，翅片管内部流道连通上部水仓与下部水仓的空间设置为流体流动空间，下部水仓的内部安装有电加热器。

进一步，所述的分程隔板的数量为一个或多个。

进一步，所述的翅片管采用提高换热效率的螺旋翅片，翅片管材质采用铜、铝、碳钢、不锈钢材料其中的一种。

进一步，所述的内胆设有内部热源或外部热源的循环进出口，内胆的内部热源为谷电，内胆的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，循环进出口通过三通换向阀分别与内胆、内胆进水口和内胆出水口连接。

进一步，所述的上部多孔板、下部多孔板与翅片管之间的连接均采用焊接形式。

进一步，所述的相变材料仓进料口设置为相变材料压力泄放口，泄料口的侧边开设有温探盲孔，温探盲孔的内部设置有用于测量相变材料温度的温度传感器。

进一步，所述的内胆的上部设置有安装在测量口的感应器，感应器采用温度传感器或水位计其中的一种，内胆的底部安装有支撑底座，内胆形状为方形、圆柱形、椭圆形其中的一种形式，外壳上盖与内胆上盖之间设置有可拆装的上部保温层。

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、内胆通过两块多孔板分割成上部水仓、相变材料仓、下部水仓三个部分，上部水仓、下部水仓与相变储料仓通过翅片管内部流道相连通，组成流体流动空间。相变储料仓由两块多孔板和安装在多孔板上的翅片管组成，内表面采用搪瓷工艺，优化了换热结构，避免了内部腐蚀等问题，加工成本低，后期维护方便，延长了相变储热装置的使用寿命。

2、内胆中部相变材料仓通过两块多孔板与内壁焊接而成，内部翅片管端部流体进出口与两侧多孔板开孔完全重合，交错排列，均匀分隔相变储料空间，流动阻力小，换热均匀，大幅度提高了换热效率。

3、相变储料仓上、下多孔板与内胆内壁焊接固定，不易移位，起固定支撑作用。

4、内胆上部水仓不仅具有储热作用，而且带有一个或多个分程隔板，增加流体换热流程，形成绕流结构，保证进水在内胆底板分布均匀，充分换热。

5、内胆下部水仓安装有电加热装置，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。

6、内胆上部泄压孔和相变储料仓泄料口分别设有温度传感器，实时监控换热流体、相变材料温度，且相变储料仓进料口同时也是相变材料泄压孔，保证设备安全运行。

7、内胆底部设置有排污口，便于排放内胆中的杂质等。

8、内胆与外胆之间添加保温层，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。

9、整体结构设计简单新颖，解决了现有相变储热装置的缺陷，大大提高了相变储热装置的换热效果，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为本实用新型多孔板结构示意图。

图中1-外壳；2-内胆泄压口；3-上部保温层；4-分程隔板；5-内胆进水口；6-相变材料仓进料口；7-保温层；8-内胆；9-相变材料；10-螺旋翅片；11-翅片管；12-翅片管流道；13-泄料口；14-电加热器；15-排污口；16-支撑底座；17-下部水仓；18-下部多孔板；19-相变储料仓；20-上部多孔板；21-内胆出水口；22-上部水仓。

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2，一种多仓式换热相变储热装置，包括外壳1，外壳1的表面依次开设有相变材料仓进料口6、内胆进水口5、内胆泄压口2、内胆出水口21、泄料口13，外壳1内部安装有内胆8，外壳1和内胆8之间安装有保温层7，内胆8的结构从上至下依次由上部水仓22、相变储料仓19、下部水仓17组成，上部水仓22的内部设置有分程隔板4，相变储料仓19由均匀排布的翅片管11组成，翅片管11的顶部一体连接有上部多孔板20，翅片管11的底部一体连接下部多孔板18，上部多孔板20、下部多孔板18、翅片管11之间形成的闭封空间用于盛装相变材料9，翅片管11内部流道连通上部水仓22与下部水仓17的空间设置为流体流动空间，下部水仓17的内部安装有电加热器14。

另外，分程隔板4的数量为一个或多个。

翅片管11采用提高换热效率的螺旋翅片10，翅片管11材质采用铜、铝、碳钢、不锈钢材料其中的一种。

内胆8设有内部热源或外部热源的循环进出口，内胆的内部热源为谷电，内胆的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，循环进出口通过三通换向阀分别与内胆、内胆进水口和内胆出水口连接。

上部多孔板20、下部多孔板18与翅片管之间的连接均采用焊接形式。

相变材料仓进料口6设置为相变材料压力泄放口，泄料口13的侧边开设有温探盲孔，温探盲孔的内部设置有用于测量相变材料温度的温度传感器。

内胆8的上部设置有安装在测量口的感应器，感应器采用温度传感器或水位计其中的一种，内胆8的底部安装有支撑底座16，内胆8形状为方形、圆柱形、椭圆形其中的一种形式，外壳1上盖与内胆8上盖之间设置有可拆装的上部保温层3。

相变材料9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7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。

本实用新型的多仓换热式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，从而加快换热介质温度升高，促进相变材料快速吸热，最后将热量储存到换热介质和相变储料仓的蓄热材料中，完成储热过程。本实用新型多仓式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；储料仓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多仓换热式相变储热装置内胆里，冷的换热流体与热的换热流体主要在内胆上、下部水仓相混合，同时通过内胆上部的分程隔板，增加流程，使换热流体在流过翅片管流道的过程中，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。

本实用新型对相变储热装置结构进行了创新性设计，其结构简单新颖，解决了现有相变储热装置的缺陷，单位体积储热量大，运行费用低，整体流动阻力小，充放热迅速，大大提高了相变储热装置的换热效果，并通过相变储料仓内部搪瓷，避免因焊接点腐蚀引起的泄漏，生产成本低，使用寿命长，安装方便，易于维护。

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)

1.一种多仓式换热相变储热装置，包括外壳，其特征在于：外壳的表面依次开设有相变材料仓进料口、内胆进水口、内胆泄压口、内胆出水口、泄料口，外壳内部安装有内胆，外壳和内胆之间安装有保温层，内胆的结构从上至下依次由上部水仓、相变储料仓、下部水仓组成，上部水仓的内部设置有分程隔板，相变储料仓由均匀排布的翅片管组成，翅片管的顶部一体连接有上部多孔板，翅片管的底部一体连接下部多孔板，上部多孔板、下部多孔板、翅片管之间形成的闭封空间用于盛装相变材料，翅片管内部流道连通上部水仓与下部水仓的空间设置为流体流动空间，下部水仓的内部安装有电加热器。

2.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，其特征在于：所述的分程隔板的数量为一个或多个。

3.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，其特征在于：所述的翅片管采用提高换热效率的螺旋翅片，翅片管材质采用铜、铝、碳钢、不锈钢材料其中的一种。

4.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，其特征在于：所述的内胆设有内部热源或外部热源的循环进出口，内胆的内部热源为谷电，内胆的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，循环进出口通过三通换向阀分别与内胆、内胆进水口和内胆出水口连接。

5.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，其特征在于：所述的上部多孔板、下部多孔板与翅片管之间的连接均采用焊接形式。

6.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，其特征在于：所述的相变材料仓进料口设置为相变材料压力泄放口，泄料口的侧边开设有温探盲孔，温探盲孔的内部设置有用于测量相变材料温度的温度传感器。

7.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，其特征在于：所述内胆的上部设置有安装在测量口的感应器，感应器采用温度传感器或水位计其中的一种，内胆的底部安装有支撑底座，内胆形状为方形、圆柱形、椭圆形其中的一种形式，外壳上盖与内胆上盖之间设置有可拆装的上部保温层。

8.根据权利要求1所述一种多仓式换热相变储热装置，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所述一种多仓式换热相变储热装置，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所述一种多仓式换热相变储热装置，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。